Материаловедение для штукатуров, плиточников, мозаичников. Специальные растворы

Инъекционные растворы применяются для заполнения каналов предварительно напряженных конструкций, представляют собой цементное тесто или цементно-песчаный раствор.

Гидроизоляционные растворы готовят на цементах повышенных марок прочности (от 400) и кварцевом песке (реже на песке, полученном искусственным путем из плотных горных пород). Их используют для гидроизоляционных слоев, стяжек и штукатурок.

Акустические растворы применяют в качестве звукопоглощающего отделочного материала для понижения уровня шума в помещениях. Растворы изготавливают на цементе, извести, гипсе (или их смесях) и на однофракционном пористом песке для обеспечения раствору низкой средней плотности.

Рентгенозащитные растворы – для оштукатуривания стен и потолков рентгеновских кабинетов. Изготавливают из цемента и баритового песка фракцией до 1,25 мм с добавкой в раствор легких элементов (бор, литий и т.п.).

Тампонажные растворы применяют, соответственно названию, для тампонирования нефтяных скважин. Они обязаны обладать высокой однородностью, подвижностью и водостойкостью. Сроки схватывания должны соответствовать условиям нагнетания раствора в скважину.

Сухие смеси - сыпучие, рационально подобранные смеси вяжущего, заполнителя, наполнителей и специальными добавками (регуляторы схватывания и твердения, адгезивы, пластификаторы и другие). Сухие смеси предназначены для приготовления строительных растворов, смесей для выравнивания бетонных полов, приклеивания строительных плиток, приготовления грунтовок, шпаклевок, штукатурок и затирок. Сухие смеси затворяются водой на месте производства работ.

По области применения сухие строительные смеси также можно распределить по трем группам:

1 группа – общестроительные (конструкционные, отделочные): немодифицированные растворные и бетонные сухие смеси; кладочные растворные смеси, в том числе декоративные, для газобетонных блоков и др.; штукатурные смеси, в том числе декоративные, теплоизоляционные; шпатлёвки (ровнители) для стен, в том числе фасадные; смеси для устройства полов и др.

2 группа – специальные строительные: гидроизоляционные смеси; санирующие штукатурки; клеи для систем наружной теплоизоляции; клеи и затирки для керамических и каменных настенных и напольных плит; инъекционные составы; ремонтные составы, в том числе безусадочные и расширяющиеся; составы для торкрет- и набрызг-бетона; сухие грунтовки и сухие краски, в том числе фасадные.

3 группа – нестроительные (общетехнические): жаростойкие и огнеупорные составы (для тепловых агрегатов); огнезащитные составы (защита строительных конструкций); кислотоупорные смеси; буровые растворные смеси; тампонажные смеси; электродные массы; литейные формовочные смеси.

Органические вяжущие вещества, их виды. Битумы: получение, состав, свойства, маркировка Стандартные методы испытания битумов. Дегтевые вяжущие вещества: получение, свойства. Способы приведения битума в рабочее состояние. Области применения битума. Асфальтобетон: материалы, состав, свойства, технологии укладки. Области применения различных видов асфальтобетонов.

Органические вяжущие вещества - это высокомолекулярные природные или синтетические вещества, способные:
приобретать жидко-вязкую консистенцию при нагревании или при действии растворителей или же имеющие жидко-вязкую консистенцию в исходном состоянии;
с течением времени самопроизвольно или под действием определенных факторов (температуры, веществ-отвердителей и др.) переходить в твердое состояние.
При этом как в жидком, так и в твердом состоянии эти вещества имеют хорошую адгезию к другим материалам.
В зависимости от происхождения , химического и вещественного состава органические вяжущие делят на следующие группы:
черные вяжущие (битумы и дегти);
природные смолы, клеи и полимеры;
синтетические полимерные продукты.
Самая обширная группа органических вяжущих - синтетические полимеры. Их получают из низкомолекулярных продуктов (мономеров) полимеризацией и поликонденсацией. Специфическая группа полимеров - каучуки и каучукоподобные полимеры, обладающие высокоэластичными свойствами - способностью к большим упругим деформациям; их также называют эластомерами.
В зависимости от отношения к нагреванию и растворителям органические вяжущие делят на термопластичные и термореактивные .
Термопластичными называют вещества, которые при нагревании переходят из твердого состояния в жидкое (плавятся), а при охлаждении вновь затвердевают; причем такие переходы могут повторяться много раз. Термопластичность объясняется линейным строением молекул и невысоким межмолекулярным взаимодействием. По этой же причине большинство термопластов способно растворяться в соответствующих растворителях. К термопластам относятся битумы, смолы, многие широко распространенные полимеры - полиэтилен, поливинилхло-рид, полистирол и др.
Термореактивными называют вещества, у которых переход из жидкого состояния в твердое происходит необратимо. При этом у них меняется молекулярная структура: линейные молекулы соединяются в пространственные сетки - гигантские макромолекулы. Такое необратимое твердение (этот процесс называют также «отверждение», «сшив-кал, «вулканизация») происходит не только под действием нагрева (отсюда пошел термин «термореактивные вещества»), но и под действием веществ отвердителей, УФ и у-излучения и других факторов. Отвержденные термореактивные полимеры, как правило, более теплостойки, чем термопластичные.
К термореактивным органическим вяжущим относятся, например, эпоксидные и полиэфирные олигомеры (смолы), олифы, каучуки в смеси с вулканизаторами и др.

