Строительный раствор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Раствор (строительство)»)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Строительный раствор — раствор из вяжущего вещества, воды и заполнителя (возможны добавки), со временем превращающейся в искусственный камень[1][2].

Терминология[править | править код]

  • Сухая строительная смесь — смесь сухих дозированных компонентов заполнителя, вяжущего, возможны добавки, готовая к растворению водой и последующему применению[~ 1].
  • Растворная смесь — смесь тщательно перемещённых вяжущего, заполнителя, возможны добавки, с водой[~ 1].
  • Водо-твёрдое отношение — численное отношение массы воды растворителя к массе растворяемой сухой смеси в негидравлических растворах.[~ 1].
  • Схватывание твердение раствора в начале реакции гидратации или в результате высыхания негидравлического раствора. [3]
  • Жирный раствор — с большим количеством вяжущего вещества[~ 2].
  • Тощий раствор — с малым количеством вяжущего вещества[~ 2].
  • Твердение — превращение гидравлической растворной смеси в монолит в результате реакции гидратации.[4][3]

Применение строительных растворов[править | править код]

Применяют для обеспечения монолитность в разных видах каменной кладки. Используется в монтаже для скрепления деталей, в облицовке и штукатурке как облицовочный материал[~ 3].

Классификация строительных растворов и сухих смесей[править | править код]

По применению[~ 4]
  • для наружных работ;
  • для внутренних работ.
По функциональному назначению[~ 3][~ 4]
  • кладочно-монтажные;
  • облицовочные и отделочные;
  • Штукатурные;
  • шпаклевочные;
  • клеевые, предназначенные для укладки;
  • затирочные (шовные);
  • напольные;
  • изоляционные;

Специальные[~ 4]:

  • Защитные
    • огнезащитные;
    • рентгенозащитные;
    • коррозионно-защитные;
    • радиационно-защитные.
  • Другие
По вяжущим[~ 3]
  • простые;
  • сложные.
По виду вяжущего[~ 4]
  • цементные;
  • гипсовые;
  • известковые;
  • магнезиальные;
  • полимерные;
  • смешанные.
По крупности заполнителя (мм)[~ 4]
  • крупнозернистые — 5;
  • мелкозернистые — 1.25;
  • тонкодисперсные — 0.2.

Бетонные — от 5 мм. Простые растворы состоят только из вяжущего и заполнителя, сложные растворы содержат добавки[~ 5].

По плотности затвердевшего раствора[~ 3]
  • тяжёлые;
  • лёгкие.

Лёгкие растворы имеют плотность до 1500 кг/м3, тяжёлые — 1500 и более кг/м3. Средняя плотность раствора не превышает 10 %.

По способу нанесения раствора[~ 4]
  • механизированного нанесения;
  • ручного нанесения.

Виды строительных растворов[править | править код]

«Еврей-штукатурщик». Иегуда Пэн

Штукатурка[править | править код]

Штукатурка (итал. stuccatura, от stucco «гипс, известь, алебастр») — отделочный слой, образованный затвердевшим строительным раствором. Применяется для оштукатуривания стен.

Состав штукатурки
Вяжущие вещества

Для изготовления штукатурных растворов применяют неорганические вяжущие вещества: портландцемент, шлакопортландцемент, воздушная известь, гипсовые вяжущие. Цементы применяют для всех растворах, применяемых при влажности более 60 %[~ 6].

Заполнитель

Максимальный размер частиц заполнителя в мм[~ 7]:

  • Штукатурные кроме накрывочного слоя — 2.5;
  • Штукатурные накрывочного слоя — 1.25;
  • Отделочные — 1.25.
Классификация штукатурки

Штукатурки по предназначению:

  • Обычная штукатурка — предназначена для выравнивания стен (создание плоской ровной поверхности с целью последующего нанесения более тонкослойных декоративных покрытий) и защиты внешних стен зданий от воздействия окружающей среды.
  • Специальная штукатурка — применяется в качестве изоляционного и экранизирующего слоёв (звукопоглощающая, теплосберегающая, рентгенозащитная и другие).
  • Декоративная штукатурка — используется при окончательной отделке стен, потолков, конструкций для повышения их эстетической выразительности.

