Мастер общестроительных работ

Строительные растворы и бетоны

В зависимости от долговечности зданий и температурного режима при устройстве каменной кладки в строительстве применяются различные марки растворов. Строительные растворы представляют собой смесь неорганического вяжущего, заполнителя и воды, а в определенных случаях — специальных добавок. Для приготовления растворов и бетонов применяются неорганические вяжущие материалы, по химико-минералогическому составу подразделяющиеся на следующие основные группы: цементы, известь, известковые, гипсовые, магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и т. д. Неорганические вяжущие подразделяются на воздушные и гидравлические. Воздушные неорганические вяжущие твердеют только на воздухе, и к ним относятся известь воздушная, гипсовые и магнезиальные вяжущие и др. Гидравлические вяжущие твердеют как на воздухе, так и в воде, и к ним относятся портландцементы, глиноземистые, шлаковые, пуццолановые цементы, гидравлическая известь и др.

Цементы — это гидравлические вяжущие, состоящие в основном либо из смеси клинкера, активных минеральных добавок и других вяжущих, либо из тонкого помола цементного клинкера. Наиболее распространенными являются портландцемент, шлаковые, пуццолановые, глиноземистые и другие цементы. Портландцемент — это смесь клинкера (клинкер — результат обжига до спекания смеси, содержащей известняк, глинозем, кремнезем и окиси железа с преобладающим содержанием в клинкере силикатов кальция) тонкого помола, гипса и специальных добавок. Выпускается портландцемент марок 400, 500, 550 и 600 как с активными минеральными добавками в количестве до 20% от массы цемента, так и без них. Портландцемент имеет объемную массу в рыхлом состоянии 100-1100 кг/м3, а в уплотненном — 1400-1700 кг/м3. Начало схватывания цемента наступает не ранее чем через 45 мин, а конец не позже 10 ч после затворения. Производятся следующие виды портландцементов: пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий и др.

Пластифицирующий портландцемент используется для приготовления бетонных и растворных смесей с повышенной подвижностью, удобоукладываемостью, а для бетонов и растворов — с повышенной морозостойкостью, и представляет собой продукт измельчения портландцементного клинкера с пластифицирующими добавками (сульфитно-спиртовая барда или сульфитно-дрожжевая бражка) в количестве 0,1-0,3% от массы цемента; производится следующих марок: 300, 400, 500. Гидрофобный портландцемент применяется для придания бетонным растворам и смесям повышенной подвижности и удобоукладываемости, а застывшим растворам и бетонам — повышенной морозостойкости, используется для гидроизоляционных штукатурных растворов и бетонов. Гидрофобный портландцемент получают в результате помола портландцементного клинкера с гидрофобными (водоотталкивающими) добавками (мылонафт, асидол, асидол-мылонафт и др.) в количестве 0,06-0,3% от массы цемента и производят следующих марок: 300 и 400.

Быстротвердеющий портландцемент употребляется преимущественно для заделки стыков конструкций, а также для изготовления конструкций малой массивности в зимних условиях с применением тепловлажной обработки; особенностью его является способность быстро набирать прочность в начальный период твердения. Быстротвердеющий портландцемент получают из измельченного клинкера с повышенным содержанием быстротвердеющих минералов и гипса; производится марки 400 и 500.

Шлакопортландцемент предназначается в основном для массивных гидротехнических сооружений; особенностью является способность твердеть на воздухе и в воде, медленно набирать прочность при пониженных и быстро — при высоких температурах. Представляет собой смесь клинкера, гранулированного доменного шлака и гипса; содержание шлака в смеси допускается от 20 до 60% от массы цемента; марки — 300, 400 и 500.

Пуццолановый портландцемент применяют в конструкциях, подвергающихся воздействию мягких пресных вод. Пуццолановый портландцемент вырабатывается из смеси клинкера, гипса и активных минеральных добавок вулканического (в количестве 25—40%) или осадочного {в количестве 20-30%) происхождения; выпускается марки 300 и 400.

Глиноземистый цемент предназначается в основном для получения быстротвердеющих строительных и жаростойких растворов и бетонов; твердеет в воде и во влажных условиях. Производится следующих марок: 400, 500, 550 и 600. Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее 30 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения. Строительная известь по условиям твердения подразделяется на воздушную и гидравлическую. Воздушная известь обеспечивает твердение растворов и бетонов и сохранение прочности в воздушных сухих условиях; гидравлическая известь обеспечивает твердение растворов и бетонов с сохранением прочности как на воздухе, так и в воде.

Строительную воздушную известь получают в результате обжига известняков, состоящих преимущественно из окиси кальция, а также из доломитизированного известняка, мела, доломита и других горных пород, содержащих углекислый кальций и магний. Воздушная известь по внешнему виду делится на негашеную комовую, негашеную молотую (гидратная пушонка) и известковое тесто. По содержанию окиси магния делится на кальциевую, магнезиальную и доломитовую. Тонко измельченная негашеная известь быстро гасится с выделением большого количества тепла, благодаря чему известковые растворы можно применять в условиях низких температур. К быстро-гасящимся относятся извести со скоростью гашения не более 8 мин, к среднегасящимся — не более 25 мин и к медленногасящимся — не менее 25 мин. Срок хранения порошкообразных видов воздушной извести в бумажных мешках — не боле 15 суток с момента ее изготовления.

