СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Кроме обычных штукатурных и кладочных растворов в строитель­стве используют много разнообразных растворов специального назна­чения: гидроизоляционных, теплоизоляционных, акустических, рентгенозащитных, кислотоупорных и т. п. Каждый из таких растворов является штукатурным раствором, выполняющим еще одну специаль-

ную функцию. Такие растворы используют ,аля покрытия поверхностей специальных сооружений: хранилищ, отстойников, тоннелей и т. п.

Гидроизоляционные растворы— это, как правило, жирные цемен­тные растворы (состава 1 : 1...1 : 3), приготовленные на специальных цементах или с добавками, снижающими до минимума капиллярную пористость и (или) придающими гидрофобные свойства растворам.

Растворы на расширяющихся и напрягающих (НЦ) цементах — наи­более распространенный простой по составу и надежный вид гидро­изоляционных растворов. Минимальная пористость раствора дости­гается за счет эффекта расширения твердеющего цемента и связывания цементом большого количества воды затворения (см. § 8.12). При этом расширение и уплотнение цементного камня идет тем интенсивнее, чем больше на него действует вода из окружающей среды.

Растворы на жидком стекле дают не только водонепроницаемые, но и непроницаемые для нефтепродуктов покрытия. Чтобы получить водонепроницаемый раствор, жидкое стекло разводят в воде и этим составом затворяют сухую цементно-песчаную смесь. Затвердевая, жидкое стекло образует на поверхности штукатурного слоя водонеп­роницаемую пленку. Однако эта пленка может разрушаться под дей­ствием углекислого газа, содержащегося в воздухе, поэтому накрывку обычно выполняют жирным цементным раствором и поверхность железнят (посыпают сухим цементом и заглаживают).

Растворы с жидким стеклом схватываются уже через 1...2 мин после их затворения. Схватывание происходит тем быстрее, чем больше в растворе жидкого стекла. Поэтому приготовлять раствор надо малыми порциями, сразу же их используя. Быстрое схватывание растворов на жидком стекле позволяет заделывать ими такие трещины, из которых сочится вода.

Водонепроницаемые штукатурки получают также из растворных смесей с алюминатом натрия (Na₂O • А1₂О₃). Эти растворы используют реже, чем растворы на жидком стекле, так как они раздражающе действуют на кожу и слизистые оболочки. Растворы с алюминатом натрия применяют для заделки трещин в бетоне, через которые про­сачивается вода, для устройства водонепроницаемых штукатурок по сырым, невысыхающим поверхностям бетона и каменной кладки, а также для устройства водонепроницаемых цементных стяжек в сануз­лах.

Для приготовления штукатурных растворов сухую цементно-пес­чаную смесь состава 1: (2...3) затворяют 2...3 %-ным раствором алю­мината натрия. Растворы эти приготовляют на портландцементе марки 400...500.

Растворы с органическими добавками. К таким растворам относятся полимерцементные растворы, содержащие 10... 15 % (в пересчете на сухое вещество) водных дисперсий полимеров (поливинилацетата,

синтетических каучуков, акриловых полимеров и др.). Такие растворы имеют высокую адгезию к любым основаниям и низкую проницаемость для воды, нефтепродуктов и других жидкостей.

Предшественником полимерцементных растворов были церезито-вые растворы. Церезит представляет собой водную дисперсию смета-нообразной консистенции (концентрации 30...40 %), получаемую из олеиновой кислоты, извести и водного раствора сернокислого аммо­ния. В раствор церезит вводят в виде церезитового молока (1 масс. ч. церезита на 10 масс. ч. воды). Церезит используют с жирными цемен­тными растворами, в которых он заполняет поры и придает ему гидрофобные свойства. Церезитовые растворы используют не позднее чем через 1 ч после их приготовления. Недостаток церезитовых рас­творов — пониженные адгезионные свойства.

Аналогичные растворы могут быть получены добавкой битумных эмульсий и паст в растворные смеси на основе цементных вяжущих.

Гидрофобизированныерастворы получают, вводя в состав растворной смеси кремнийорганические полимерные продукты (например ГКЖ-94).

Растворы для оштукатуривания печей.Кирпичные печи в большин­стве случаев оштукатуривают глиняными растворами. Состав этих растворов зависит от жирности глины. Так, для глины средней жир­ности оптимальный состав раствора 1: 2.

Лучшие результаты дают смешанные растворы с добавкой асбеста; например, глиноизвестковые или глиноцементные состава 1:1:2с добавкой 0,1 ч асбеста. При составлении таких растворов асбест перемешивают с песком или с цементно-песчаной смесью. Затворяют смесь глиняным или известковым молоком.

Теплоизоляционные растворыполучают, используя в качестве за­полнителя пористые материалы (вспученный перлит, керамзитовый песок, опилки и т. п.). Составы и способы их приготовления не отличаются от составов и способов приготовления растворов с песча­ным заполнителем; обычно несколько увеличивается время перемеши­вания.