Специальные виды растворов[править | править код]

Раствор для печей[править | править код]

Раствор для кладки печей

Для кладки печей используется раствор, содержащий глину. Растворы, содержащие больше или меньше среднего количества вяжущего, обладают недостатками, из-за которых их не применяют[~ 8].

Раствор, содержащий глину, имеет ряд преимуществ[~ 8]
  • незначительно оседает при наборе прочности;
  • не трескается при высыхании;
  • не разрушается при температуре до 1000 °С;
  • не требует больших усилий.
Состав раствора

В качестве заполнителя для кладки печей используют отчищенный горный кварцевый песок, который предварительно просушивают и просеивают через сито с отверстиями размером 1—1,5 мм. Ведущими являются цемент, глина, гашёная известь без примесей. Для повышения прочности добавляют цемент, на 10 литров глины с водой добавляют ¾ литра цемента.

Добавкой является шамот, его половина от общего объёма[~ 8].

Свойства строительных растворов[править | править код]

Свойства растворных смесей[~ 9]:

Подвижность[править | править код]

Свойства растворной смеси растекаться под собственным весом. Подвижность измеряется в см и определяется по глубине погружения конуса Абрамса весом в 300 грамм с углом 30° и высотой 15 см. От подвижности раствора зависит сцепление смеси с поверхностями. От вязкости зависит способность растворной смеси перемещаться по трубам, шлангам к месту применения[~ 2].

Классификация раствора по подвижности
Марка по подвижности,
Пк
Норма подвижности по погру-
жению конуса, включительно
Пк1 1 — 4
Пк2 4 — 8
Пк3 8 — 12
Пк4 12 — 14

Плотность[править | править код]

Плотность в основном зависит от заполнителя. Для изготовления тяжёлых растворов применяют тяжёлые кварцевые и другие пески. Для изготовления лёгких растворов применяют лёгкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита. Также могут использоваться пенообразующие добавки[~ 5].

Скорость затвердевания[править | править код]

Скорость затвердевания раствора зависит от температуры.

Возраст раствора,
сутки
Прочность раствора, %, при температуре твердения, °С
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
1 1 4 6 10 13 18 23 27 32 38 43
2 3 8 12 18 23 30 38 45 54 63 76
3 5 11 18 24 33 47 49 58 66 75 85
5 10 19 28 37 45 54 61 70 78 85 95
7 15 25 37 47 55 64 72 79 87 94 99
10 23 35 48 58 68 75 82 89 95 100
14 31 45 60 71 80 85 92 96 100
21 45 58 72 85 92 96 100 100
28 52 68 83 96 100 100

Свойства затвердевшего раствора[~ 9]:

Свойства сухой растворной смеси:

  • Гигроскопичность.

Состав строительных растворов[править | править код]

В состав всегда входит четыре группы веществ: вяжущее, заполнитель, растворитель (вода), возможны добавки. Состав строительного раствора зависит от его назначения и условий затвердевания[~ 10].

Вяжущее[править | править код]

Основная статья: Вяжущие вещества

Для строительного раствора используют неорганические вяжущие.

Минеральные вяжущие

Минеральные вяжущие — это класс вяжущих веществ, состоящий из переработанных природных минеральных веществ, которые подразделяются на:

Гидравлические вяжущие повышают прочность на воздухе и во влажных средах[~ 10][~ 11].

Применение растворов на шлакопортландцементе и пуццолановом портландцементе в надземных конструкциях в жаркую и сухую погоду допускается при соблюдении влажностного режима твердения путём увеличения воды в составе и смачивания водой. Известково-шлаковые, известково-пуццолановые, известково-зольные вяжущие при температуре воздуха ниже 10 °С не применяются[~ 12].

