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 превращающийся 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 перемешанных вяжущего, заполнителя, возможны добавки, с водой[~ 1].
  • Водо-твёрдое отношение — численное отношение массы воды затворения 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 методом погружения в раствор эталонного конуса[5] весом в 300±2 грамм с углом при вершине 30°±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]

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[6][7];
  • 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, поташ, 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 делались 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 строительный раствор, были в Мехргархе Белуджистана в долине Инда в Пакистане, построенном из высушенного на солнце кирпича в 6500 году до н. э.[8] Древние места Хараппской цивилизации третьего тысячелетия до н. э. построены из обожжённого кирпича и гипсового раствора. Гипсовый раствор, также называемый парижской штукатуркой, использовался при строительстве египетских пирамид и многих других древних сооружений. Он сделан из гипса, требующего более низкой температуры обжига, поэтому его легче изготовить, чем известковый раствор, и он затвердевает быстрее, что послужило причиной его использования в качестве типичного раствора в древних кирпичных арках и сводах. Однако гипсовый раствор не так долговечен, как другие растворы, во влажных условиях[9].

В ранних египетских пирамидах, построенных во времена Древнего царства (~2600-2500 гг. до н. э.), блоки из известняка были связаны раствором из грязи и глины, или глины и песка[10]. В более поздних египетских пирамидах строительный раствор изготавливался из гипса или извести[11].

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[12][13].

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 примерно к 500 году до н. э.[14] 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 получали 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[11]. Ещё позже римляне использовали раствор без пуццолана, используя измельченную терракоту, вводя в смесь оксид алюминия и диоксид кремния. Этот раствор был менее прочен, чем пуццолановый, но, поскольку он был более плотным, он имел лучшее сопротивление проникновению воды[15].

Гидравлический раствор не был доступен в древнем Китае, возможно, из-за отсутствия вулканического пепла. Около 500 года н. э. липкий рисовый суп смешивали с гашёной известью, чтобы получить композитный (неорганически-органический) рисовый раствор, обладающий большей прочностью и водостойкостью, чем известковый раствор[16][17].

Полимерцементный раствор[править | править код]

Полимерцементные растворы (ПЦР) — материалы, изготавливаемые путём частичной замены цементно-гидратных вяжущих из обычного цементного раствора на полимеры. Полимерные примеси включают латексы или эмульсии, редиспергируемые полимерные порошки, водорастворимые полимеры, жидкие термореактивные смолы и мономеры. Они имеют низкую проницаемость и снижает вероятность возникновения трещин при усадке, в основном предназначены для ремонта бетонных конструкций.

Известковый раствор[править | править код]

Скорость схватывания может быть увеличена путём использования неоднородного известняка в печи[en] для образования гидравлической извести, которая будет при контакте с водой. Такая известь хранится в виде сухого порошка. Альтернативно, к смеси раствора может быть добавлен пуццолановый материал, такой как кальцинированная глина или кирпичная пыль. Добавление пуццоланового материала делает раствор достаточно быстрым в результате реакции с водой.

Было бы проблематично использовать портландцементные растворы для ремонта старых зданий, первоначально построенных с использованием известкового раствора. Известковый раствор мягче цементного раствора, что позволяет кирпичной кладке с определённой степенью гибкости адаптироваться к изменяющимся грунтам или другим изменяющимся условиям. Цементный раствор сложнее и обеспечивает небольшую гибкость. Контраст может привести к растрескиванию кирпичной кладки там, где в одной стене присутствуют два раствора.

Известковый раствор считается воздухопроницаемым, поскольку он позволяет влаге свободно перемещаться и испаряться с поверхности. В старых зданиях со стенами, которые со временем сдвигаются, можно обнаружить трещины, которые пропускают дождевую воду в конструкцию. Известковый раствор позволяет этой влаге выходить за счёт испарения и сохраняет стену сухой. Переориентация или штукатурка без драни старой стены с цементным раствором останавливает испарение и может вызвать проблемы, связанные с влагой позади цемента.

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[18][19][20][21].