Акустические растворы.Чтобы снизить шумы в помещениях, на­пример, радиостудиях, их стены оштукатуривают акустическими рас­творами (см. § 17.4). Для этого применяют легкие растворы плотностью 600... 1200 кг/м³, заполнителем в которых служат пористые пески крупностью 3...5 мм, получаемые из пемзы, шлаков, вспученного перлита, керамзита и др. Так, например, производят сухие гипсопер-литовые смеси для устройства теплоизоляционных и акустических штукатурок. В состав таких смесей входят песок из вспученного перлита, гипс и замедлитель схватывания.

Огнезащитные растворыимеют состав, аналогичный акустическим и теплоизоляционным растворам, но с добавлением асбеста или ми-

нераловатных гранул. В качестве связующего рекомендуется гипсовое вяжущее.

Рентгенозащитные растворы.Это тяжелые растворы с плотностью более 2200' кг/м³, применяемые для оштукатуривания рентгеновских кабинетов и помещений, в которых ведутся работы, связанные с рентгеновским или у-излучением. Такая штукатурка заменяет обшивку свинцовыми листами. В качестве вяжущих материалов используется портландцемент или шлакопортландцемент и специальные тяжелые заполнители — барит, железные руды — магнезит, лимонит и т, п. в виде песка и пыли крупностью не более 1,25 мм. Состав раствора и толщина штукатурного слоя зависят от мощности излучения и в каждом отдельном случае указывают в проекте. Удобоукладываемость и адге­зионные свойства баритового раствора улучшают добавкой полимер­ных дисперсий. Может быть рекомендован такой состав баритового раствора (масс, ч.): молотый баритовый концентрат — 4; быстротвер-деющий портландцемент— 1; поливинилацетатная дисперсия — 0,1; вода — до требуемой подвижности.

Рентгенозащитные растворы по своим свойствам близки к обыч­ным штукатуркам, но схватываются медленнее и имеют значительно большую среднюю плотность. В связи с этим штукатурный намет может сползать, поэтому наносят такие растворы тонкими слоями 4...6 мм.

Кислотоупорные растворы.Это растворы на кислотоупорном жид-костекольном вяжущем, применяемые для устройства антикоррозион­ных покрытий конструкций, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию кислот.

В качестве вяжущего в этих растворах применяют жидкое стекло: натриевое с силикатным модулем 2,4...2,8 и плотностью 1,38... 1,40 г/см³ и калиевое с силикатным модулем З...3,2 и плотностью 1,30...1,32 г/см³ (см. § 8.5). Заполнителем служит природный кварцевый песок или искусственный песок, получаемый дроблением кислотостойких горных пород (андезита, бештаунита, гранита), смесь молотых диабазового литья (80 %) и природного базальта (20 %) или молотого боя керами­ческих изделий. Предел прочности на сжатие природного камня, применяемого для изготовления песка, должен быть не менее 80 МПа, а водопоглощение — не более 2 %. В песке не должно быть глинистых примесей, зерен карбонатных пород и примесей органических веществ.

В кислотоупорные растворы кроме песка вводят Тонкомолотый наполнитель — порошок из кислотостойких пород (андезита, диабаза). В наполнителе должно быть не менее 70 % зерен размером до 0,075 мм.

В качестве отвердителя растворов на жидком стекле применяют мелко измельченный кремнефтористый натрий, в количестве около 15 % от массы жидкого стекла.

Для повышения водостойкости используют специальные тонкомо­лотые добавки, содержащие реакционноспособный кремнезем — си-ликагель, опал, кремень, халцедон, диатомит, трепел. Содержание SiO₂ в добавках — 84...97 %, при этом активного (способного растворяться в щелочах и взаимодействовать с известью, увеличиваясь в объеме) кремнезема должно быть 5...22 %.

Для повышения непроницаемости кислотоупорных растворов при­меняют полимерные добавки, например фуриловый спирт.

Приготовляют кислотоупорные растворы непосредственно на объ­екте при температуре не ниже 10° С в специально отведенных для этой цели растворосмесителях. Все составляющие кислотоупорных раство­ров дозируют обязательно по массе, жидкое стекло можно дозировать по объему, но с учетом его плотности. В смеситель сначала загружают сухие составляющие (песок, смесь тонкомолотого наполнителя и при необходимости добавку активного кремнезема) и перемешивают их в течение 3...4 мин. Затем загружают жидкое стекло или его смесь с добавками и перемешивают состав дополнительно в течение 3...5 мин.

Готовая кислотоупорная смесь должна быть однородной, подвиж­ностью 2...5 см. Добавлять в готовый замес жидкое стекло, воду или наполнитель не разрешается.

