Что нельзя получить без цементного вяжущего

Обновлено: 24.04.2024

Строительные растворы — это смеси из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя, приобретающие в результате процесса твердения однородную камнеподобную структуру. До затвердевания их называют растворными смесями и используют для каменной кладки стен, фундаментов и оштукатуривания поверхностей различных конструкций. По виду вяжущих веществ и добавок различают растворы цементные, известковые, цементно-известковые, цементно-глиняные и некоторые другие комбинации

Свойства строительных растворов

Удобоукладываемость – это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и способности смеси.

Подвижность смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. Подвижность назначают в зависимости от вида и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность раствора составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами – 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки – 1-3 см.

Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных (состоящих из мелких частиц) добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее. Удобоукладываемую растворную смесь получают, если правильно назначен зерновой состав ее твердых составляющих, определяемой соотношением песка, вяжущего и дисперсной добавки. Тесто вяжущего заполняет пустоты между зернами песка и равномерно покрывает песчинки тонким слоем, уменьшая внутреннее трение. С удобоукладываемой растворной смесью удобно работать, в результате повышается производительность труда. От удобоукладываемости растворной сети зависит качество каменной кладки. Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается долговечность стен.

Основным свойством строительных растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и Деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкости, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

Прочность при сжатии определяют испытанием образцов-кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандарте или технический условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси с подвижностью 5 см и более – в формах без поддона, установленных на основании-кирпиче (покрытой смоченной водой газетной бумагой).

Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. Оптимальная добавка известкового или глинистого теста, позволяющие получить удобоукладываемые растворные смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых прочности (см. В.Г. Микульского Строительные материалы, с. 307 — график влияния дисперсных добавок (извести, глины) на прочность растворов состава (цемент : песок 1-1; 2-1:4; 3-1:5; 4-1:6; 5-1:9) для растворных смесей разного состава – от жирных 1:3 до «тощих» состава 1:9; состав указан в объемных частях – цемент : тесто : песок.

На основании Закономерностей, управляющих прочностью растворов, составлены таблицы рекомендованных составов разных марок, которыми широко пользуются на практике.

Понижение температуры замедляет рост прочности растворов.

Следовательно при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 сут составляет 55-72% от марки.

Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия) понижающим температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, 75 вместо 50).

Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщения водой стандартные образцы-кубики размером 7,07х7,07х7,07 см (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не свыше 5%).

Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

Классификация строительных растворов

По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые сплотностью 1500 кг/м 3 и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м 3 , заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

По виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые — на воздушной или гидравлической извести, гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ — гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные — на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

По назначению строительные растворы делят: на кладочные для каменных кладок и кладки стен из крупных элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение.

По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м 3 раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов) состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

В качестве мелкого заполнителя применяют: для тяжелых растворов — кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов — пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона — не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки— не более 1,2 мм.

Минеральные и органические добавки применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при использовани портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки — диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.

Применение строительных растворов

Цементные растворы нередко используются в каменной и кирпичной кладке в случаях, когда конструкция расположена ниже уровня подпочвенных вод, а также для оштукатуривания цоколей, наружных стен, карнизов, заливания стяжек пола. Для помещений с влажностью выше 60% это оптимальный тип строительного раствора.
Глиняные смеси обычно используют как кладочные — для труб, очагов и печей, а также для наземной части строений, не подверженной воздействию влаги. Пластичность материала обуславливает малую степень усадки, однако и твердеет такой состав относительно медленно.
Сложные растворы — в состав которых входит несколько типов вяжущих веществ — наиболее популярны благодаря тому, что они обладают достоинствами смесей на основе различных компонентов. Они также обладают более высокой прочностью по сравнению с простыми растворами и широко используются для кладочных и штукатурных работ. Наиболее часто в данной категории находят применение цементно-известковые смеси.

Специальные строительные растворы

Для заполнения швов в сборных железобетонных конструкциях используют составы на основе цемента и кварцевого песка без применения добавок, провоцирующих развитие коррозии (СНиП 2.03.11-85), подвижность их составляет 7–8 см. Маркировка применяемого раствора должна соответствовать маркировке бетона, из которого изготовлены соединяемые элементы.
Инъекционные растворы содержат в своем составе цемент и песок и применяются для заполнения каналов предварительно напряженной конструкции. Их прочность соответствует маркам М300 и выше. Также материал отличается водоудерживающей способностью и морозостойкостью. Для уменьшения вязкости строительной смеси данного типа могут использоваться мылонафт или присадки СДБ.
В состав гидроизоляционных растворов входят цемент марок М400 и выше и кварцевый или искусственный тяжелый песок. Если изготовленные из такого материала конструкции будут подвержены воздействию агрессивной среды, в них также добавляют сульфатостойкий портландцемент — обычный или пуццолановый. Для обеспечения водонепроницаемости швов и стыков раствор замешивают на воднепроницаемом расширяющемся цементе.
Тампонажные растворы необходимы для тампонирования скважин. Все типы данной категории составов быстро схватываются и обладают высокой водоотдачей. Заполняя пустоты и трещины в горной породе, они способны противостоять напору подземных вод и проявлять устойчивость к воздействию агрессивной среды. В зависимости от условий, в которых будет использоваться раствор, он может быть изготовлен на основе пуццоланового, сульфатостойкого портландцемента или шлакопортландцемента — для агрессивных сред — или на основе тампонажного портландцемента — если воды напорные.
Акустические растворы обладают звукопоглощающими свойствами и используются для оштукатуривания стен. В качестве вяжущих в них добавляют гипс, портландцемент, известь или их смесь, а также каустический магнезит. В роли наполнителя выступает легкий песок фракцией 3–5 мм из шлака, пемзы, керамзита и других веществ.
Рентгенозащитные растворы также применяются для штукатурных работ — в рентген-кабинетах. Вяжущие в них — цемент и портландцемент, а наполнители — измельченный барит и другие тяжелые горные породы. Также в состав материала включают литий, водород и кадмий.

Песок и глина в строительных растворах

Пески-заполнители бывают природные (тяжелые) — кварцевые, полевошпатные — либо искусственные. Крупность песков должна соответствовать толщине шва и характеру кладки. Так, для бутовой кладки применяют песок с зернами не крупнее 5 мм, а для кирпичной — не крупнее 3 мм. Зернистость песка приблизительно определяют на ощупь. Размеры зерен крупного песка более 2,5 мм, среднего — от 2 до 2,5 мм, мелкого — менее 1,5 мм. В строительных растворах заполнители обычно занимают 60-65% объема. Для растворов марок 25 и 50 допускаемая загрязненность песков глиной и пылью не более 10 %, для раствора марки 10 — до 15 %. При необходимости песок промывают. В качестве легких заполнителей применяют пески ракушечные, шлаки котельные и доменные гранулированные, керамзитовый песок. В зависимости от плотности искусственный песок подразделяют на марки по насыпной плотности от 250 до 1100 (цифры означают насыпную плотность песка, кг/м3). Глина вводится в известковые и цементные растворы в виде добавки в количествах по объему к цементу 1:1. Добавка глины улучшает зерновой состав, повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость, увеличивает плотность раствора. Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Различают тощие, средние и жирные глины. Тощие обычно применяют в чистом виде, средние и жирные добавляют в раствор в меньшем количестве.

