Тема 9. БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ

1. Класифікація будівельних розчинів.

2. Склад розчинів та матеріали для них.

3. Властивості розчинової суміші.

4. Призначення розчинів, їх властивості; залежність складу від призначення.

Будівельні розчини – затверділа суміш в’яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску), води. Розчини нагадують дрібнозернисті бетони.

Класифікація будівельних розчинів

За середньою густиною у сухому стані: важкі, r³ 1500 кг/м³;

легкі, r< 1500 кг/м³.

За видом в’яжучої речовини: цементні, вапняні, гіпсові, мішані.

За призначенням: мурувальні (для кам’яного будівництва та кладки стін з різних каменів та крупних елементів); монтажні (для заповнення швів між великими елементами під час монтажу будівель з готових збірних конструкцій); опоряджувальні (для штукатурки); спеціальні - з особливими властивостями (акустичні, рентгенозахисні, тампонажні та ін.).

За фізико-механічними властивостями: за міцністю при стиску марки М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200; за морозостійкістю 9 марок від F10 до F300 (характеризують довговічність розчину).

Склад розчину

Склад розчину позначають відношенням між компонентами у сухому стані за масою чи об’ємом. Витрата в’яжучого становить 1. Прості розчини містять цемент та пісок (наприклад, у співвідношенні 1 : 6), мішані включають цемент, вапно (глину), пісок (наприклад, 1 : 0,45 : 5).

В’яжуча речовина – цемент, вапно, гіпс, цемент + вапно тощо.

Дрібний заповнювач – для важких розчинів – кварцові піски, польовошпатні піски; для легких розчинів – туфові піски, черепашкові піски, шлакові піски.

Пластифікуючі мінеральні та органічні добавки (вапняне чи глиняне тісто, діатоміт, трепел, опока, мелені шлаки, золи ТЕС) – для зниження розшарованості, збільшення водоутримувальної здатності, для покращення легковкладальності.

Поверхнево активні речовини застосовують для збільшення пластичності розчину, зниження витрати води, підвищення морозостійкості, зниження водопоглинання, зниження усадки розчину – омилений деревний пек, каніфольне масло, милонафт, гідролізована кров.

Прискорювачі твердіння (хлорид кальцію, хлорид натрію, хлорне вапно) застосовують у розчинах для зимового будівництва. Вони знижують температуру замерзання суміші.

Сповільнювачі тужавлення вводять при транспортуванні для зберігання розчину і запобіганню передчасному тужавленню.

Приготування розчинів відбувається у централізованому порядку на бетонних заводах чи вузлах, включає процеси дозування, перемішування. Перевозять у автоцистернах з автозавантажуванням, на автосамоскидах у вигляді сухих сумішей чи готових розчинів певної консистенції марки, якості.

Властивості будівельних розчинів

Рухливість розчинової суміші – це її здатність розтікатися під дією власної ваги чи зовнішніх сил. Ступінь рухливості розчинової суміші визначається глибиною занурення стандартного металевого конуса масою 300 г, з кутом при вершині 30⁰. Будівельні розчини для мурування, штукатурних робіт мають рухливість 6 – 10 см, для бутової кладки – 4 – 6 см. Рухливість розчинової суміші залежить від вмісту води, яка не повинна перевищувати межі, при якій може відбутися розшарування суміші.

Легкоукладальність розчинової суміші – це здатність її легко, з мінімальними затратами енергії вкладатись на основі тонким рівномірним шаром, який міцно зчеплюється з поверхнею основи. Залежить від ступеня рухливості і водоутримувальної здатності.

Водоутримувальна здатність це властивість розчинової суміші не розшаровуватися під час транспортування, зберігати достатню вологість у тонкому шарі на пористій основі.

Міцність затверділого розчину залежить від активності в’яжучої речовини, цементно-водного відношення. Для розчинів на портландцементі міцність розраховується за формулою

,

де R_ц – активність цементу, МПа;

Ц – витрата цементу, т/м³;

В – витрата води, м³.

Цю формулу застосовують для розчинів, вкладених на щільну основу (якщо на пористу, то вода всмоктується і розчин ущільнюється, міцність тоді зросте в 1,5 рази).

Міцність розчину на 28-у добу після твердіння визначають за формулою:

,

де к – коефіцієнт, що залежить від якості піску:

·        для дрібного піску к = 1,4;

·        для середнього к = 1,8;

·        для крупного к = 2,2.

Міцність мішаних розчинів залежить від добавок – вапна, глини, інших тонкомелених мінеральних речовин. Міцність характеризується маркою, що визначається границею міцності при стиску зразків розмірами 7,07 ´ 7,07 ´ 7,07 см при температурі 15 – 25⁰С. Зразки виготовляють на водовідштовхувальній основі. При температурі до 10⁰С міцність розчину наростає значно повільніше.

Для зведення зовнішніх стін з каменю застосовують змішані розчини (цементно-вапняні, цементно-глиняні) марок М10, М25, М50; для кладки перемичок, простінків, карнизів, стовпів – М100; для виготовлення віброцегляних панелей – М75, М100, М150.

Морозостійкість характеризується числом циклів навперемінного заморожування і відтавання зразків-кубів розмірами 7,07 ´ 7,07 ´ 7,07 см у насиченому водою стані з втратою маси до 5% і зниженням міцності до 25%. Для зведення стін, зовнішньої штукатурки застосовують розчини марок за морозостійкістю F10, 15, 25, 35, 50, для приміщень з вологими режимами експлуатації F100, 150, 200, 300.