Битумы - твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95-1,50 г/см³.

Внутренние поверхности многих сооружений, хранилищ, отстойников, тоннелей и т. п. — оштукатуривают специальными водонепроницаемыми растворами. Это жирные цементные растворы состава 1:1 — 1:3, в который добавлен церезит, растворимое стекло или алюминат натрия.

Из водонепроницаемых растворов особенно распространены растворы с добавкой церезита — вещества, получаемого из олеиновой кислоты, извести, аммиака, водного раствора сернокислого аммония.

Церезит представляет собой сметанообразную массу белого или желтого цвета, состоящую из нерастворимых частиц (30 — 40%), взвешенных в воде (70 — 60%). В растворы его вводят в виде церезитового молока, которое получают, разводя церезит в воде (1 объемную часть церезита на 10 частей воды).

Для понижения точки замерзания церезита при работе в зимних условиях в него добавляют около 10% денатурированного спирта.

Церезитовым молоком затворяют жирные цементные растворы. Церезит заполняет мелкие поры, увеличивая плотность раствора и тем самым делая его водонепроницаемым.

Церезитовые растворы плохо сцепляются с ранее нанесенным слоем, сползают с него и схватываются медленно.

Для получения водонепроницаемых полов при облицовке плитками применяют раствор следующего состава (в частях по объему): цемент — 1, глина — 0,1, церезит — 0,12, песок — 2 — 3.

Церезитовые растворы нужно употреблять не позднее чем через 1 час после их приготовления.

«Материаловедение для штукатуров,
плиточников, мозаичников»,
А.В.Александровский

Незамерзающие растворы с хлористыми солями кальция, натрия и аммония приготовляют на водных растворах этих солей. Концентрация солей, т. е. их количество на единицу объема воды, зависит от температуры наружного воздуха. В таблице приведены эти данные. Концентрация солей в незамерзающих растворах Наименование соли Наружная температура в *С Количество соли в кг на 100 л воды Хлористый…

Попав на кожу или на слизистые оболочки, поташ может вызвать сильный ожог. В штукатурные растворы поташ добавляют с водой затворения. Количество поташа устанавливают в зависимости от температуры наружного воздуха и веса сухой смеси: Температура наружного воздуха в °С Добавки поташа в % от веса сухой смеси До — 5 1,0 5 — 15 1,5 Ниже…

В качестве противоморозной добавки применяют также аммиачную воду (предложено Е. С. Булгаковым). Штукатурные работы растворами с аммиачной водой можно вести при температуре наружного воздуха до — 30 °С. Раствор затворяют аммиачной водой шестипроцентной концентрации. Если доставленная на стройку аммиачная вода имеет более высокую концентрацию, то ее разбавляют обыкновенной водой. Аммиачную воду хранят под навесом в…

Растворы на растворимом стекле дают не только водонепроницаемые, но и керосинонепроницаемые покрытия. Для получения водонепроницаемого раствора растворимое стекло разводят в воде (на 1 часть стекла от 5 до 10 частей воды) и этим составом затворяют сухую цементно-песчаную смесь. Затвердевая, растворимое стекло образует на поверхности штукатурного слоя водонепроницаемую и огнестойкую пленку. Однако эта пленка разрушается от…

Водонепроницаемые штукатурки получают также из растворных смесей с алюминатом натрия (Al2O3 * Na2О) — солью слабой металлоалюминиевой кислоты и сильной щелочи — едкого натра (NaOH). Однако этими растворами пользуются реже, чем церезитовыми и растворами на растворимом стекле, так как они раздражающе действуют на кожу и слизистые оболочки человека. Растворы с добавкой алюмината натрия применяют для…

1) Растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций приготавливают на ПЦ им кварцевом песке подвижностью 7-8 см. В тех случаях, когда в швах имеется арматура или закладочные детали, растворы не должны содержать добавок, вызывающих коррозию металла, в частности хлори­стого кальция.

