Серия: строительство и дизайн

Строительство дома

Бетоны и строительные растворы

Строительные растворы представляют собой рационально подобранную смесь из вяжущего, заполнителя и воды; иногда возможны специальные добавки, влияющие на качественные свойства растворов.

Бетон представляет собой перемешанную, уложенную, уплотненную и затвердевшую смесь щебня или гравия с вяжущим, песком и водой. По сути, бетонная смесь — это строительный раствор, в котором используются два заполнителя — мелкий (песок) и крупный (щебень, гравий).

Все растворы и бетоны, применяемые на различных стадиях строительных работ, для того чтобы выполнять свое назначение (служить прочной несущей основой для стен, скреплять кирпичи и камни в кладках, образовывать ровную защитную поверхность при оштукатуривании и т. д.), должны отвечать определенным требованиям: быть прочными, водонепроницаемыми, морозостойкими — все эти требования находятся в прямой зависимости от плотности растворной и бетонной смеси: чем больше плотность смеси, тем она прочнее, влаго- и морозоустойчивее.

Для кладочных и штукатурных работ большей частью используются тяжелые строительные растворы (плотностью более 1500 кг/м3, или 1,5 кг/л); легкие строительные растворы (плотностью менее 1500 кг/м , или 1,5 кг/л) можно использовать только для оштукатуривания перегородок, внутренних поверхностей стен и при подготовке основания под полы (при отсутствии воздействия влаги).

Бетонная смесь считается тяжелой при плотности около 2000 кг/м3, или 2 кг/л; такие бетоны применяются для закладки фундаментов и сооружения цоколей зданий. Прочность растворной и бетонной смеси, помимо плотности, зависит также от:

—        активности вяжущего: так, например, цементно-

песчаиый раствор значительно прочнее чисто гипсово

го, а цементный — прочнее силикатного (на известко-

во-шлаковом вяжущем);

—        качества заполнителя: использование строитель

ного песка по сравнению, например, с использованием

шлака в качестве заполнителя повышает прочность

раствора на 30 — 40%;

—        наличия или отсутствия посторонних примесей:

например, присутствие в песке минеральных солей, об

ломков раковин (морской песок) или вкраплений гли

няных или известняковых пород (карьерный песок)

снижает прочность растворной и бетонной смеси;

—        соотношения объемных частей вяжущего, запол

нителя и воды: по этому показателю различаются то

щие (избыток воды и заполнителя, недостаток вяжу

щего), нормальные и жирные (недостаток воды и за

полнителя, избыток вяжущего) растворы; определить

жирность растворной смеси очень легко: если на по

груженную в раствор палку раствор не налипает —

смесь тощая; если смесь целиком обволакивает палку

толстым слоем — смесь жирная; при нормальной смеси

раствор лишь местами налипает на палку не очень тол

стым слоем;

—        количества воды: ее недостаток придает раствор

ной и бетонной смеси жесткость, с такой смесью тяже

ло работать; избыток воды приводит к расслоению рас

творной и бетонной смеси на отдельные субстанции,

смесь «ползет», а прочность ее снижается.

Водонепроницаемость и морозостойкость смеси особенно важны для бетонов и для кладочных и штукатурных растворов для наружной штукатурки; и здесь существует прямая зависимость: при повышении плотности смеси повышается ее водонепроницаемость, что, в свою очередь, увеличивает ее морозостойкость.

Еще одним важным свойством растворной и бетонной смеси является ее удобоукладываемость, которая обусловливается подвижностью и пластичностью смеси. Удобоукладываемая бетонная смесь заполняет все пустоты, хорошо трамбуется и уплотняется; удобоукла-дываемый строительный раствор легко расстилается под действием инструментов, прочно прилегает к основанию, не крошится, не сползает и не осыпается. Более пластичные и подвижные смеси получаются при увеличении объемов вяжущего и воды, но одновременно с этим увеличивается их усадка при твердении, что ведет к образованию трещин, поэтому количественный состав компонентов растворов и бетонов обычно подбирается в лабораториях.

Как строительный конструкционный материал используются в основном растворы и бетоны на цементном вяжущем; для отделочных (штукатурных) работ используются также известковые, гипсовые и смешанные растворы на нескольких вяжущих: известково-цемент-ный, известково-гипсовый, цементно-глиняный и т. п.