Гидравлическая известь представляет собой обожженные мергелистые известняки, содержащие от 6 до 25% глинистых примесей. В процессе обжига образуются силикаты и алюминаты кальция, которые придают гидравлической извести способность твердеть в воде: при взаимодействии с водой известь гасится и превращается в тесто, которое начинает твердеть на воздухе, а затем может твердеть и в воде.

Строительный гипс получают в результате термической обработки природного гипсового камня или ангидрида с последующим размолом в шаровых мельницах. Строительный гипс применяют для штукатурных растворов. Заполнителями при приготовлении растворов и бетонов являются местные природные материалы и отходы промышленного производства. В зависимости от объемной массы заполнители делятся на:

особо легкие — пористые заполнители с объемной массой до 500 кг/м3;
легкие — пористые искусственные и природные заполнители с объемной массой 500-1800 кг/м3;
тяжелые — песок, гравий и щебень из тяжелых пород с объемной массой 1800-2500 кг/м3;
особо тяжелые — бариты (тяжелый шпат) с объемной массой более 2500 кг/м3.

Мелким заполнителем для растворов и бетонов является песок природный, полученный в результате естественного разрушения горных пород, и дробленый, полученный дроблением горных пород до зерен крупностью менее 5 мм. Тяжелый природный песок с объемной насыпной массой более 1200 кг/м3 потребляется в естественном состоянии (природный песок), с разделением на фракции (фракционированный песок) и с улучшенным зерновым составом (обогащенный песок). В зависимости от зернового состава природный песок делят на крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Для бетонов рекомендуется применять песок с модулем крупности 2-2,5, для кладочных растворов — смесь крупного и среднего песка, для штукатурных растворов — мелкий песок. Крупными заполнителями для тяжелого бетона являются щебень, гравий и щебень из гравия в виде фракций 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Крупный заполнитель должен содержать не более 35% по массе зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы. В качестве заполнителей для легкого бетона применяют пористые материалы с объемной насыпной массой до 1200 кг/м3 с крупностью зерен до 5 мм (песок) и объемной насыпной массой до 1000 кг/м3 с крупностью зерен от 5 до 40 мм (щебень, гравий). По происхождению пористые неорганические заполнители делятся на природные (естественные) и искусственные. Природные заполнители могут быть вулканического (щебень и песок из пемзы, вулканический шлак и туф) и осадочного (пористые известняки, известняки-ракушечники, известковые туфы, опока, трепел, диатомиты и др.) происхождения. Искусственные заполнители делятся на отходы промышленности (щебень и песок из топливного и металлургического шлаков) и специально изготовленные (гравий и песок керамзитовый, песок керамзитовый дробленый, гравий полый керамический, гранулированный шлак, щебень и песок из пористого металлургического шлака, поризованной вулканической породы, аглопорита и вспученного вермикулита и др.). По крупности зерен пористые заполнители подразделяются на фракции: песок до 1,2 мм и 1,2-5 мм; щебень (гравий) — 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм. По показателю объемной насыпной массы они делятся на следующие марки: 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1000 — для щебня (гравия) и песка; 1200 — только для песка. По морозостойкости пористые заполнители должны иметь марку не ниже Мрз 15.

Строительные растворы подразделяются:

по назначению — для каменной кладки, отделочные и специальные;
по виду вяжущего — простые (цементные, известковые, гипсовые) и смешанные (цементно-известковые, известково-гипсовые и т. д.);
по объемной насыпной массе — тяжелые (с плотностью 1550 кг/м3 на плотных заполнителях — природном песке) и легкие (с плотностью 1500 кг/м3 на пористых заполнителях — шлаковом, пемзовом песке и др.).

Растворные смеси для каменной кладки приготавливают в виде растворов определенной подвижности и сухих смесей, которые перед использованием перемешиваются с водой. Для каменной кладки применяют растворы (по пределу прочности при сжатии) следующих марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. При строительстве зданий, подвергающихся в процессе эксплуатации неоднократному замораживанию и оттаиванию, используются морозостойкие растворы. По морозостойкости растворы подразделяются на марки: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 160, 200 и 300. Марка раствора — это предел прочности при сжатии контрольных образцов-кубов размером 7,07x7,07x7,07 см. Прочность раствора зависит от температуры твердения и времени выдерживания раствора.

Кладочные растворы должны иметь требуемую марку, назначаемую по расчету, быть пластичными и обладать хорошей водоудерживающей способностью, что регулируется количеством вяжущего, воды и добавок. Известь и глина в растворах служат в качестве пластификаторов. Марка раствора, его состав, вид вяжущего, условия работы конструкций должны быть указаны в проекте. Для растворов на шлакопортландцементе и пуццолановом портландцементе при их твердении в жаркую и сухую погоду обеспечивают влажностные условия. Известково-шлаковые, известково-пуццолановые и известково-зольные вяжущие применяют для марок растворов не выше 25 с обеспечением влажностного режима твердения. Для ускорения этого процесса при температуре ниже +10 °С добавляют портландцемент в количестве 15-25% от объема вяжущего. Расход вяжущих на кубический метр песка и на кубический метр раствора зависит от марки вяжущего и состава раствора.