2) Инъекционные растворы – это цементно-песчаные растворы или цементное тесто, применяемое для заполнения каналов предварительно напряженных конст­рукций. К ним предъявляют повышенные требования по прочности (не менее М300), водоудерживающей способности и морозостойкости.

3) Растворы для полов используют цементно-песчаные, металлоцементные, цементно-опилочные и полимерцементные. Цементно-песчаные р-ры, применяемые для стяжки полов, должны обладать необходимой прочностью и хорошей подвижностью. Цементно-опилочные смеси для устройства основания под полы состоят из ПЦ или ангидритового вяжущего, песка и мелких древесных опилок. полимерцементные р-ры получают затворением цемента водной дисперсией полимера. Полы на таких р-рах обладают достаточной прочностью, коррозионной стойкостью, гигиеничностью и высоким сопротивлением износу.

4) Гидроизоляционные р-ры приготавливают на цементах повышенных марок (М400 и выше) и кварцевом песке или искусственно полученном песке из плотных г.п. Для устройства гидроизоляционного слоя, подвергающегося воздействию агрессивных вод в качестве вяжущего применяют сульфатостойкий ПЦ и Сульфатостойкий ППЦ.

5) Тампонажные р-ры – цементно-песчаные, цементно-песчано-суглинистые – применяют для тампонирования нефтяных скважин. Они должны обладать высокими однородностью, водостойкостью, подвижностью, срокам схватывания, соответствующим условиям нагнетания р-ра в скважину, стойкостью в агрессивной среде.

6) Акустические р-ры – применяют в качестве звукопоглощающей штукатурки для снижения уровня шумов. В качестве вяжущих исп. ПЦ, ШПЦ, известь, гипс или их смеси и каустический магнезит. Заполнителями служат однофракционные пески крупностью 3-5мм из легких пористых материалов: пемзы, шлаков, керамзита и др.

7) Рентгенозащитные р-ры - применяют для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов. Это тяжелые растворы с плотностью более 2200кг/м 3 . В качестве вяжущих исп. ПЦ и ШПЦ, а в качестве заполнителей – барит и др. тяжелые породы в виде песка крупностью до 1,25мм.

56) Теплоизоляционные материалы. Классификация, основные свойства, применение. Теплоизоляционные материалы предназначены для защиты от проникновения тепла или холода. Это обычно очень пористые материалы, имеющие плотность 600 кг/м 3 и низкую теплопроводность – не более 0,18 Вт/(м* о С).

Теплоизолирующая способность материала зависит не только от количества, но и характера пор, их распределения, размеров, открыты они или замкнуты. Наиболее высокими теплоизоляционными свойствами обладают материалы, содержащие при всех прочих условиях большое количество мелких и замкнутых пор, заполненных воздухом. Теплоизоляционные свойства зависят так же от соотношения объемов воздуха, заключенного в порах, и твердого вещества, входящего в единицу объема материала. Структура . В зависимости от структуры теплоизоляционные материалы делят на: волокнистые (минераловатные, стекловолокнистые и др.), зернистые (перлитовые, вермикулитовые, совелитовые и др.), ячеистые (изделия из ячеистых бетонов, пеностекло, пенопласты).

Классификация: I. По виду исходного сырья : 1) Неорганические: минеральная и стеклянная вата и изделия из них, вспученный перлит и вермикулит, изделия из них, ячеистые бетоны, керамические теплоизоляционные изделия и др. 2) Органические: древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, камышит и др.

II. По форме: 1) Штучные: плиты, блоки, кирпич, цилиндры, сегменты. 2) Рулонные: маты, полосы, картон, матрацы. 3) Шнуровые: шнуры, жгуты. 4) Сыпучие материалы: минераловатная смесь, вспученный перлит.

III. По средней плотности: 1) Особо легкие (ОЛ) – марка по средней плотности: 15, 25, 35, 50, 75,100; 2) Лёгкие (Л) – 125, 150, 175, 200, 225, 300, 300; 3) Тяжелые (Т) – 400,450, 500, 600.

IV. По плотности : 1) Теплоизоляционные материалы особо низкой плотности (ОНП) с марками плотности - 15,25,35,50,75. 2) Низкой плотности (НП) – 100,125,150, 175. 3) Средней плотности (СП) – 200,225,250,300,350. 4) Плотные (А) - 400,450,500,600. V. В зависимости от теплопроводности: 1) Класс А – низкой теплопроводности; 2) Класс Б – средней теплопроводности; 3) Класс В – повышенной теплопроводности.