Все растворные и бетонные смеси по качественному составу состоят из вяжущего, заполнителя, затвора и (не всегда) специальных добавок. Для правильного подбора состава раствора или бетона для конкретного вида работ ознакомимся с каждым из компонентов в отдельности.

Цементы — занимают ведущее место в подгруппе вяжущих веществ. Для приготовления бетонных смесей для закладки фундаментов, растворов для штукатурных работ, в состав которых входят цементы, традиционно используют серый портландцемент марок М400 или М500 или пуццолановый портландцемент. Однако сегодня в продаже имеется много новых марок цементов:

—        быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)   —

портландцемент с минеральными добавками, придаю

щими растворам и бетонам повышенную прочность,

причем половины марочной прочности они достигают

уже на третий день после укладки;

—        особобыстротвердеющий высокопрочный порт

ландцемент (ОБТЦ) марки М600 — используется для

изготовления сборных железобетонных конструкций и

для бетонных работ в зимнее время; в связи с тем, что

данная марка цемента обладает повышенным тепловы

делением, ОБТЦ не рекомендуется применять в мас

сивных конструкциях;

 —       напрягающий цемент представляет собой смесь

из портландцемента (65 — 75%), глиноземистого цемен

та (13 — 20%) и гипса (6—10%); бетон, приготовленный

на напрягающем цементе, обладает повышенными мо

розостойкостью, прочностью на сжатие и растяжение,

стойкостью к воздействию агрессивных сред, долго

вечностью, низкой водо- и газопроницаемостью; кроме

того, напрягающий цемент относится к разряду эколо

гически чистых строительных материалов;

—        ГИДРО-S — смесь на основе портландцемента и

минеральной расширяющей добавки ИР-1 (об исполь

зовании данного вида вяжущего уже было сказано

в Главе 2).

При строительных и отделочных работах используются растворы, приготовленные с добавлением другого вяжущего ~- извести, которая бывает двух видов: воздушная и гидравлическая. Растворы и бетонные смеси, приготовленные на основе гидравлической извести, относятся к низкомарочным и используются в основном при сооружении временных помещений.

Для строительства капитальных элементов зданий применяется известь воздушная, которую получают в результате обжига природных известняковых пород. Продукт обжига — комовую известь — в процессе переработки размалывают в порошок, получая негашеную порошкообразную известь, или подвергают гашению водой, в процессе чего она сильно увеличивается в объеме и распадается на мелкие частицы гид-ратной извести (пушенки). Для приготовления растворных и бетонных смесей приемлемы оба вида извести.

К древнейшему виду вяжущих относится глина. В настоящее время она используется в основном как сырье для производства красного кирпича; в качестве вяжущего применяется редко, в основном при приготовлении растворов для специфических работ (устройства гидроизоляции погреба, подвала; в растворных смесях для кладки печей и каминов).

По минеральному составу глины могут быть жирными (с большим содержанием глинистых минералов), нормальными и тощими (с малым содержанием глинистых минералов, но большим содержанием песчаных частиц). Для приготовления растворов для кладки и оштукатуривания печей и каминов подходят все глины, разным будет лишь количество вводимого в раствор заполнителя.

Другим компонентом растворов и бетонных масс являются заполнители. В зависимости от размера зерен заполнители могут быть крупными, с размером зерен свыше 10 мм (например щебень или гравий), средними, с размером зерен 5—10 мм (например крошка природного камня), и мелкими, с размером зерен до 5 мм (например строительный песок). В зависимости от насыпной плотности различают тяжелые (песок, каменная крошка, щебень) и легкие (пемза, древесный уголь, гравий) заполнители.

В качестве заполнителя в бетонных смесях используются гравий, шлак, пемза, опилки, сечка соломы и строительный песок (легкие бетоны), а также щебень и строительный песок (тяжелый бетон). В качестве заполнителя в растворных смесях применяется преимущественно строительный песок.

Строительный песок по происхождению может быть горным, речным, овражным или морским. Горные (карьерные) пески благодаря шероховатой поверхности зерен (песчинок) обладают лучшим сцеплением с вяжущим веществом раствора или бетонной смеси, что положительно сказывается на прочности последней. Овражные пески нередко содержат глинистые и известняковые вкрапления, морские пески — обломки раковин и большое количество солей; кроме того, поверхность зерен (песчинок) морских песков гладкая, окатанная. Все это, вместе взятое, значительно снижает прочность растворов, приготовленных с использованием овражных или морских песков.