Приготовление кладочных строительных растворов

Кладочный раствор можно готовить в бетономешалке емкостью 0,15 м3 либо вручную. Цементный раствор готовят практически аналогично бетону. В металлический либо деревянный ящик из досок толщиной 25–30 мм с обитым кровельным железом днищем размерами 1×0,5 м или 1,5×0,7 м и высотой 0,2–0,25 м сначала засыпают ровным слоем необходимое количество ведер песка, сверху — полное ведро цемента. Далее смесь перелопачивают до однородной по цвету массы, поливают из лейки отмеренным количеством воды и продолжают перелопачивать до получения однородного состава. . Приготовленный раствор должен быть израсходован в течение 1,5 часов, чтобы он не потерял прочности.

Песок для приготовления раствора необходимо предварительно просеять через сито с ячейками 10×10 мм (для каменной кладки). О соотношении песка и цемента для растворов и штукатурки читайте — Здесь. Раствор из известкового теста готовят сразу, перемешивая его с песком и водой до однородного состава. Цементно-известковый раствор готовят из цемента, известкового теста и песка. Известковое тесто разводят водой до густоты молока и процеживают на сите с ячейками 10×10 мм. Из цемента и песка готовят сухую смесь, затворяют известковым молоком до требуемой густоты (консистенции теста). Цементно-глиняный раствор готовят аналогично цементно известковому.

Отделочные растворы.

Различают отделочные растворы — обычные и декоративные.

· Отделочные растворы приготовляют на цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых вяжущих. В зависимости от области применения отделочные растворы делят на растворы для наружных и внутренних штукатурок. Составы отделочных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации. Эти растворы должны обладать необходимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с основанием и мало изменяться в объеме при твердении, чтобы не вызывать образования трещин штукатурки.

Бетон – это искусственный материал, который получают в результате затвердевания бетонной смеси. Бетонная смесь – это определенная комбинация подобранных элементов входящих в ее состав для придания ей однородного состояния. Так же под этим понимают еще не затвердевшую смесь вяжущих материалов, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. В состав любой бетонной смеси входят вяжущие материалы . Вяжущие материалы подразделяются на:

автоклавного твердения , которые наиболее эффективно твердеют в процессе автоклавной обработки при давлении насыщенного пара;
гидравлические – способные твердеть как на воздухе, так и в воде;
воздушные , которые способны твердеть только на воздухе.

Для приготовления бетонных смесей, используемых при возведении конструкций и сооружений из монолитного бетона и изготовлении сборных бетонных железобетонных изделий, в основном применяют цементы . Они являются гидравлическими вяжущими материалами. В зависимости от химико–минералогического состояния вяжущие материалы подразделяют на несколько групп: Цементы, силикаты (на известковом вяжущем) и строительный гипс.

Цементные вяжущие используют во всех типах, если этому не противоречат требования по жаростойкости , химической стойкости;
Силикатные (на известковом вяжущем) используют только для сборных бетонных и железобетонных изделий заводского изготовления; На смешанных вяжущих (известково-цементных, известково-шлаковых, цементо-известково-шлаковых) применяют при изготовлении бетонных изделий и конструкций;
На специальных вяжущих (органических или неорганических) при изготовлении конструкций с повышенными требованиями по жаростойкости, химической стойкости, расширению бетона)

Заполнители бетонных растворов

В качестве заполнителя в бетонных растворах используют различные материалы, которые обладают различной плотностью, пористостью и зернистостью. Но следует выделить несколько основных заполнителей – это песок, гранитный щебень, дресва и гранулированный шлак. Эти заполнители классифицируют на крупные и мелкие. В качестве мелких заполнителей используют песок и отсев, а в качестве крупного заполнителя используют щебень. По плотности бетоны разделяют на: Особо тяжелые бетоны плотностью более 2500 кг/м3 используют в конструкциях для защиты от радиоактивного излучения; Тяжелые бетоны плотностью более 2200 и до 2500 кг/м3 используют во всех несущих конструкциях; Облегченные - плотностью более 1800 и до 2200 кг/м3. Преимущественно используют в несущих конструкциях.; Легкие – плотностью более 500 и до 1800 кг/м3 включительно используют в ограждающих конструкциях и при соответствующей плотности и в несущих конструкциях; Особо легкие – плотностью до 500 кг/м3 включительно используют в качестве теплоизоляции.

Виды бетоных растворов по структуре

Плотной структуры , у которых пространство между зернами заполнителя (крупного и мелкого) занято затвердевшим вяжущим веществом; межзерновых пустот в уплотненной смеси не свыше 6%. Бетон плотной структуры используют в несущих и ограждающих конструкциях, в конструкциях, где необходимы требования по водонепроницаемости и повышенной морозостойкости; Крупнопористые (мелкопесчаные и беспесчаные) бетоны, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью занято мелким заполнителем, затвердевшим вяжущим, крупнопористый бетон используют только для бетонных конструкций воспринимающих сжимающие усилия (блочные и монолитные стены); Поризованные бетоны , у которых пространство между зернами заполнителей, занято затвердевшими вяжущими, поризованными пено - и газооброзавателями воздухововлекающими добавками; межзерновых пустот в уплотненной смеси свыше 6%. Поризованный бетон используют только для ограждающих конструкций; Ячеистые бетоны – бетоны без крупного заполнителя с искусственно созданными порами, межпоровые перегородки которых состоят из затвердевшей смеси вяжущего (цемента, извести или молотого шлака) и кремнеземистого компонента (молотого песка или золы). Ячеистый бетон используют преимущественно для ограждающих конструкций, а так же для теплоизоляции.

В зависимости от требований предъявляемых к бетонным растворам их классифицируют на марки. Бетон определнных марок будет обладать свойствами, которые необходимы для какого-либо строительного объекта. Например, маркировки в паспорте бетона обозначают следующие характеристики: F - уровень морозостойкости, B - прочности. Вернуться на главную.

Строительство нового образца зданий и сооружений диктует новые требования и стандарты, приближенные к европейским или которые являются таковыми.

Таким образом, появились новые строительные материалы, среди которых имеются и современные виды бетона, обладающие новыми, специфичными свойствами.