Свойства: Пористость определяет основные свойства теплоизоляционных материалов. 1) Теплопроводность – резко возрастает при увлажнении теплоизоляционных материалов, т.к. теплопроводность воды в 25раз больше теплопроводности воздуха. 2) Средняя плотность =600 кг/м 3 . 3) Прочность. 4) Газопроницаемость. 5) Температуроустойчивость. 7) Химическая и биологическая стойкость.

Применение: применением теплоизоляционных материалов в строительстве можно резко сократить потери тепла в окр. среду через ограждающие конструкции и тем самым уменьшить расход топлива.

Квалификацию строителя можно легко узнать по тому, насколько он хорошо владеет рецептурами приготовления строительных растворов. Это необходимо для того, чтобы уметь раскрыть их достоинства, ведь строительные растворы, в зависимости от входящих в них компонентов, могут обладать многообразием свойств.

Прежде всего, следует разобраться с терминологией. Строительный раствор - это смесь вяжущего вещества, мелкозернистого минерального заполнителя и воды. Если в этот состав добавить еще и крупные фракции заполнителя, то она уже будет называться бетоном. Таким заполнителем чаще всего является щебень или гравий. Путать бетон и строительный раствор не стоит, т.к. это принципиально разные субстанции, хотя и во многом похожие.

Обычный бетон приготавливается с добавлением гравия фракцией до 80 мм, а для железобетона - фракция гравия до 30 мм. При заливке фундаментов в бетон кладут большие камни, чтобы сэкономить бетонную смесь. Оптимальным соотношением для обычного бетона считается 30-45% песка с зерном 1-5 мм и 55-70% гравия фракции 5-80 мм. Как уже отмечалось, в строительном растворе в качестве заполнителя используется только песок. Согласно ГОСТ 8267- 93 щебень самой мелкой фракции имеет размер 5-10 мм. Фактически он пересекается с крупной фракцией песка по ГОСТ 8736-93, что теоретически ставит мелкозернистый бетон в разряд строительных растворов. Однако бетон применяется для иных целей. Если строительные растворы предназначаются для заполнения швов, соединяемых элементов, и отделки поверхностей, то из бетона преимущественно отливают средние и крупногабаритные детали, которые потом используют в строительных конструкциях.

Строительные растворы сегодня можно приготовить из сухих смесей, которые продаются в магазинах. Их предназначение указывается на упаковке, и в основном это составы для скрепления различных строительных материалов.

Разновидности вяжущих растворов

Бетоны и растворы приготавливают на основе неорганических вяжущих веществ. Последние по типу отвердения подразделяются на воздушные и гидравлические. К воздушным вяжущим относится гипс, глина, известь. Все эти субстанции, находясь в тестообразном состоянии в воздушной среде, начинают твердеть. Данное свойство позволяет использовать их в надземных конструкциях, не подверженных контакту с водой. К гидравлическому типу вяжущих веществ относятся все виды цементов, а также гидравлическая известь. Их особенность в том, что они могут твердеть даже, находясь в воде, после предварительного отвердения на воздухе, увеличивая при этом собственную прочность с течением времени.

Самым распространенным вяжущим является цемент. Под этим названием подразумевается целая группа гидравлических вяжущих, основные составляющие которых - силикаты и алюминаты кальция, которые образуются при частичном или полном плавлении минерального сырья. В зависимости от тонкости измельчения, зерна цемента могут иметь размеры 1…100 мкм.

Цементы имеют градацию прочности, которая выражается марками от 100 до 600 единиц. Прочность на сжатие затвердевшего продукта, измеряется в МПа, при этом 10 МПа соответствует марке 100; 20 МПа - марке 200 и т.д. Цемент марки 600 соответственно выдерживает 60 МПа и применяется для особо ответственных сооружений, как например, ракетные шахты и другие военно-инженерные сооружения.

В специальной литературе встречается такое понятие, как «класс цемента». Класс обозначается числами от 30 до 60, которые соответствуют прочности на сжатие в МПа. Однако основное отличие класса от марки в том, что главный показатель в нем не прочность, а процентное обеспечение соответствия образцов заявленным прочностным характеристикам.