Щебень, используемый в качестве тяжелого заполнителя бетонной смеси, — это камни размером до 8 см по наибольшему измерению. Различают щебень природный, то есть полученный от дробления горных пород, и искусственный — полученный от дробления кирпича. Такой заполнитель применяется для приготовления бетонных смесей для сооружения фундаментов и цоколей.

Гравий — это небольшие природные камни окатанной формы размером до 3 см по наибольшему измерению. Используется гравий в качестве легкого заполнителя при приготовлении бетонной смеси для сооружения забирных стенок, монолитных стен малоэтажных домов, внутренних перегородок. Благодаря пористой, шероховатой поверхности гравий обладает хорошим сцеплением с другими компонентами бетонной смеси. Однако перед использованием гравий следует тщательно промыть с целью удаления пыли и минеральных солей.

Легкие заполнители несколько снижают прочность раствора, но значительно увеличивают теплосохран-ность бетонов. Шлак перед использованием в качестве заполнителя должен вылежаться не менее года в отвалах, чтобы нейтрализовались продукты горения, содержащиеся в нем, которые значительно снижают прочность растворов.

Еще один легкий заполнитель — керамзит — получают в результате обжига гранул, выработанных из вспучивающихся глин. Размер керамзитовых зерен может варьировать от 5 мм до 1 см.

Керамзит чаще всего используется в качестве заполнителя бетонных смесей, предназначенных для возведения стен и перегородок. Жидкая субстанция, входящая в состав строительных растворов и бетонных смесей, называется затвором. Самым распространенным, а точнее, едва ли не единственным затвором является вода. Для специфических работ в качестве затворов используют водные растворы дисперсии ПВА или столярного клея. Затвором может служить и глиняное или известковое молоко, однако все перечисленные растворы есть не что иное, как водный раствор того или иного вещества.

Воду для затворения растворной или бетонной смеси не рекомендуется брать из открытых водоемов, так как в ней могут находиться примеси ила, мельчайших живых организмов, что в значительной степени снижает прочность смеси. Воду с вредными примесями также использовать в качестве затвора не рекомендуется, так как могут возникнуть препятствия для нормального твердения вяжущего. Для приготовления бетонной или растворной смеси (или водных растворов дисперсии ПВА, столярного клея и т. д.) лучше всего использовать обыкновенную водопроводную воду (желательно отстоявшуюся в открытой емкости и не содержащую хлора).

Для улучшения качества и изменения физических свойств строительных растворов и бетонных смесей в их состав при необходимости вводятся специальные добавки:

— катализаторы — ускорители схватывания и твердения — используются для повышения прочности цементных бетонов и строительных растворов в раннем возрасте (до 10 дней) или для сокращения выдерживания их после схватывания. К таким добавкам относятся водные растворы хлористого кальция (0,55 — 2,0), хлористого натрия (0,5—1,5), соляной кислоты (0,3—1,3), поташа (0,3— 1,3) и хлорного железа (0,8— 1,2) (здесь и далее в скобках указано количество сухой добавки в процентах к массе цемента);

 —       пластификаторы — используются для придания

растворной и бетонной смеси пластичности без увели

чения объемов вяжущего и затвора (по сравнению

с нормой). Такими добавками являются мылонафт (око

ло 0,1), асидол (около 0,1), микропенообразователь

БС (0,055-0,1);

—        замедлители схватывания — применяются в том

случае, если скорость схватывания не обеспечивает

возможность укладки бетона или нанесения строитель

ного раствора; к ним относятся сернокислое окисное

железо (1) и практически все пластификаторы (3);

—        противоморозные добавки — необходимы, если

укладка бетона или штукатурные работы производятся

при отрицательных температурах; к таким добавкам от

носятся хлористый натрий, хлористый кальций и по

таш; добавки вводятся в растворную и бетонную смесь

при температуре воздуха от 0 до — 5 °С (5) и от —6 до

-15 "С (10).

В качестве добавок, улучшающих качество растворов и бетонных смесей, широко используются продукты марки ISOLA, о которых шла речь в главе, посвященной закладке фундаментов.