Воздушные вяжущие вещества твердеют и сохраняют прочность только на воздухе, к ним относятся[~ 10][~ 11].

Для экономии вяжущих и улучшения свойств применяют смешанные вяжущие, например, цемент вместе с известью.

Для штукатурных работ добавляют гипсовые вяжущие[~ 5].

Заполнители[править | править код]

В качестве заполнителя применяется[~ 7]:

  • Строительный песок[5][6];
  • Золы-уноса;
  • Золошлаковый песок;
  • Пористые пески.

Максимальный размер частиц заполнителя в каменной кладке 2.5 мм за исключением бутовой кладки 5 мм[~ 7].

Добавки[править | править код]

Добавки в растворе применяются для улучшения свойств до затвердевания[~ 13]. Также некоторые добавки уменьшают необходимое количество вяжущего вещества[~ 10].

Для повышения пластичности добавляются пластифицирующие и водоудерживающие добавки, такие как: извести, глины и другие[~ 14].

Для понижения температуры замерзания в раствор добавляют противоморозные добавки, такие как: соль, потаж, нитрит кальция, мочевина, хлорид натрия и хлорид кальция нельзя использовать вместе с не защищенной арматурой. Количество противоморозных добавок зависит от прогноза температуры на следующие 10 суток. Хлористый кальций и натрий используется только в подземный частях здания[~ 14][~ 15].

Условия применения добавок в растворы[~ 16]
Вид конструкций и условия их эксплуатации Добавки и их сочетания
Соединение нитрита кальция с мочевиной Нитрит-, нитрат-, хлорид кальция с мочевиной Нитрит натрия Поташ Нитрит натрия, поташ
1. Конструкции, а также стыки и швы (в том числе в кладке):
Без специальной защиты по стали + + + +
С цинковыми покрытиями по стали +
С алюминиевыми покрытиями по стали
С комбинированными покрытиями (щелочестойкими защитными слоями по металлической основе) + + + +
2. Конструкции предназначенные для применения в условиях:
Не агрессивной газовой среде при относительной влажности воздуха до 60 % + + + + +
Агрессивной газовой среде + + + +
Воде и при относительной влажности воздуха от 60 %, если заполнитель имеет добавление активно реагирующего кремнезёма + +
Местах действия блуждающих токов постоянного напряжения от посторонних источников + + + +
Конструкции электротранспорта, промышленных предприятий, потребляющих постоянный электрический ток

В зависимости от соотношения между количеством вяжущего материала и заполнителя различают жирные, нормальные и тощие растворы и растворные смеси. Жирными называются растворы с избытком вяжущего материала, их смеси очень пластичны, но дают при твердении большую усадку; нанесённые толстым слоем жирные растворы растрескиваются. Тощие растворы содержат относительно небольшое количество вяжущего материала, дают малую усадку, что повышает качество облицовочных работ[~ 2].

История[править | править код]

Первые растворы были сделаны из глины и песка. Из-за недостатка камня и обилия глины вавилонские сооружения были сделаны из обожженного кирпича с использованием извести или пека для раствора. По словам Романа Гиршмана, первые свидетельства того, что люди использовали раствор, были в Мехархе Белуджистана в долине Инда в Пакистане, построенном из высушенного на солнце кирпича в 6500 году до н.э[7]. Древние места Хараппской цивилизации третьего тысячелетия до н.э. построены из обожженного кирпича и гипсового раствора. Гипсовый раствор, также называемый парижской штукатуркой, использовался при строительстве египетских пирамид и многих других древних сооружений. Он сделан из гипса, который требует более низкой температуры обжига. Поэтому его легче изготовить, чем известковый раствор, и он устанавливается гораздо быстрее, что может быть причиной его использования в качестве типичного раствора в древних кирпичных арках и хранилищах. Гипсовый раствор не так долговечен, как другие растворы во влажных условиях[8].