Назначения строительных растворов

Существует три основных разновидности строительных растворов, различаемых по назначению. Это кладочные, отделочные и специальные растворы. Как понятно из названия, кадочные растворы предназначаются для всевозможных каменных кладок, но также и для монтажа стен из крупноформатных элементов. Отделочные растворы используются для оштукатуривания. К специальным относятся гидроизоляционные, акустические и рентгенозащитные растворы.

Кладочный раствор , кроме прочности на сжатие, должен обладать еще и хорошей адгезией к кладочным материалам как в горизонтальных, так и в вертикальных швах. Важно, чтобы прочность застывшего кладочного раствора была сопоставима с прочностью кирпичей или крупноформатных блоков. Причем прочность должна быть однородной по всему объему швов. Увеличить прочность на сжатие несложно, но делать это нужно с осторожностью. Необходимо помнить правило: чем прочнее раствор, тем меньше его эластичность. Кладка на высокопрочных растворах становится чувствительной к подвижкам фундамента и сейсмическим толчкам.

Цвет обыкновенного кладочного раствора - серый. Если он не устраивает, то можно обратиться к цветным кладочным смесям. Так, для приготовления светлых растворов используется высококачественные марки белого цемента. Чтобы сделать их цветными, в смесь добавляют минеральные пигменты.

Еще один параметр, по которому кладочный раствор должен соответствовать стеновым материалам - теплопроводность. Если стена возводится из материалов с улучшенными теплоизоляционными качествами, то раствор должен быть «теплым». В таких растворах содержится легкие заполнители типа вермикулита или перлита. Существует также и другой путь: максимально уменьшить толщину шва, однако это удается только при высокой точности размеров кладочного материала. Специальные клеевые тонкослойные смеси используются при кладке стен из газосиликатных, пено- и газобетонных блоков.

Отделочные растворы делятся на штукатурные и декоративные. Для различных областей применения подходят свои типы связующего (см. таблицу). Финишную отделку ведут декоративными растворами на основе извести, цемента, а также полимерцементными и цементно-перхлорвиниловыми составами.

Вяжущими в растворах, применяемых при внутренней отделке, чаще всего выступает гипс, известь, гипсополимерцемент или цементно-перхлорвиниловое вещество. Белизну составам придает известь, мраморная мука, белый портландцемент, а цветовые оттенки обеспечивают минеральные пигменты. Заполнителям в отделочных растворах может являться не только песок, но и каменная, угольная, керамическая, стеклянная или пластиковая крошка фракцией 1-5 мм. В декоративные растворы иногда добавляется слюда или дробленое стекло, придающие поверхности искрящийся эффект.

Специальные растворы подразделяются на монтажные (для сборных железобетонных конструкций), инъекционные, тампомонтажные, гидроизоляционные а также рентгенозащищенные.

Приготовление строительных растворов

При необходимости строительные растворы могут доставляться непосредственно на объект с бетонно-растворного завода, либо приготавливаться прямо на участке в строительных миксерах или вручную. Исходниками могут быть как составные смеси из песка, цемента и воды, либо готовые сухие смеси в мешках.

Доставлять готовые строительные растворы с предприятия выгодно только тогда, когда оно расположено поблизости, а также, когда требуются большие объемы, например, при заливке фундаментной плиты. В частном домостроении зачастую строительные растворы готовятся непосредственно на стройплощадке из отдельных компонентов или готовых сухих смесей. В первом случае есть риск ошибиться с пропорциями и получить продукт не надлежащего качества. Сухие смеси гарантируют указанные параметры, а, кроме того, их применение увеличивает производительность труда на 150-200%. Вслед за этим растет и качество работ, а материалоемкость снижается в 3-10 раз.

Получить раствор или бетон заводского качества помогают бетоносмесители или, как их проще называют, - бетономешалки. Их очень важный элемент - лопасти, форма которых определяет максимальный размер пропускаемой твердой фракции.

Бетономешалки бывают разного размера. По способу передвижения они подразделяются на стационарные и мобильные. Стационарные агрегаты оснащаются большей емкостью и превосходят мобильные в производительности. Мобильные бетоносмесители, которые устанавливаются на автотранспорт, могут иметь объем рабочей емкости в пределах 2-13 м³, что тоже немало. Они позволяют транспортировать растворы в течение нескольких часов, и привлекаются в том случае, когда приготовить достаточное количество раствора на месте нет возможности.

Небольшие порции строительных растворов можно готовить в компактных смесителях с объемом загрузки 50-150 кг. Их можно переносить или перевозить с места на место, что позволит сэкономить доставку раствора непосредственно на объект. Весят компактные бетоносмесители от 22 до 146 кг, в зависимости от объема рабочей емкости.