Види розчинів

Мурувальні та монтажні розчини

На основі портландцементу і шлакопортландцементу (цемент + вода + пісок) мають високу міцність, хімічну стійкість:

·        для монтажу стін з панелей, блоків;

·        для виготовлення віброцегляних панелей;

·        для підземної кладки;

·        для мурування нижче гідроізоляційного шару, коли ґрунт насичений водою;

·        для звичайної кладки на основі розчинів високих марок;

·        для мурування методом заморожування.

На основі вапна, глини (цемент + вапняне чи глиняне тісто + пісок + вода) мають високу пластичність, легкоукладальність, добре зчеплюються з поверхнею, дають малу усадку, довговічні, але повільно тверднуть.

Застосовують:

·        для конструкцій, що працюють у надземних частинах будівель.

На основі вапна і місцевих в’яжучих (вапняно-шлакових, вапняно-пуцоланових) мають високу легкоукладальність, міцність, морозостійкість:

·        для малоповерхового будівництва;

·        для зведення підземних і надземних частин будівель невисокої поверховості.

На пуцоланових і сульфатостійких портландцементах

·        для конструкцій, які працюють в умовах агресивних середовищ, стічних вод тощо.

Для надання потрібної рухливості та водоутримувальної здатності до розчинових сумішей додають пластифікатори: вапняне чи глиняне тісто. При веденні робіт в зимовий час вводять хімічні протиморозні добавки для зниження температури замерзання розчину і прискорення набирання ним міцності – поташ (10 – 15% маси води), нітрит натрію (5 – 10% маси води).

Для легких розчинів з підвищеною теплоізоляцією кладки як заповнювач використовують шлак, пемзу, туфи.

Опоряджувальні розчини

Ці розчини готують на цементних, цементно-вапняних, вапняних, вапняно-гіпсових, гіпсових в’яжучих. Вони поділяються на розчини для зовнішніх та внутрішніх штукатурок.

Зовнішня штукатурка виступаючих частин будівлі (цоколі, пояски, карнизи тощо), де властиве постійне зволоження, виконується на цементних, цементно-вапняних розчинах на портландцементі. Для заводського оздоблення лицьових поверхонь стінових панелей, блоків застосовують декоративні кольорові розчини на портландцементі. Для опорядження фасадів, виготовлення елементів декору застосовують вапняно-цементні розчини.

Для внутрішнього опорядження кам’яних, бетонних стін при вологості до 60% застосовують цементно-вапняні розчини, а для дерев’яних, гіпсових конструкцій – вапняно-гіпсові розчини.

Спеціальні розчини

Розчини для заповнення швів між елементами збірних залізобетонних конструкцій, рухливість їх 7 – 8 см, марка М100 і вище, на портландцементі і кварцовому піску. При наявності закладних деталей та арматури прискорювач твердіння – хлорид кальцію, що викликає корозію металу, не застосовується.

Ін’єкційні розчини, марок М300 і вище, застосовують для заповнення каналів попередньо напружених конструкцій. Компоненти – кварцовий пісок, цемент марки не нижче М400.

Гідроізоляційні розчини виготовляють на цементах марки М400 і вище або на водонепроникних розширних цементах складу 1 : 2,5; 1 : 3,5.

Тампонажні розчини застосовують для тампонування нафтових свердловин, у тунелебудуванні. Вони повинні мати високу однорідність, водостійкість, рухливість. В’яжучі – тампонажний портландцемент, шлакопортландцемент (в агресивних водах), пуцолановий чи сульфатостійкий портландцемент. Густина 1650 – 2000 кг/м³, марки 25 – 100.

Акустичні розчини застосовують для зниження шумів у вигляді звукопоглинальної штукатурки. Їх густина 600 – 1200 кг/м³, висока пористість. В’яжучі – портландцемент, шлакопортландцемент, вапно, гіпс, каустичний магнезит. Заповнювачі – пемза, шлак, керамзит, перліт.

Рентгенозахисні розчини використовують для штукатурки стін і підлог рентген-кабінетів. Їх густина понад 2200 кг/м³. В’яжучі – портландцемент, шлакопортландцемент. Заповнювачі – барит та інші важкі породи у вигляді пісків. Добавки - речовини, що містять елементи – водень, літій, кадмій, бор.

Розчини для підлог найчастіше мають рухливість 11 – 13 см. Їх застосовують у самовирівнюючих сумішах, а також для кладки бруківки, мозаїки, плитки, клінкеру. Металоцементні розчини для підлог включають знежирену сталеву стружку, цемент, воду; їх марка М500 і вище. Для влаштування підполу застосовують цементно-тирсові розчини. Склад – портландцемент, пісок, деревна тирса. Полімерцементні розчини – цемент + дрібний заповнювач + вода + дисперсний полімер; застосовують їх для непроникності підлог щодо води, масел, нафтопродуктів, агресивних середовищ.

Запитання для самоконтролю:

1.     Що називають будівельним розчином?

2.     За якими ознаками класифікують будівельні розчини?

3.     Які марки будівельних розчинів Вам відомі? Що означає марка?

4.     Який склад будівельних розчинів?

5.     Що Ви знаєте про рухливість розчинової суміші?

6.     Які є види розчинів?

7.     Що входить до складу мурувального розчину?

8.     Чим опоряджувальні розчини відрізняються від мурувальних?

9.     Де застосовують ін’єкційні розчини?

10. Де застосовують тампонажні розчини?

11. Де застосовують акустичні розчини?