В ранних египетских пирамидах, которые были построены во времена Древнего царства (~ 2600–2500 гг. До н.э.), блоки из известняка были связаны раствором из глины и глины, или глины и песка[9]. В более поздних египетских пирамидах строительный раствор изготавливался из гипса или извести[10].

На индийском субконтиненте было обнаружено несколько типов цемента на участках цивилизации долины Инда, таких как город-поселение Мохенджо-Даро, построенное ранее, чем в 2600 году до нашей эры. Гипсовый цемент, который был «светло-серым и содержал песок, глину, следы карбоната кальция и высокий процент извести», использовался при строительстве колодцев, стоков и на внешней стороне «важных зданий». Битумный раствор также использовался с меньшей частотой, в том числе в Великой бане в Мохенджо-Даро[11][12].

Исторически здание с бетоном и строительным раствором появилось в Греции. Раскопки подземного акведука Мегары показали, что резервуар был покрыт пуццолановым раствором 12 мм. Этот акведук восходит к ок. 500 г. до н.э[13]. Пуццолановый раствор представляет собой известковый раствор, но изготовлен с добавкой вулканического пепла, которая позволяет затвердевать под водой; таким образом это известно как гидравлический цемент. Греки получили вулканический пепел с греческих островов Тира и Нисирос или из тогдашней греческой колонии Дикаирхия (Поццуоли) недалеко от Неаполя, Италия. Позже римляне усовершенствовали использование и методы изготовления так называемого пуццоланового раствора и цемента[10]. Еще позже римляне использовали раствор без пуццолана, используя измельченную терракоту, вводя в смесь оксид алюминия и диоксид кремния. Этот раствор был не так силен, как пуццолановый раствор, но, поскольку он был более плотным, он лучше сопротивлялся проникновению воды[14].

Гидравлический раствор не был доступен в древнем Китае, возможно, из-за отсутствия вулканического пепла. Около 500 г. н.э. липкий рисовый суп был смешан с гашеной известью, чтобы получить композитный (неорганически-органический) рисовый раствор, обладающий большей прочностью и водостойкостью, чем известковый раствор[15][16].

Радиоуглеродный анализ[править | править код]

По мере затвердевания раствора текущая атмосфера помещается в раствор и, таким образом, предоставляет образец для анализа. Различные факторы влияют на выборку и повышают погрешность анализа[17][18][19][20].

