Строительные материалы и изделия

Материалы для растворных смесей

Заполнители. В качестве мелкого заполнителя в обыкновенных растворах применяют природный песок и песок из отсевов дроб­ления горных пород. Для декоративной штукатурки используются мраморная крошка, слюда, дробленое стекло и др. В легких ра­створах для придания им тепло - и звукоизоляционных свойств применяют древесные опилки, вермикулит, дробленые пористые материалы, такие как пемза, шлаки, туфы, известняки-ракушеч­ники.

Растворы бывают жирными и тощими. Жирные растворы содер­жат много вяжущего и мало песка, тощие растворы, наоборот, содержат много песка и мало вяжущего. Составы растворов колеб­лются от 1 : 1 до 1:6 (вяжущее: заполнитель). С увеличением доли песка снижается усадка и способность к трещинообразованию, но вместе с тем понижаются подвижность растворной смеси и прочность раствора.

Вода. Количество воды для затворения растворной смеси под­бирается по заданной подвижности. Чем больше воды, тем выше подвижность, но ниже прочность.

Вяжущие вещества. В растворах применяют цементы, известь, гипс, реже — магнезиальные вяжущие вещества. Используют так­же смешанные вяжущие: известково-гипсовые, цементно-извест­ковые, цементно-глиняные. Опасно смешивать портландцемент с гипсом, так как в результате реакции гидроалюминатов кальция с CaS04-2H20 образуется гидросульфоалюминат кальция: ЗСаО • А1203-3CaS04-31Н20 — соединение, сильно увеличиваю­щееся в объеме и разрушающее твердеющий материал. При при­менении гипсоцементно-пуццоланового вяжущего, предложенного А. В. Волженским и Р. В. Иванниковой, образование гидросульфо - алюмината не вызывает вредных последствий, так как Са(ОН)2 связывается гидравлической добавкой.

В порядке возрастания прочности строительные растворы рас­полагаются в следующем порядке: глиняные, смешанные глиня­ные, известковые, известково-гипсовые, гипсовые, цементно - известковые, цементные.

Глиняные строительные растворы имеют низкие прочность и водостойкость, но очень дешевы и могут использоваться в сухих помещениях подсобных строений. Хорошими заполнителями в глиняных растворах являются соломенная сечка, опилки, струж­ка, льняная или конопляная костра. Они повышают прочность и ускоряют сушку раствора.

Смешанные глиняные строительные растворы готовят на глино­цементных, глиноизвестковых, глинобитумных и других вяжущих. Добавление к глине вяжущих веществ повышает водостойкость раствора.

Известковые строительные растворы медленно схватываются и твердеют. При твердении воздушной извести происходит карбо­низация поверхностного слоя раствора за счет углекислоты возду­ха. Пленка СаС03, образующаяся на поверхности раствора, зат­рудняет проникновение углекислоты во внутренние слои и выход паров воды наружу. Из-за этого твердение извести может продол­жаться годами, а штукатурка оставаться сырой.

Известковые штукатурки имеют низкую прочность. Поэтому проблематичным является крепление к стене подвесных шкафов, полок и других предметов, так как гвозди, шурупы, дюбеля не удерживаются в слабом штукатурном слое. Такая штукатурка лег­ко выкрашивается при механическом воздействии и требует час­того ремонта.

Растворы на воздушной извести не водостойки. Их используют в помещениях при относительной влажности воздуха до 60% и в кладке, не подверженной увлажнению. При протечках воды и на­мокании штукатурки возможно ее обрушение. Более водостойкой и прочной является гидравлическая известь.

Существенным недостатком известковых растворов является сильная усадка их при высыхании, в результате чего штукатурка подвержена растрескиванию, избежать которое очень трудно, а уменьшить можно, увеличив долю песка. Образование трещин про­исходит и после завершения процесса усадки, что обусловлено низкой прочностью известкового раствора и меньшей, чем у ос­нования, деформативной способностью.

Несмотря на все недостатки известковый раствор широко при­меняется, что вызвано удобством работы с ним. Известковый ра­створ — пластичная, легко обрабатываемая смесь, обладающая хорошей адгезией к кирпичу и бетону. Растворная масса на основе воздушной извести не требует немедленного использования пос­ле ее приготовления, как гипсовый или цементный раствор. Если предотвратить контакт с воздухом и возможность высыхания, то можно сохранять ее очень долго без всякого вреда для удобоукла - дываемости и конечной прочности.

Известково-гипсовые строительные растворы применяют в сухих помещениях для оштукатуривания преимущественно деревянных и гипсовых поверхностей стен, перегородок и потолков. В зависимости от свойств исходных вяжущих веществ на 1 часть гипса берут от 0,4 до 4 частей извести. Присутствие извести в составе вяжущего придает раствору способность легко выравниваться при укладке и немного замедляет схватывание. Поданным И. Х. Наназашвили, при добавке

3.. .6 % извести схватывание гипса замедляется на 3...5 мин.

Гипсовые строительные растворы в чистом виде применяются редко несмотря на их высокие прочностные и теплоизоляцион­ные свойства, отсутствие трещин вследствие расширения гипса (до 1 %) при твердении, хорошую адгезию к основанию, в том числе деревянному, хорошую гвоздимость при использовании за­полнителя из древесных опилок.

Главным препятствием для широкого использования гипсовых растворов является очень быстрое схватывание гипса — обычно от 2 до 10 мин. Стандартом предусмотрен медленносхватываю - щийся гипс с началом схватывания не ранее 20 мин, но он мало распространен. Замедлить схватывание гипса можно добавкой не­которых веществ (см. подразд. 9.8). Многие замедлители снижают прочность гипсового раствора.