Рассмотрим же подробнее разновидности этого материала, их преимущества и недостатки, а также сферы применения той или иной разновидности. Статья очень большая, так что составим план, о чем будет идти речь. Перечень под тем таков:

Виды вяжущих для бетонных растворов (цемент, известь, гипс, жидкое стекло, битум, полимерные смолы).
Виды заполнителей для бетонных растворов (песок, щебень, шлак, керамзит).
Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов (регуляторы схватывания, морозостойкости; пластифицирующие, армирующие, поризующие добавки, усилители прочности, ингибиторы коррозии).

Итак, современные бетоны — это строительные растворы, состоящие из вяжущего, заполнителя, воды и иногда из специальных модифицирующих примесей. Каждый из компонентов может быть искусственного или природного происхождения, иметь определенные свойства, которые будут влиять на сферу применения. Рассмотрим же компоненты бетона и их происхождение, свойства.

Виды вяжущих для бетонных растворов

Главным компонентом, который обеспечивает прочность бетонной смеси после ее затвердевания, является вяжущее. Существуют разные виды вяжущих, которые обеспечивают прочное связывание, в каком-то роде «склеивание» различных компонентов в цельный (монолитный), твердый подобно камню материал. Рассмотрим разновидности этого компонента, которые имеются в видах современного бетона, перечень их выглядит так:

цемент;
известь;
гипс;
жидкое стекло;
битум;
полимерные смолы.

Современные вяжущие для бетонных смесей бывают проходят дополнительную обработку, в результате чего их свойства меняются (в лучшую сторону), а также могут поставляться на рынок в различном виде (фасованные, не фасованные; каменные, порошковые). Ниже поговорим и рассмотрим подробно их и ихние свойства.

Цементные вяжущие. Самые распространенные вяжущие, с содержанием которых производятся бетонные смеси для промышленного и гражданского строительства.

Цемент бывает разных марок, которые определяют его расход для получения бетонной смеси определенной марки. Например, для того, чтобы получить бетон марки М100, можно взять цемент марки М400 в соотношении с заполнителем 1:4 (одна часть цемента на четыре части вяжущего).

Кроме того, стоит сообщить, что бывают разновидности цемента, их не мало: портландцемент, белый цемент, гидрофобный цемент, быстротвердеющий цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент, напрягающий цемент, глинозёмистый цемент, магнезиальный цемент, карбонатный цемент, тампонажный цемент, песчанистый цемент, расширяющийся цемент, пластифицированный цемент, сульфатостойкий цемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент.

Кроме того, имеется специальный щелочной цемент, который разбавляется раствором щелочи с добавлением остальных ингредиентов для приготовления бетона и специального шлака, в результате чего появляется шлакощелочная бетонная смесь, состав бетона, обладающий кислотостойкостью.

Известковые вяжущие. Они являются довольно популярными в строительстве и имеют несколько особенностей перед остальными вяжущими, а конкретно: известь обладает бактерицидным свойством, то есть препятствует развитию грибка и плесени; растворы на основе извести не дают высолов после схватывания и на весь период эксплуатации; изделия из известковых растворов крепнут с годами в отличии от цементных, которые набирают прочность в течении месяца.

Бетонные смеси на основе известкового вяжущего называются силикатными бетонными смесями и могут быть тяжелыми (с наполнителем щебнем) и легкими (с наполнителем песком). В современном строительстве тяжелые бетоны на известковом вяжущем не применяются, так как являются гораздо менее износостойкими чем цементные, но штукатурные растворы с песочным наполнителем применяются во всю в штукатурных работах.

Гипсовое вяжущее. Данный материал природного происхождения, как и предыдущий и имеет не мало слабых сторон, как: низкая прочность, боязнь воды и влаги, высокий коэффициент деформации. Однако, бетон на основе гипса (гипсобетон) применяется в около строительном производстве.

По причине того, что он очень быстро схватывается и является легким материалом, его применяют в производстве искусственных декоративных изделий (лепнина, барельефы и скульптуры, имитация колотого камня и др.), а также блоков для устройства перегородок.

Конечно, существуют специальные добавки и раствор карбамидной кислоты, которые позволяют свести к минимуму недостатки гипсового бетона, но все же, в устройстве несущих и ответственных элементов сооружений его не используют.

Вяжущее жидкое стекло. Данное вяжущее используют для получения специального назначения бетона, который обладает особой стойкостью к водным воздействиям. Таким образом, эти смеси применяются широко в гидротехническом строительстве. Кроме того, часто-густо жидкое стекло выступает в качестве добавки в цементные растворы для улучшения их водоотталкивающих свойств.

Однако, в последнее время появилось множество более эффективных модификаторов, которые более легки в применении и способны усилить водостойкость бетона в большей степени, нежели жидкое стекло. Однако, свойства связующего у них нет, поэтому в данном списке находится именно жидкое стекло, а не тысячи брендовых модификаторов, состав бетона которых может вмещать в себе.

Битумные вяжущие. Смолы природного или синтетического происхождения, которые применяются как вяжущие компоненты в бетонных растворах, применяемых в дорожном строительстве (асфальтах).

Особенности такого бетона (асфальта), наверное, все знают, они являются не водными составами, в отличии от остальных, а также готовятся при высоких температурах и схватываются по мере того, как остывают.

Такие бетонные смеси являются канцерогенными и не могут применятся в строительстве внутри жилых сооружений. Ими выполняют производство дорог и площадей автостоянок, взлетных полос аэропортов.

Полимерное вяжущее. Данные компоненты являются синтетическими связующими, на основе которых производится полимербетон, который является весьма рентабельным на сегодняшний день в строительстве, особенно в производстве наливных полов.

Славен он своими свойствами абсолютно не поддаваться разрушению влаги, воды, микроорганизмов, а также имеет отличные показатели прочности и деформационной стойкости.

Этих смол довольно много, основные из них – это: фурановые, ненасыщенные полиэфирные, карбамид-ные, эпоксидные, кумарон-инденовые, термопластичные. Как и остальные бетонные растворы, полимербетонная смесь бывает тяжелой, средней тяжести и легкой, что определяется типом наполнителя. Важно понимать, что полимербетонная смесь по сути является смесью жидкой пластмастмассы и наполнителя, разновидностей которых бывает уйму.

В зависимости от того, какова пропорция вяжущего к наполнителю, смесь приобретает те или иные свойства. То есть, чем больше вяжущего имеет состав бетона, тем больше проявляются свойства пластмассы, то есть прочность при изгибе, растяжении, ударная вязкость. Ежели наибольшее содержание заполнителя, то такой бетон проявляет качества камня, то есть стойкость на сжатие и малый коэффициент деформации.

Виды заполнителей для бетонных растворов

Заполнитель в бетонных смесях является компонентом, который определяет прочность, плотность и вес готового изделия из бетонной смеси. Современные заполнители для бетонов различаются по происхождению (искусственные и природные), размеру и весу. Таким образом, на сегодняшний день существует такого вида перечень из основных, наиболее применяемых видов заполнителей в строительстве:

Заполнители, как правило, являются качественными материалами и брака как такового в них нет. Однако, есть пару нюансов, которые жизненно важны, в прямом смысле этого слова. Первый нюанс — если приобретаете заполнитель сомнительного поставщика, то стоит проверить его счетчиком гейгера на наличие повышенного радиационного фона. Второе — примеси, то есть, например, песок может содержать настолько много глины, что раствор выйдет испорченным.