Приготовляют растворную смесь в таком количестве, которое может быть израсходовано не более чем за 40 мин. Если смесь загустевает до истечения 40 мин, это говорит об избытке кремнефто-ристого натрия и в следующих замесах его долю надо несколько уменьшить. Лучше всего заблаговременно приготовлять сухую смесь, которую можно хранить до трех суток. По мере надобности ее засыпают в смеситель с жидким стеклом в нужной пропорции.

Приготовление кислотоупорных растворов и работа с ними требуют соблюдения специальных мер безопасности. К этим работам допуска­ются только рабочие, обученные безопасным приемам работы и обес­печенные защитной одеждой, очками, респираторами, брезентовыми рукавицами.

Хранят жидкое стекло и кремнефтористый натрий в емкостях с плотно закрывающимися крышками.

При приготовлении сухой смеси следует по возможности избегать пыления кремнефтористого натрия. Если на кожу попадут брызги жидкого стекла, кремнефтористого натрия, фурилового спирта, эти места тщательно промывают водой.

Контрольные вопросы

1. Что называют строительными растворами? 2. Как достигают необходимой удобо-укладываемости и водоудерживающей способности растворной смеси? 4. В чем заклю­чается смысл смешанных растворов? 5. Области применения строительных растворов. 6. Какие виды декоративных растворов вы знаете?

ГЛАВА 12. БЕТОНЫ 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в резуль­тате формования и затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь, состоящую из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.).

Бетон состоит из большого количества зерен заполнителя (до 80...85 % объема), связанных затвердевшим вяжущим веществом (рис. 12.1). Так как в качестве заполнителей применяют дешевые природные матери­алы или отходы промышленности, бетон экономически весьма эффек­тивный материал.

Бетон известен давно. В Древнем Риме, например, из бетона на извести был построен ряд сложных инженерных сооружений. Сущест­вует мнение, что блоки внутренней части египетских пирамид также изготовлены из бетона, вяжущим в котором служила известь. Широкое применение бетона начинается после освоения промышленного про­изводства портландцемента. Современное строительство немыслимо без бетона — бетон стал основным строительным материалом. Это объясняется его экономичностью, технологичностью и доступностью основных сырьевых материалов.

Бетонная смесь представляет собой пластично-вязкую массу, срав­нительно легко принимающую любую форму и затем самопроизвольно переходящую в камневидное состояние. Таким образом легко получают каменные конструкции и изделия любой заданной формы.

В наше время получают бетоны с самыми разнообразными физи­ко-механическими свойствами. Помимо обычного тяжелого бетона,

производят легкий бетон плотностью мень­шей, чем у кирпича. Такой бетон обладает хорошими теплоизолирующими свойства­ми и применяется для возведения стен жилых и промышленных зданий. И наобо­рот, при строительстве ядерных установок, например атомных электростанций, для за­щиты от ионизирующего излучения при­меняют особо тяжелые бетоны, плотность которых в 1,5...2 раза больше плотности гранита.

Прочность бетонов достигает 100 МПа, и для конструкционных бетонов предел

трочности служит основной характеристикой. Бетон —огнестойкий материал. В настоящее время получены бетоны, стойкие к самым разнообразным агрессивным воздействиям, и в том числе жароупорные бетоны, способные работать при температуре свыше 1000° С. При сочетании бетона и стали получается композиционный материал с еще более совершенными свойствами — железобетон.

По плотности бетоны делят на особо тяжелые (плотность более 2500 кг/м³), тяжелые обыкновенные (2200...2500 кг/м³), облегченные (1800...2200 кг/м³), легкие (500...1800 кг/м³), особо легкие теплоизоля­ционные (500 кг/м³).

По виду вяжущего бетоны подразделяют на бетоны на неорганиче­ских и органических вяжущих. К бетонам на неорганических вяжущих относятся цементные (вяжущее — портландцемент и его разновидно­сти), силикатные (известково-кремнеземистое вяжущее), гипсовые (гипсовые вяжущие); к бетонам на органических вяжущих: асфальто­бетон (на битуме) и полимербетон (на синтетических смолах).

По структуре различают бетоны со слитной структурой, ячеистые и крупнопористые бетоны. Чаще других используются бетоны со слитной структурой — это обычный тяжелый бетон и легкие бетоны на пористых заполнителях. Легкие и особо легкие бетоны можно получить вспенивая тесто вяжущего — так получают бетоны ячеистой структуры (с равномерно распределенными порами размером 0,2...2 мм). Бетоны крупнопористой структуры, также относящиеся к легким бетонам, получают исключая из состава бетона мелкий заполнитель и скрепляя зерна крупного заполнителя вяжущим веществом.

Бетоны — главнейший строительный материал. В нем сочета­ются очень важные для строительства свойства: большая сырьевая база (до 85 % объема бетона — заполнители); простота технологии и достаточно высокие физико-механические свойства.

Наиболее распространен тяжелый цементный бетон. Ниже мы рассмотрим свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона на при­мере тяжелого цементного бетона и будем называть его просто бетон.