Гипсовые растворы не рекомендуется применять во влажных помещениях из-за низкой водостойкости и армировать стальны­ми сетками, так как гипс вызывает коррозию стали. Они отлича­ются также недостаточными пластичностью и выравнивающей спо­собностью, что заставляет прибегать к введению пластифицирую­щих добавок.

Цементно-известковые строительные растворы отличаются бо­лее высокой прочностью, чем известковые, и лучшей удобоукла- дываемостью, чем цементные. Благодаря высокой водостойкости их можно использовать для кладки фундаментов, в помещениях с повышенной влажностью и для наружной отделки зданий. Соот­ношение между цементом и известью варьируется в широких пре­делах. На 1 часть цемента берут от 0,1 до 1,5 частей извести. Чем выше марка цемента, тем больше можно добавлять к нему извес­ти. При этом снижаются прочность и водостойкость раствора, но возрастает подвижность растворной смеси.

Цементные строительные растворы обладают наиболее высо­кой прочностью и водостойкостью. Прочность цементного раствора тем выше, чем выше марка цемента и качество песка и чем мень­ше воды взято для затворения. Цементный раствор имеет более высокую плотность, а следовательно, и более высокую теплопро­водность, чем известковый. Твердение цементного раствора на воздухе сопровождается усадкой, однако не такой значительной, как у известковых растворов. Поэтому и трещины в цементной штукатурке не столь велики и многочисленны.

Растворная смесь на портландцементе уступает известковым составам в удобоукладываемости и адгезии к основанию.

Добавки. В строительных растворах применяются те же добавки, что и в бетонах (см. подразд. 9.8). Кроме того, разработаны добавки специально для растворных смесей (особенно сухих) — это эфиры целлюлозы, повышающие водоудерживающую способность раствор­ной смеси, и дисперсионные полимерные порошки (ДПП), уве­личивающие адгезию раствора к основанию. Наиболее широкое при­менение получили продукты двух производителей: фирмы «Клари­ант», производящей эфиры целлюлозы «Тилоза», ДПП «Мовилит»; отделения «Аквалон» немецкой компании «Геркусес», специали­зирующейся на производстве полимеров. Продукты компании «Ак­валон» на основе эфиров целлюлозы носят названия «Кульминал», «Натросол», а на основе ДПП — «Элотекс».

1. Эфиры целлюлозы. В отличие от своих производных целлюло­за не растворима в воде. В 1912 г. на немецком химическом концер­не «Хехст» был изобретен способ получения водорастворимой целлюлозы с помощью едкого натра и диметилсульфата, а с 1925 г. началось производство метилцеллюлозы (МЦ), карбоксиметил - целлюлозы (КМЦ) и других эфиров целлюлозы, обладающих высокой водоудерживающей способностью. Это порошкообразные волокнистые вещества белого или желтоватого цвета. В воде они набухают с образованием вязких растворов.

Выпускаемые добавки характеризуются различными значения­ми вязкости — от 5 ■ 10_3 до 60 Па • с. Чем больше значение вязко­сти, тем больше водоудерживающая способность смесей.

Производные целлюлозы используются в растворах различно­го назначения (штукатурных, кладочных, для самовыравниваю - щихся наливных полов, приклеивания кафельной плитки и др.). Особенно они эффективны при добавлении в плиточный клей на основе цемента или гипса. При этом улучшаются все основные свойства клеящего состава.

При обезвоживании растворных смесей в результате поглощения влаги основанием они теряют пластичность и клеящую способность и становятся не пригодными для разравнивания и исправления де­фектов. Метилцеллюлоза, введенная в количестве 0,1... 1,0%, пре­пятствует как испарению, так и отсасыванию воды основанием, обеспечивая равномерность и полноту гидратации вяжущих.

Производные целлюлозы увеличивают вязкость жидкой фазы раствора (загущают его). При этом керамическая плитка и сам ра­створ не сползают вниз под действием собственного веса, что ча­сто бывает при отсутствии добавки. Вместе с тем увеличивается время, в течение которого можно исправлять положение керами­ческой плитки после ее установки, а также время до образования корки, которая образуется на открытой поверхности раствора в результате испарения воды и препятствует прилипанию плитки. Возрастает также адгезия на контакте раствора с основанием и с облицовочной плиткой как в момент установки плитки, так и после отвердевания клеящего состава.

2. Дисперсионные полимерные порошки. Строителям хорошо известна композиция цемента и поливинилацетатной эмульсии (ПВАЭ), в процессе твердения которой вода связывается цемен­том при гидратации, а ПВАЭ за счет этого теряет воду и образует пленки, которые, являясь дополнительными связками, существен­но повышают адгезионную прочность строительного раствора.

Для сухих смесей получают сухой тонкодисперсный порошок полимера, который при затворении водой образует водную дис­персию, способную при высыхании давать полимерную пленку.

Дисперсионные полимерные порошки модифицируют раствор­ную смесь, позволяя регулировать ее свойства. В зависимости от вида ДПП смесь может быть либо более подвижной, либо более вязкой. ДПП типа «Элотекс 50Е100» может обеспечить дополни­
тельно до 10% воздухововлечения. Кроме того, ДПП являются вторым дополнительным связующим в цементных смесях. При этом резко возрастают адгезионные свойства системы. При 3%-м со­держании ДПП «Элотекс 50Е100» в плиточном растворе адгези­онная прочность за 7 сут достигла значения более 1 МПа, что в 3,7 раза больше, чем адгезионная прочность раствора без добавки. ДПП повышает эластичность и гибкость материала. Это объясня­ется тем, что в порах и местах неплотного прилегания раствора к плитке образуются полимерные связки в виде мембран, воспри­нимающие растягивающие усилия.