Заполнитель песок. Данный компонент является натуральным, мелкофракционным (размером до 5 мм) ископаемым, которое добывают разными путями. Так, различают речной и овражный песок, которые имеют происхождение, соответственно их названиям.

Есть важный нюанс: овражный песок имеет примесь глины и не может быть использован в бетонных растворах, предназначенных для изготовления железобетонных и иных несущих нагрузки (находящихся под напряжением) элементах.

Он широко распространен в мелкофракционных растворах, на основе вяжущих цемента, извести и гипса для применения в работах по оштукатуриванию помещений и работах по кирпичной кладке. Растворы на песчаном заполнителе принято считать легкими.

Заполнитель щебень. Это природного происхождения каменный материал, который имеет фракцию от 5 мм до 40 мм и считается что высокой плотности его разновидности являются ходовыми для тяжелых видов бетонных растворов.

Бывает нескольких разновидностей, к тяжелым относятся: пемзы, вулканического шлака, вулканического туфа и туфовых рядов. Легкие же состоят из карбонатных пород (известняка, извести-черепашника) с кремнеземистых пород (опоки, трепела, диатомита, спонголита).

При изготовлении состав бетона необходимо понимать, что форма щебня имеет важное значение, от которого зависит качество бетона. Наилучшая форма считается округлой или квадрата подобной, так как лучше всего укладывается и образует равномерное распределение заполнителя в вяжущем.

Кроме того, имеет место и фракция заполнителя, которая чем меньше, тем считается смесь более легкая в укладке. Кроме того, чем меньше фракция щебня, тем меньше расход мелкого заполнителя в смесь (щебня).

Заполнитель шлак. Разнообразный заполнитель, разновидностей которого уйму и бывают они искусственного и природного происхождения.

Гранулированный шлак является искусственным заполнителем, так как является отходом от промышленности из доменных печей (пережег) и бывает разной формы и фракции. Бывает также отход от пережога топлива, так называемая зола-унос, размер частиц которых не превышает 0,14 мм и используется она как добавка в бетон, относиться к мелкофракционным заполнителям.

Что касается натурального шлака, то это обломки вулканических пород стекла, предоставляемые в сыпучем виде и в виде обломков. По причине пористой воздушной структуры, они обладают малым весом и плотностью, отсюда и применение их в составах легких бетонов обоснованно.

Бетон с содержанием данного природного или искусственного вида наполнителя соответственно называется шлакобетоном. Такой бетон применяется в второстепенном бетонировании и не может иметь применение для производства ответственных, несущих элементов.

Заполнитель керамзит. Пожалуй, самый популярный заполнитель среди легких бетонов с повышенными тепло/звукоизоляционными свойствами. Получают его путем обжига специальных сортов глины, которая заранее подготавливаются в виде гранул. После обжига глина вспучивается и твердеет, в результате чего образуются прочные, пористой структуры гранулы с фракцией 5мм – 40 мм.

Также имеется и песок из керамзита, который представляет собой гранулы-зерна фракцией до 5 мм соответственно. Имеется в продаже керамзит разных марок, которые определяют его плотность.

Состав бетона с таким заполнителем называют керамзитобетоном и используют для черновых бетонных стяжек полов, блоков для перегородок и других, второстепенных, не ответственных работ.

Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов

Современные строительные смеси, в том числе и бетонные смеси, имеют разнообразные модифицирующие добавки, которые придают новые свойства или усиливают существующие. Это позволило расширить диапазон применения бетонных растворов в тех или иных климатических условиях.

Действуют они в смеси по-разному: одни вступают в реакцию с вяжущим, другие действуют независимо. Кроме того, они бывают направлены на улучшение различных показателей; универсальных добавок не существует, а посему ниже рассмотрим их разновидности и принципы действия. Перечень их таков:

регуляторы скорости схватывания;
регуляторы морозостойкости;
пластифицирующие добавки;
армирующие добавки и усилители прочности;
поризующие модификаторы;
ингибиторы коррозийных процессов;

Регуляторы скорости схватывания. Такие современные добавки в бетон отлично подходят для случаев, когда необходимо максимально ускорить строительное производство. Достигается оно путем ускорения времени схватывания, соответственно, уменьшением времени технологических пауз.

Добавки работают, вступая в реакцию с вяжущим (цементом) и ускоряя образование кристаллической сетки. Следовательно, за сутки можно добиться такой прочности бетона, что можно снимать опалубку и приступать к дальнейшим работам.

Регуляторы морозостойкости. Очень полезные составы при работе в зимних условиях. Предшественником этих регуляторов было хлорное железо, которое обладало токсичностью и было мало эффективным.

Современные же добавки для улучшения морозостойкости растворов способны дать возможность применять состав бетона даже при температуре впредь до -40 С. Как правило, это солевые добавки, которые растворяют в воде, которую применяют для приготовления бетонных смесей.

Пластифицирующие добавки. Это специальные составы, которые в бетоне действуют таким образом, что раствор содержит в себе воду более длительное время, не расслаиваясь, как это происходит очень быстро. Таким образом, процесс укладки становиться гораздо проще.

Сама же добавка создает множество мелких пузырей, внутри которых содержатся компоненты песок, вяжущее и вода. Так что ежели раствор со временем расслоился, его достаточно взболтать, чтобы он опять на долгое время набрал пластичность.

Армирующие добавки и усилители прочности. Что касается сугубо армирующих добавок, то это минеральные, органические составы в виде нитей. Это как правило – фибра – базальтовые нити, которые добавляются в раствор в определенной пропорции.

В смеси с вяжущим и мелкофракционным заполнителем в результате перемешивания возникает однородная, сплетенная нитями масса, которая по мере затвердения демонстрирует куда лучшую стойкость на изгиб и разрыв.

Что касается усилителей прочности, то это химические вещества, которые вступают в реакцию с вяжущим, образуя более мощную кристаллическую сетку, в результате повышается марка бетона.

Поризующие модификаторы. Нового образца строительные добавки, которые способствуют образованию воздушных пор в структуре бетона, делая его плотность меньше. Благодаря им повышается пластичность раствора во время работы, а в готовом изделии наблюдаются повышенные тепло/звукоизоляционные свойства за счет образования пор.

По принципу действия они бывают воздухововлекающие (связывающие раствор с воздухом, объёмом 6-12% от объёма раствора), пенообразующие (заранее приготовленные в виде пены, добавляемые в раствор) и газообразующие (при добавлении в раствор выделяют газ).