Возможность использовать радиоуглеродное датирование в качестве инструмента для датирования в растворах была введена еще в 1960-х годах, вскоре после создания этого метода (Delibrias and Labeyrie 1964; Stuiver and Smith 1965; Folk and Valastro 1976). Самые первые данные были предоставлены van Strydonck et al. (1983), Heinemeier и др. (1997) и Ringbom and Remmer (1995). Затем методологический аспект был разработан различными группами (международной группой, возглавляемой Университетом Або Академи, и командами из лабораторий CIRCE, CIRCe, ETHZ, Познань, RICH и Milano-Bicocca[21][22].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Сноски
  1. 1 2 3 ГОСТ 31189-2015, Раздел 4 «Термины и определения», с. 8.
  2. 1 2 3 4 Материаловедение, 2.3.2. Свойства растворных смесей, с. 84—85.
  3. 1 2 3 4 ГОСТ 28013-98, с. 4—5.
  4. 1 2 3 4 5 6 ГОСТ 31189-2015, Раздел «Классификация», с. 8.
  5. 1 2 3 Каменщик, Глава 6 «Строительные растворы и бетоны», § «Строительные растворы», с. 60—62.
  6. Сухое, Глава 2.3. «Строительные растворы и сухие строительные смеси для отделочных работ». § «Материалы для изготовления растворных смесей», с. 65.
  7. 1 2 3 ГОСТ 28013-98, с. 9.
  8. 1 2 3 Каменщик, Глава 20. «Печи и дымовые трубы» П. «Приготовление растворов для кладки и оштукатуривания печей», с. 340—342.
  9. 1 2 ГОСТ 28013-98, с. 5—6.
  10. 1 2 3 4 Каменщик, Глава 5 «Вяжущие вещества», § «Характеристики вяжущих материалов», с. 41—43.
  11. 1 2 ГОСТ 28013-98, с. 8.
  12. Несущие и ограждающие конструкции, Приложение 15 (справочное). Вяжущие для кладочных строительных растворов и их составы.
  13. ГОСТ 28013-98, с. 9—10.
  14. 1 2 Пособие к СНиП II-22-81, Растворы строительные для каменных кладок и монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен, с. 6.
  15. Несущие и ограждающие конструкции, Приложение 16 (справочное). Противоморозные и пластифицирующие добавки в растворы, условия их применения и ожидаемая прочность раствора.
  16. Несущие и ограждающие конструкции, Приложение 16 (справочное). Противоморозные и пластифицирующие добавки в растворы, условия их применения и ожидаемая прочность раствора.
Источники
  1. Воробьёв В. А. Комар А. Г. Строительные материалы. — М.: Стройиздат, 1971.
  2. С. С. Атаев, Н. Н. Данилов, Б. В. Прыкин и др. Технология строительного производства. «Стройиздат» (1984).
  3. 1 2 Строительные материалы и изделия Формирование и фиксация структурных связей - отвердевание
  4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
  5. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
  6. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия.
  7. Ancient Bricks. Aurangzeb Khan. Дата обращения 16 февраля 2013.
  8. "Introduction to Mortars" Cemex Corporation
  9. Egypt: Egypt's Ancient, Small, Southern, Step Pyramids. Touregypt.net (21 июня 2011). Дата обращения 3 ноября 2012.
  10. 1 2 HCIA - 2004. Hcia.gr. Дата обращения 3 ноября 2012.
  11. O. P. Jaggi, History of science and technology in India, Volume 1, Atma Ram, 1969, <https://books.google.com/books?id=Qm3NAAAAMAAJ> 
  12. Abdur Rahman, History of Indian science, technology, and culture, Oxford University Press, 1999, ISBN 978-0-19-564652-8, <https://books.google.com/books?id=4bnaAAAAMAAJ> 
  13. Archived copy. Дата обращения 4 января 2008. Архивировано 5 марта 2009 года.
  14. American Scientist Online. Americanscientist.org. Дата обращения 3 ноября 2012.
  15. Revealing the Ancient Chinese Secret of Sticky Rice Mortar. Science Daily. Дата обращения 23 июня 2010.
  16. Yang Fuwei, Zhang Bingjian, Ma Qinglin. Study of Sticky Rice−Lime Mortar Technology for the Restoration of Historical Masonry Construction (англ.) // Accounts of Chemical Research (англ.) : journal. — 2010. — Vol. 43. — P. 936—944. — DOI:10.1021/ar9001944.
  17. Dating of lime mortar by 14C.. — Berger R, Suess H. — Proceedings of the Ninth International Conference : Berkeley: University of California Press., 1979. — P. 721–730.
  18. Hayen R., Van Strydonck M., Fontaine L., Boudin M., Lindroos A., Heinemeier J., Ringbom A., Michalska D., Hajdas I., Hueglin S., Marzaioli F., Terrasi F., Passariello I., Capano M., Maspero F., Panzeri L., Galli A., Artioli G., Addis A., Secco M., Boaretto E., Moreau C., Guibert P., Urbanova P., Czernik J., Goslar T., Caroselli M. Mortar dating methodology: intercomparison of available methods. (англ.) // Radiocarbon : journal. — 2017. — Vol. 59, no. 6.
  19. Hayen R, Van Strydonck M, Boaretto E, Lindroos A, Heinemeier J, Ringbom Å, Hueglin S, Michalska D, Hajdas I, Marzaoili F, Maspero F, Galli A, Artioli G, Moreau Ch, Guibert P, Caroselli M. Absolute dating of mortars – integrating chemical and physical techniques to characterize and select the mortar samples.. — Proceedings of the 4th Historic Mortars Conference - HMC2016, 2016. — P. 656–667.
  20. Dating Ancient Mortar - American Scientist Online vol. 91, 2003
  21. Hajdas I., Lindroos A., Heinemeier J., Ringbom Å, Marzaioli F., Terrasi F., Passariello I., Capano M., Artioli G., Addis A., Secco M., Michalska D., Czernik J., Goslar T., Hayen R., Van Strydonck M., Fontaine L., Boudin M., Maspero F., Panzeri L., Galli A., Urbanova P., Guibert P. Preparation and dating of mortar samples—Mortar Dating Inter-comparison Study (MODIS). (англ.) // Radiocarbon : journal. — 2017. — Vol. 59, no. 6.
  22. Hayen R., Van Strydonck M., Fontaine L., Boudin M., Lindroos A., Heinemeier J., Ringbom A., Michalska D., Hajdas I., Hueglin S., Marzaioli F., Panzeri L., Galli A., Artioli G., Addis A., Secco M., Boaretto E., Moreau C., Guibert P., Urbanova P., Czernik J., Goslar T., Caroselli M. Mortar dating methodology: intercomparison of available methods (англ.) // Radiocarbon : journal. — 2017. — Vol. 59, no. 6.