Бетоном называют искусственный камневидный материал, приготовляемый из смеси цементного вяжущего, заполнителей (песка, гравия или щебня) и воды. В зависимости от массы единицы объема бетона в естественном состоянии с порами и пустотами различают бетоны:

особо тяжелые (более 2500 кг/м3) на таких заполнителях, как барит, чугунная дробь, обрезки стали и т.п., предназначенные для конструкций защит от радиации;
тяжелые (1800-2500 кг/м3) на песке, щебне и гравии, наиболее широко применяемые в строительстве;
легкие (500-1800 кг/м3) на пористых заполнителях искусственных (керамзит, аглопорит, термозит и т. д.) или естественных (пемза, туф, ракушечник и т. д.);
особо легкие (до 500 кг/м3) — ячеистые из смеси вяжущего, воды, тонкомолотого заполнителя и парообразующих веществ автоклавного твердения.

Марки бетона установлены:

по прочности на сжатие;
по прочности на осевое растяжение;
по морозостойкости;
по водонепроницаемости.

Рабочий состав бетона назначается на основе экспериментального подбора по результатам испытаний образцов, изготовленных из пробных замесов бетонной смеси. Надежность и долговечность конструкций предопределяются правильно подобранным составом бетонной смеси. Состав бетона должен обеспечивать достижение заданных свойств затвердевшего бетона в заданные сроки.

Легкие бетоны на пористых заполнителях по назначению подразделяются на теплоизоляционные, конструктивно-изоляционные, конструктивные и конструктивные высокоплотные.

Добавки для растворов и бетонов

Для придания растворным или бетонным смесям определенных технологических свойств в их состав вводят определенные добавки. По своему назначению добавки подразделяются на минерально-активные (природные и искусственные); добавки-наполнители (природные и искусственные); ускорители твердения и замедлители схватывания растворных и бетонных смесей; добавки для кислотостойких, щелочестойких и жаростойких растворов и бетонов; противоморозные и специальные.

Активные минеральные добавки применяют в качестве составной части смешанных вяжущих, а также в качестве добавок-наполнителей при приготовлении растворных и бетонных смесей; активные минеральные добавки при смешивании с гидратной известью и водой способствуют твердению смесей как на воздухе, так и в воде. Активными природными минеральными добавками являются добавки вулканического и осадочного происхождения — вулканические пеплы, опоки, туфы, пемзы, трассы, витрофиры, трепелы, диатомиты и глиежи; искусственные — доменные гранулированные шлаки, белитовый шлак, зола-унос, топливные шлаки и т. п. Все эти добавки применяют для повышения плотности, водостойкости и соленостойкости бетонов и растворов на портландцементе.

Поверхностно-активные добавки вводятся в бетоны и растворы для уменьшения водопотребности и расхода вяжущих при одновременном сохранении или повышении их пластичности, а также для повышения морозостойкости растворов и бетонов, предназначенных для конструкций и сооружений, подвергающихся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. Поверхностно-активными добавками являются концентраты сульфатно-спиртовой барды (жидкие, твердые и порошкообразные), мылонафт, асидол, окисленный петролатум, кремнийорганические жидкости. Дозировка поверхностно-активных добавок предварительно проверяется экспериментальным путем.

Добавки-наполнители применяются для снижения расхода цемента, если марка его по прочности раствора или бетона является излишне высокой, а расчетное количество цемента оказывается недостаточным для придания бетону или раствору заданной удобоукладываемости и плотности. Применяются природные добавки-наполнители — известняки, изверженные горные породы, пески, глины и т. п. и искусственные, получаемые из отходов производства — доменных шлаков, топливной золы и т. .д. Процентное содержание добавки-наполнителя устанавливается экспериментально.

Добавками ускорителями твердения цементов являются хлорид кальция, хлорид натрия, нитрат кальция, поташ, сернокислый глинозем, хлористое железо. Добавками-замедлителями схватывания являются сернокислое окисное железо, животный клей, сульфитно-натриевая барда, мылонафт и др. Необходимое количество добавок устанавливается экспериментальным путем.

Добавками противоморозными являются хлорид кальция в сочетании с хлоридом натрия, нитрат натрия, нитрит натрия, поташ, а также их соединения друг с другом и с другими добавками; противоморозные добавки применяются для твердения бетона и раствора при отрицательной температуре (понижения температуры замерзания жидкой фазы растворов и бетонов).

При кирпичной кладке на цементных растворах и на растворах с молотой негашеной известью, а также на смешанном растворе в сухую жаркую погоду кирпич поливают водой; при кладке на известковом растворе кирпич поливать не следует. Так называемое «размолаживание» схватившихся кладочных растворов, т. е. добавление воды, а иногда и вяжущих, не разрешается, так как это не приводит к восстановлению первоначальных его показателей и ухудшает качество.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект I-148-1D