Ингибиторы коррозийных процессов. Вещества, которые препятствуют развитию процессов коррозии, а проще говоря, останавливающие ржавчину. Есть смысл их применять в составах бетона, которые предназначены для производства железобетонных конструкций. Суть их заключается в том, что будучи внутри раствора длительное время, арматурный металлический каркас не ржавеет.

Таким образом, не образуется ржавая прослойка, которая уменьшает сцепление раствора с металлическими арматурными изделиями. Кроме того, если бетонная конструкция не защищена гидроизоляцией и постоянно подвергается воздействию влаги, соответственно намокает до арматуры, арматура менее коррозирует.

Цемент – наиболее распространенное вяжущее средство, которое позволяет получить бетонные конструкции высокой прочности и за относительно небольшую цену.

Но во многих случаях и его можно заменить более дешевым строительным материалом, который стоит в 2-3 раза меньше и обеспечивает лучшие физико-механические свойства готового изделия.

«Современные строительные материалы не всегда представляют собой прогресс технологий, они только упрощают производственный процесс и уменьшают затраты, но никак не повышают прочность. Так, например, бетон, использовавшийся в Египте или Греции, был в 15-18 раз прочнее современного материала (и простоял 2000-4000 лет!), из которых изготовляются капитальные сооружения, а время приготовления древнего вяжущего вещества сводилось к нескольким минутам» – утверждает специалист в сфере строительных исследований Патрик Фианкетто.

Информация по замене

Каждый мужчина в нашей стране сталкивался со строительными работами и использовал цемент для изготовления раствора. При этом каждый задавал себе вопросы: существует ли заменитель цемента? Как в старину обходились без столь необходимого материала? Существует ли вещество с лучшими строительными характеристиками?

Цементный раствор используется для укладки камня и кирпича, мощения дорог, строительства дамб и многого другого.

Самые удачные заменители цемента

Известно около 50 различных видов вяжущих веществ, которые могут выступать как альтернатива цементу. Однако не все они позволяют добиться желаемого результата в домашних условиях. Среди множества вариантов можно выделить несколько наиболее эффективных.

Раствор извести

Представляет собой эффективную замену цемента для штукатурных работ. Он относится к категории бюджетных. Будет идеальным вариантом для внутренних работ.

Алебастр

Если необходимо быстрое отвердевание изделий, алебастр будет удачным выбором. Его стоимость выше, чем у цемента, однако свойства практически не отличаются.

Гипсовые смеси

Это также бюджетный вариант, который отличается:

способностью быстро высыхать;
обеспечивать высокую прочность.

Прочностные характеристики усиливаются при добавлении фибры.

Полиуретановый клей

Отличается более высокой стоимостью, нежели цемент. Однако способствует качественной адгезии на неограниченный срок. Подходит для работы не со всеми материалами.

Минеральные заменители

Наиболее распространенными являются:

вулканический пепел;
зола;
кремнеземная пыль.

Применение этих аналогов позволяет добиться максимально качественных результатов, поэтому они являются лучшей альтернативной цементу.

Искусственные аналоги

Используется для определенных целей, например эко-дома. К этой группе относятся:

нефтехимические продукты;
клейкая целлюлоза;
смола.

Их стоимость значительно выше цемента, однако они обеспечивают высокие показатели прочности.

Выбирая аналог для цемента в домашних условиях нужно учитывать, что некоторые варианты окажутся дороже и будут отличаться по своим характеристикам. Не всегда более дорогой аналог будет качественней, поэтому следует тщательно изучать каждый вариант и только потом принимать окончательное решение.

На сегодняшний день производители в строительной сфере ведут активный выпуск аналогов, которые в полной мере могут заменить те или иные материалы. Совсем недавно инженерами американского Университета Райса создали и разработали достойную замену цемента, который используют во время приготовления бетона.

Постройку современного здания очень сложно представить без использования данного материала. Поэтому новые разработки предоставили возможность сделать бетон абсолютно экологически чистым продуктом. Все, что потребуется сделать, это просто заменить цемент на летучую золу.

Стандартная технология производства бетона базируется на том, что в его состав входит портландцемент. Его доля в общей смеси может достигаться порядка 60-80%. Но когда он заменяется на золу, то получается потрясающий результат, который не будет уступать по своим химическим характеристикам портландцементу. В тоже время, сводится к минимуму выделение углекислого газа, а это делает его безопасным.

Раствор извести

Основные термины

Это смесь некоего вяжущего вещества, песка и воды, которая с течением времени должна переходить в камневидное состояние. С песком и водой все ясно, а вот по типу вяжущего вещества растворы делятся на:

Глиняный.
Гипсовый.
Известковый.
Цементный.

У каждого – свои характеристики и назначение, но ни один не заменит цементный. Глиняный раствор – самый недорогой, состоит из глины, предварительно замоченной в воде минимум на сутки, и песка. Используется для кладки стен при постройке одноэтажных жилых зданий, рекомендуется при кладке печей, каминов. Хороший теплоизолятор, пластичный. Часто используется для возведения сельскохозяйственных построек. Однако такие сооружения нуждаются в штукатурке более прочными растворами. В свою очередь глина хороша для штукатурки печей, стен из дерева. Благодаря теплоизоляционным свойствам применяется для утепления потолков.

Схема образцов глиняного раствора.

Гипсовый – смесь гипса и воды, может быть различной консистенции. Гипс – экологически чистый и дышащий материал, очень пластичный. Хороший теплоизолятор. Недостаток: плохая водостойкость (хотя современные смеси для штукатурки, содержащие гипс, почти не подвержены воздействию атмосферных осадков). Поэтому он чаще всего используется для штукатурки и отделки внутренних стен помещений, а также незаменим для создания лепных украшений.

Известковый раствор – изготавливается из гашеной извести (известкового теста) и песка с постепенным добавлением воды. Достаточно прочный материал, стойкий к перепадам температур и повышенной влажности. Используется для каменной и кирпичной кладок стен, а также для штукатурки. Благодаря влагостойкости и антисептическим свойствам извести рекомендуется для штукатурки ванных комнат. В частном строительстве и ремонте именно известь заменяет цемент. Не подходит она лишь для строительства фундамента.

Цементный – основа строительной промышленности. Самый прочный из всех вяжущих материалов. Состоит из цемента, песка и воды. Недостатки – жесткий и холодный.

Кроме названных, существуют комбинированные растворы. Например, в известковый добавляют цемент (1 кг на 10 л), повышая таким образом прочность, или гипс для сокращения времени схватывания; в цементный добавляют глину или известь для повышения пластичности, и т. д.

Как строили наши предки? Строители древней Руси переняли технологию производства строительных растворов у византийцев. Те добавляли в мелко размолотый известняк специально обожженную глину или керамическую крошку.

Схема изготовления известкового раствора.

Позже начали добавлять в небольших количествах глину необожженную. При возведении некоторых храмов использовали гипсовые растворы.