Литература[править | править код]

Нормативная Литература[править | править код]

Свод правил
  • СНиП 3.03.01-87 // Несущие и ограждающие конструкции. — М., 1988.
ГОСТ
  • ГОСТ 28013-98 // Растворы строительные. Общие технические условия. — М., 24.09.1999.
  • ГОСТ Р 56686-2015 // Смеси сухие строительные штукатурные на цементном вяжущем с использованием керамзитового песка. Технические условия.. — М., 2016.
  • ГОСТ Р 57796-2017 // Смеси сухие строительные на цементном вяжущем с использованием керамзитового песка для кладочных растворов. Технические условия.. — М., 2018.
  • ГОСТ 31189-2015 // Смеси сухие строительные. Классификация. — М., 2015.
  • ГОСТ 31357-2007 // Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия. — М., 2009.
  • ГОСТ 5802-86 // Растворы строительные. Методы испытаний. — М., 1986.
Прочее

Техническая литература[править | править код]

  • Ищенко И. И. Технология каменных и монтажных работ / 3. В. Михальчук, худ. ред. Т. В. Панина, тех. ред. Т. Д. Гарина, корректор Г. А. Чечёткина. — М.: «Высшая школа», 1976.
  • С. С. Атаев, Н. Н. Данилов, Б. В. Прыкин и др. Технология строительного производства / Утверждено Методическим управлением Министерства высшего и среднего специального образования СССР. — Учебник для вузов. — М.: «Стройиздат», 1984.
  • Ищенко И. И. Технология каменных и монтажных работ / Ред. Михальчук З. В.. — Учеб. для СПТУ; ил. — М.: «Высшая школа», 1988. — 335 с. — 100 000 экз.
  • Фуравлев И. П., Лапшин П. А. Каменщик / Э. Юсупянц. — 2-е. — Ростов н/Д: Феникс (издательство), 2000 (издано в 2003). — 416 с. — (Начальное профессиональное образование). — ISBN 5-222-03437-2.
  • Парикова Е. В., Фомичева Г. Н., Елизарова В. А. Материаловедение (Сухое строительство) / Захарова Н. Т.. — М.: Академия (издательство), 2010. — 304 с. — (Учебная литература для профессионального образования). — 4000 экз. — ISBN 987-5-7695-6749-0.

Ссылки[править | править код]