Возможность использовать радиоуглеродное датирование в качестве инструмента для датирования в растворах была введена ещё в 1960-х годах, вскоре после создания этого метода (J. Delibrias и G. Labeyrie, 1964; Stuiver и Smith, 1965; Folk R. L. и Valastro S., 1976). Самые первые данные предоставили van Strydonck M. и другие (1983), Heinemeier J. и другие (1997), Ringbom A. и Remmer (1995). Затем методологический аспект был разработан различными группами (международной группой, возглавляемой Академией Або, и командами из лабораторий CIRCE, CIRCe, ETHZ, Познань, RICH и лаборатории Миланского университета Бикокка. Для оценки различных методов антропогенной экстракции углерода для радиоуглеродного датирования, а также для сравнения различных методов датирования, то есть радиоуглеродное и оптически стимулированное свечение[en], было проведено и опубликовано первое сопоставительное исследование (MODIS) в 2017 году[22][19].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Сноски
  1. 1 2 3 ГОСТ 31189-2015, 2015, Раздел 4 «Термины и определения», с. 8.
  2. 1 2 3 4 Материаловедение, 2010, 2.3.2. Свойства растворных смесей, с. 84—85.
  3. 1 2 3 4 ГОСТ 28013-98, 1999, с. 4—5.
  4. 1 2 3 4 5 6 ГОСТ 31189-2015, 2015, Раздел «Классификация», с. 8.
  5. 1 2 3 Каменщик, 2003, Глава 6 «Строительные растворы и бетоны», § «Строительные растворы», с. 60—62.
  6. Материаловедение, 2010, 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, 1999, с. 9.
  8. 1 2 3 Каменщик, 2003, Глава 20. «Печи и дымовые трубы» П. «Приготовление растворов для кладки и оштукатуривания печей», с. 340—342.
  9. 1 2 ГОСТ 28013-98, 1999, с. 5—6.
  10. 1 2 3 4 Каменщик, 2003, Глава 5 «Вяжущие вещества», § «Характеристики вяжущих материалов», с. 41—43.
  11. 1 2 ГОСТ 28013-98, 1999, с. 8.
  12. СП 70.13330.2012, 2013, Приложение Т (справочное). Вяжущие для кладочных строительных растворов и их составы.
  13. ГОСТ 28013-98, 1999, с. 9—10.
  14. 1 2 Пособие к СНиП II-22-81, 1985, Растворы строительные для каменных кладок и монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен, с. 6.
  15. СП 70.13330.2012, 2013, Приложение У (справочное). Противоморозные и пластифицирующие добавки в растворы, условия их применения и ожидаемая прочность раствора.
  16. СП 70.13330.2012, 2013, Приложение У (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 5802-86
  6. ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
  7. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия.
  8. Ancient Bricks. Aurangzeb Khan. Дата обращения: 16 февраля 2013.
  9. «Introduction to Mortars» Cemex Corporation (недоступная ссылка). Дата обращения: 23 октября 2019. Архивировано 25 мая 2013 года.
  10. Egypt: Egypt's Ancient, Small, Southern, Step Pyramids. Touregypt.net (21 июня 2011). Дата обращения: 3 ноября 2012.
  11. 1 2 HCIA — 2004 (недоступная ссылка). Hcia.gr. Дата обращения: 3 ноября 2012. Архивировано 9 февраля 2012 года.
  12. O. P. Jaggi, History of science and technology in India, Vol. 1, Atma Ram[en], 1969, <https://books.google.com/books?id=Qm3NAAAAMAAJ> 
  13. 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> 
  14. Archived copy (англ.) (PDF(недоступная ссылка). www.iwaponline.com. Дата обращения: 4 января 2008. Архивировано 5 марта 2009 года.
  15. American Scientist Online. Americanscientist.org. Дата обращения: 3 ноября 2012.
  16. Revealing the Ancient Chinese Secret of Sticky Rice Mortar. Science Daily. Дата обращения: 23 июня 2010.
  17. Yang Fuwei, Zhang Bingjian, Ma Qinglin. Изучение технологии приготовления липкого рисово-известкового раствора для восстановления исторического каменного строительства (англ.) = Study of Sticky Rice−Lime Mortar Technology for the Restoration of Historical Masonry Construction // Accounts of Chemical Research (англ.) : journal. — 2010. — Vol. 43. — P. 936—944. — doi:10.1021/ar9001944.
  18. Folk R. L., Valastro S. Dating of lime mortar by 14C. — Berger R., Suess H.. — Proceedings of the Ninth International Conference: Berkeley: University of California Press[en], 1979. — С. 721—730.
  19. 1 2 Hayen R., Van Strydonck M., Fontaine L. et al. Mortar dating methodology: intercomparison of available methods (англ.) // Radiocarbon[en] : journal. — 2017. — Vol. 59, no. 6.
  20. Hayen R., Van Strydonck M., Boaretto E. et al. Absolute dating of mortars — integrating chemical and physical techniques to characterize and select the mortar samples (англ.). — Proceedings of the 4th Historic Mortars Conference — HMC2016, 2016. — P. 656—667.
  21. Dating Ancient Mortar (англ.) (PDF). www.americanscientist.org. American Scientist[en] (2003). — Vol. 91(2). P. 130—137. Дата обращения: 24 ноября 2019.
  22. Hajdas I., Lindroos A., Heinemeier J. et al. Preparation and dating of mortar samples — Mortar Dating Inter-comparison Study (MODIS) (англ.) // Radiocarbon[en] : journal. — 2017. — Vol. 59, no. 6.

Литература[править | править код]

Нормативная Литература[править | править код]

Свод правил
  • СП 70.13330.2012 // Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87. — М., 2013.
ГОСТ
  • ГОСТ 28013-98 // Растворы строительные. Общие технические условия. — М., 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.
  • Журавлёв И. П., Лапшин П. А. Каменщик / Э. Юсупянц. — 2-е. — Ростов н/Д: «Феникс», 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.: Academia, 2010. — 304 с. — (Учебная литература для профессионального образования). — 4000 экз. — ISBN 987-5-7695-6749-0.

Энциклопедии[править | править код]

Ссылки[править | править код]