В западной Европе использовали композиции, в состав которых входила известь (гашеная) и речной песок. Это давало менее качественный продукт, который требовал значительного времени для схватывания. Существуют легенды о добавлении в раствор органических веществ, таких как молоко, яичные белки, рисовый отвар. На сегодняшний день учеными подтвержден только факт использования рисового отвара при строительстве Большой Китайской стены.

Алебастр

Заменители цемента

На сегодняшний день строительная индустрия использует портландцемент. Его производство требует наличия развитой технологии и больших энергетических затрат.

Но пока не найдено вещество, которое бы абсолютно заменило цемент.

Существуют различные добавки, позволяющие изменить технические характеристики цементных растворов, такие как повышение водостойкости, жаростойкости, пластичности, прочности. Повышение прочности в свою очередь позволяет использовать меньшее количество цемента.

Наиболее часто используют пуццолановые добавки и пластификаторы (химические добавки). Изначально пуццоланом называли смесь пемзы, вулканического пепла и туфы. Сегодня их производят из природных и техногенных материалов. Пластификаторы – имеют вид вязких растворов или порошков, растворимых в воде. Могут состоять из органических или минеральных веществ, а также быть их смесью.

Промышленность выпускает различные марки добавок, которые придают растворам следующие свойства:

повышают морозостойкость (как раствора, так и бетона);
увеличивают водонепроницаемость (позволяют строить практически в воде);
повышают пластичность (для удобства проведения работ);
уменьшают вероятность появления трещин под воздействием вибраций;
повышают марку цемента;
позволяют экономить цемент до 20 %.

Вывод: данные вещества не применяются вместо цемента, а изменяют его свойства, замена цемента в полном объеме нецелесообразна. Ведь для строителя-практика главной проблемой является не полный отказ от его использования, а снижение стоимости строительства без ухудшения качества. Поэтому сначала нужно определить:

При каких видах работ замена цемента другим материалом не ухудшит качества.
Возможность частичного использования других материалов.

Именно второму способствуют как новые разработки в области стройматериалов, так и старые наработки использования комбинированных растворов.

Основные проблемы цемента и преимущества его заменителей

Добавление большого количества воды. Прочность бетонной смеси значительно ухудшается после разведения водой. Многие заменители требуют на 40-70% меньше воды для разбавления, следовательно, имеют больше прочность.
Несоответствие нормам IS 3812. Заменители имеют от 65% и более частиц, диаметр которых не превышает 45 микрон, чего не скажешь о цементе. Его структура имеет заведомо меньшую адгезию к материалам.
Асимметрическая форма частиц взаимодействует с другими материалами хуже, чем овальная у заменителей бетона. Проникновение в структуру других тканей происходит намного лучше.
Отсутствие гидроксида кальция в цементе является основной проблемой материала. Во многих случаях именно этот компонент связывает все элементы и повышает прочность готового изделия более чем в 2 раза.
Высокая концентрация воды, которая приводит к трещинам и разрушению после отвердевания. Чем меньше жидкости, тем монолитнее будет изделие.
Цемент имеет типичные частицы, размеры которых одинаковые. Использование разных материалов позволяет увеличить связывающие свойства и заменители будут намного полезнее традиционного цементного раствора или удачно дополнят его.

Использование минеральных, органических и синтетических заменителей цемента позволяет сделать новый шаг в современном строительстве и предоставляет новые возможности архитекторам. Единственная проблема на этом пути – модернизация отечественного производства цемента под новые требования рынка.

Гипсовые смеси

Это также бюджетный вариант, который отличается:

способностью быстро высыхать;
обеспечивать высокую прочность.

Прочностные характеристики усиливаются при добавлении фибры.

Полиуретановый клей

Минеральные заменители

Наиболее распространенными являются:

вулканический пепел;
зола;
кремнеземная пыль.

Применение этих аналогов позволяет добиться максимально качественных результатов, поэтому они являются лучшей альтернативной цементу.

Искусственные аналоги

Используется для определенных целей, например эко-дома. К этой группе относятся:

нефтехимические продукты;
клейкая целлюлоза;
смола.

Их стоимость значительно выше цемента, однако они обеспечивают высокие показатели прочности.

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 14873
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Минеральные вяжущие – это тонкоизмельченные минеральные порошки, образующие при смешивании с водой пластичную массу, которая с течением времени под влиянием физико-химических процессов переходит в камневидное состояние.

Это свойство вяжущих используют для скрепления зерен заполнителей и получения искусственных каменных материалов (бетонов, растворов и т.д.)

Минеральные вяжущие – неорганические вещества. Способность смачиваться водой, гидрофильность – один из основных признаков (в отличие от органических – битумы, дегти)

Различают две группы минеральных вяжущих:

Воздушные вяжущие характеризуются тем, что, будучи смешанными с водой, способны твердеть, т.е. переходить из жидкого и тестообразного в

Рис.1. Минеральные вяжущие

камневидное состояние, долго сохранять и повышать свою прочность только на воздухе.

Гидравлические вяжущие вещества после затворения их водой способны твердость, а после предварительного твердения на воздухе продолжать наращивать свою прочность в воде

-портландцемент и его разновидности

-глиноземистый и расширяющиеся цементы

Для получения гипсовых минеральных вяжущих веществ используют следующие основные сырьевые материалы:

-светлый, иногда окрашенный примесями в серые или желтоватые цвета минерально-природный гипс (гипсовый камень) CaSo₄ 2H₂O — двуводный сульфат кальция.

-безводный гипс (ангидрит) CaSo₄ — сульфат кальция

-гипсосодержащие отходы химической промышленности

Для производства извести используют горные породы, состоящие в основном из карбоната кальция — СаСО₃

Природные магнезиты — MgCО₃ и доломиты — CaMg(CO₃)₂ – основное сырье для производства магнезиальных вяжущих.

Для получения основного гидравлического вяжущего – портландцемента чаще всего используют:

Обычное соотношение между известняком и глиной 3:1.

Получение минеральных вяжущих веществ сводится к двум технологическими операциями:

1) помол — обычно стремятся хорошо измельчить сырье до обжига или продукт после обжига. Тонкость помола влияет на свойства искусственных каменных материалов.

С увеличением тонкости помола увеличивается связывающая, клеящая способность пластичной массы, которая образуется после перемешивания вяжущего с водой. В результате выше плотность и прочность искусственных камней.

2) обжиг — условия обжига различны при получении воздушных и гидравлических вяжущих. Прежде всего, различна температура обжига. При 110-160 0 С обжигается природный гипсовый камень для получения строительного гипса.

При этом происходит реакция дегидратации – отдачи части воды:

Если повысить температуру до 600-700 0 C, то получится ангидритовый цемент; при t=1000 0 C – высокообжиговый гипс (эстрих — гипс), отличающийся по своим свойствам от строительного гипса (искусственный камень на их основе обладают более высокими механическими характеристиками)

При t=900-1200 0 C обжигаются известняковые породы для получения воздушной извести. После диссоциации карбонатов и удаления углекислого газа объем кусков не меняется, а их масса уменьшается примерно в 2 раза. После обжига получаются легкие пористые куски белого цвета состоящие в основном из оксидов кальция и магния (CaO, MgO).

Полученный продукт – комовую негашеную известь – подвергают помолу или гашению путем затворения водой.

Обжиг сырья для получения портландцемента производят во вращающихся печах (Ø 5м; l=185 м,1800 т/сутки; Ø7 м, l=230 м, 3000 т/сутки).

Смесь сырьевых материалов, перемещаясь вдоль барабана вращающейся печи, соприкасается с горячими газами, идущими навстречу. Температура обжига в начальной стадии 100-600 0 C, а в последней зоне печи достигает 1450 0 C, т.е. температура больше, чем при получении воздушных вяжущих.

Физико-химические превращения сырья, происходящие при такой температуре сложны. Оксид кальция при температуре 1000 0 C начинает соединяться с оксидами глины. Если не производить дальнейший обжиг, то полученный продукт будет являться гидравлическим вяжущим типа хорошей гидравлической извести. При повышении температуры свободная известь полностью связывается с оксидами глины, что необходимо для получения цемента. Это достигается при t=1450 0 C, образуется клинкер — спекшиеся куски неправильной формы размером 4-70мм.

Клинкер не является химическим индивидуумом по составу, он характеризуется наличием, прежде всего силикатов и алюминатов кальция и представляет собой систему из нескольких искусственных минералов подобно тому, как гранит состоит из нескольких природных материалов.

Но, в отличие от гранита, составные части клинкера нельзя различать невооруженным глазом, так как клинкер состоит из тонкозернистых и аморфных фаз.

Далее клинкер подвергают помолу (в шаровых мельницах) и получают готовый продукт – цемент.

При помоле к клинкеру обычно добавляют гипс (1,5-3,5%) и другие активные минеральные компоненты. Самый распространенный вид цемента – портландцемент, может содержать до 15% по массе клинкера активных минеральных добавок.

Основное свойство минеральных вяжущих — способность твердеть после перемешивания с определенным количеством воды.

Реакции, происходящие при твердении минеральных вяжущих – главным образом реакции гидратации, присоединения частей воды.

При твердении воздушных вяжущих образуются соединения, которые растворимы в воде. Поэтому стройматериалы на основе гипса, воздушной извести, магнезиальных вяжущих требуется защищать от действия влаги.

Гидратные соединения, образующиеся при твердении гидравлических вяжущих, водонерастворимы. Поэтому гидравлические вяжущие с успехом твердеют как на воздухе, так и в воде.

Скорость схватывания и твердения минеральных вяжущих, после перемешивания с водой различна в зависимости от вида рассматриваемых продуктов.

Гипсовое тесто начинает затвердевать (терять пластичность) уже через 4-5 минут, конец схватывания наступает через 10-15 минут, а 90 минут достаточно, чтобы гипсовое тесто превратилось в прочный искусственный камень.

Начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее 45 минут, конец не позднее 10 часов. Прочность цементного камня растет интенсивно почти до месячного возраста.

Водопотребность минеральных вяжущих оказывают непосредственное влияние на свойства искусственных каменных материалов.

Водопотребность определяет то количество воды, которое необходимо, чтобы при перемешивании с вяжущим получит удобоукладываемую смесь (т.е. смесь с которой удобно работать и которой будет твердость с течением времени).

Для протекания химических реакций достаточно 20% воды по массе, а для удобства работы 60-70% (укладки, уплотнения)

Искусственный камень на основе гидравлических вяжущих обладает существенным недостатком – способностью к коррозии.

Коррозия может вызываться сотнями веществ, вредными для цементного камня. Даже обычная чистая вода является агрессивной средой.

Защита от коррозии

1) соответствующий подбор состава цемента

2) применение специальных добавок, связывающих свободную известь, повышающую плотность и однородность цементного камня

3) применение защитных покрытий или пропитки.

Прочность отвердевшей системы «минеральное вяжущее + вода» оценивается в определенном возрасте в зависимости от вида вяжущего.

Пределы прочности при сжатии: 400, 500, 550, 600 кгс/см 2

Деформативность системы «минеральное вяжущее + вода» при твердении и изменении влажностных условий среды весьма характерна. Искусственный камень при твердении не обладает постоянством объема. При высокой влажности он набухает, а, высыхая, дает усадку.

В России разработаны технологии производства более 30 видов цемента, всего в мире известно более 50 видов.

Кроме обычного портландцемента выпускается быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Этот цемент отличается более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения. Это достигается более тонким помолом, регулированием его химического и минералогического состава. Клинкер содержит 60-65 % 3СаО*SiO₂ и 3СаО*AlO₃ и ограниченное число (0,5 %) свободной СаО.

Все большую значимость приобретают портландцементы с поверхностно-активными добавками:

— пластифицированный

повышенная подвижность, удобоукладываемость бетонной смеси, повышенная морозостойкость

— гидрофобный

добавки образуют на зернах цемента, мономолекулярный пленки, уменьшенная способность цемента смачиваться водой.

Разновидности цементов:

1. Сульфатостойкий цемент – его минералогический состав:

Обладает повышенной морозостойкостью в сульфатных средах

2. Белый портландцемент — в сырьевых компонентах должно быть минимальное содержание окрашивающих окислов железа, магния, хрома.

3. Цветные получают путем совместного помола клинкера белого цвета с красителями охрой, железным суриком, ультрамарином, сажей, и т.д.

4. Пуццолановый цемент.

5. Шлакопортландцемент с активными минеральными добавками (обожженная глина, диатомит). Более высокая водостойкость и солестойкость.

6. Глиноземистые цементы.

8. Расширяющиеся цемент — увеличение в объема при твердении во влажностных условиях и не дающие усадки при твердении на воздухе

9. Напрягающий цемент – для получения материалов с повышенной трещиностойкостью и плотностью.

Бетоны

К стройматериалам на основе минеральных вяжущих относятся бетонные и железобетонные строительные растворы, силикатный кирпич, гипсовые материалы, асбестоцементные.

Бетон– искусственный камень, полученный в результате перемешивания, формования (укладки) и последующего твердения рационально подобранной смеси минерального вяжущего, воды, крупного и мелкого заполнителей.

Основную классификацию бетонов производят по средней плотности:

1. особо тяжелый ρ >2600 кг/м 3 , содержит такие плотные и тяжелые заполнители как чугунная дробь, стальные опилки, и т.д.

2. тяжелый 2000-2600 кг/м 3 (песок, щебень или гравий)

3. облегченный 1800-2000 кг/м 3 (кирпичный щебень)

4. легкий 1200-1800 кг/м 3 (керамзитовый гравий, вспученный перлит, вермикулит шлаковая железа и т.д.)

Классификация по виду вяжущего:

1. Цементные бетоны

2. Силикатные – на известковых вяжущих в сочетании с силикатными и алюминатными компонентами

4. На органичных вяжущих

По функциональному назначению:

1. Обычные (для несущих и ограждающих конструкций)

2. Специальные (декоративные, дорожные, гидротехнические)

По месту укладки:

Свойства бетонов.

1) Прочность на сжатие определяется при t =20±2 0 C ,W=90-100%, в возрасте 28 суток. Прочность зависит от активности цемента, водоцементного отношения, качества заполнителей, степени уплотнения и условий твердения. Маркируются бетоны по прочности — B1-В60.

2) Плотность и непроницаемость бетона для жидкостей и газа. Бетоны с высокой плотностью получают рациональным подбором зернового состава заполнителей, применением бетонных смесей с низкими В:Ц, введением в бетонную смесь пластифицирующих и гидрофобных добавок, тщательным уплотнением бетонной смеси и уходом за твердеющим бетоном. Маркируются бетоны по плотности — D1-D500.

Для придания бетонам газонепроницаемости на поверхность наносят газонепроницаемые пленки, например из пластмассы.

4) Водонепроницаемость характеризуется наибольшим давлением воды, при котором она еще не просачивается через образцы. Маркируются бетоны по водонепроницаемости — W – 2 (ρ=0.2 МПа), W – 4 (ρ=0.4 МПа), W – 6, W10, W12.

5) Морозостойкость характеризуется наибольшим числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые способны выдерживать образцы 28 суточного возраста без снижения предела прочности при сжатии более чем на 25% и потери массы более чем на 15% .Маркируются бетоны по морозостойкости — F 15, F 50, F 100, F 150, F 200, F 300, F 500

6) Усадка и расширение бетонов

Твердение на воздухе сопровождается уменьшением V, т.е. усадкой. При твердении в воде вначале его V несколько увеличивается. Наибольшую усадку дают бетоны с большим расходом цемента, и большим В:Ц.

Наибольшая усадка происходит в первые сутки твердения (60-70 %).

Для снижения усадки нужно использовать белые цементы, уменьшать количество воды при затворении, применять крупные заполнители из плотных пород, а также соблюдать влажностный режим твердения бетона.

Расширение бетона может произойти при выделении тепла при экзотермических реакциях цемента с водой в первый период твердения. Расширение бетона может вызвать значительные деформации, и даже появление трещин. Чтобы избежать этого в массивных бетонных к. делают температурные швы.

7) Свойства бетона в агрессивной среде и меры защиты

— применяются цементы с минимальным выделением гидроокиси кальция и малым содержанием 3CaОAl₂O₃ (глиноземистые, сульфатостойкие цементы и т.д.)

-применение защитных покрытий (облицовка керамическими плитками или камнями)

8) Бетон является огнестойким материалом. Некоторые виды бетонов могут выдерживать t=600 0 C (жароупорные бетоны)

При применении бетонных конструкций подвергаемых длительному воздействию высоких t 0 C, необходимо учитывать, что при t=150-200 0 C бетон на портландцементе теряет прочность на 25%.

Рис.4 Бетон В7,5(М100) – В30(М400)

Приготовление бетонной смеси.

Основные технологические операции:

1) дозирование осуществляется дозаторами (мерниками) периодического или непрерывного действия (по весу, по V);

2) перемешивание в бетоносмесителях гравитационного действия, бетономешалках с принудительным перемешиванием .

В гравитационных бетоносмесителях перемешивание достигается вращением барабана, на внутренней поверхности которого есть лопасти. При вращении лопасти захватывают составляющие бетонной смеси, поднимают на некоторую высоту, при падении вниз компоненты перемешиваются.

В бетоносмесителях принудительного действия материалы перемешиваются в неподвижном смесительном барабане при помощи вращающих лопастей, насаженных на вал → транспортирование (контейнерами, бункерами, вагонетками, бадьями, автосамосвалами) → укладка → уплотнение (прессование, вибрирование, прокат, трамбование, вакуумирование, центрифугирование).

Растворы

Строительным раствором называется искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси, состоящей из вяжущего, воды и мелкого заполнителя — песка. Таким образом, раствор отличается от бетона тем, что в нем отсутствует крупный заполнитель.

По составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и ему свойственны закономерности, которые присущи бетонам.

Классифицируют по объёмной массе, виду вяжущего вещества, назначению, по физико-механическим свойствам.

По объёмной массе:

— тяжелые 1500 кг/ м 3 и более (используют тяжелые кварцевые пески)

Рис.5 Тяжелые растворы

— легкие менее 1500 кг/ м 3 (пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита)

По виду вяжущего вещества:

— цементные (на портландцементе и его разновидностях)

— известковые (воздушная или гидравлическая известь)

— гипсовые (на основе строительного гипса и ангидридных вяжущих)

— смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные)

По назначению:

— кладочные (для кладки стен, фундаментов, столбов, и т.д.)

— штукатурные (отделочные) для штукатурки внутренних и наружных стен, изготовления архитектурных деталей

Искусственный мрамор (штук) изготовляют из обожженного и измельченного гипса с квасцами и клеем, иногда с добавлением мраморной пудры. После затвердевания поверхность многократно шлифуют и полируют до зеркального блеска.

Другой способ (утюжный мрамор) — на основе высококачественного известкового штукатурного раствора с применением тонкоизмельченных минеральных пигментов.

Рис.7. Искусственный мрамор

Сграффито — декоративная штукатурка с рельефным многоцветным орнаментом или рисунком, получаемым путем последующего нанесения на поверхность стены 2 и более тонких слоев цветной растворной смеси и вырезания рисунка специальными инструментами на еще не затвердевших слоях до обнажения нужного цвета.

Террацо — мозаичная отделка: минеральное вяжущее + заполнитель (крошки декоративных горных пород).В покрытиях полов и ступеней затвердевший раствор шлифуют и полируют. Используют для стеновых панелей, цокольных плит.

Терразит – минеральные вяжущие + тонкомолотый мрамор + минеральный краситель + слюда

— монтажные — для заполнения швов между сборными элементами при их монтаже

— специальные – гидроизоляционные, рентгенозащитные ( ≥2200 кг/м 3 ) марка не ниже 400.

По физико-механическим свойствам:

— по пределу прочности на сжатие-9 марок от 4 до 300.

— по морозостойкости (от F10 до F300)

Состав раствора выражается количеством материалов по массе или объему, приходящихся на 1 м 2 растворной смеси.

Например,1:6 (т.е. на 1 часть по массе или V вяжущего приходиться 6 частей песка).

Смешанные растворы 1:0,4:5 (песок + вяжущее (цемент)+известь (или глина))

Читайте также: