Сухие строительные смеси в современном строительстве

Сухая строительная смесь (ССС) – смесь вяжущих, заполните­лей, наполнителей и добавок – при перемешивании с водой образу­ет растворную смесь, способную с течением времени к самопроиз­вольному затвердеванию с образованием искусственного камня.

Принципиальное отличие ССС от традиционных растворных сме­сей заключается в наличии в составе ССС комплекса модифицирую­щих добавок, придающих особые свойства как растворным смесям в процессе применения, так и затвердевшим растворам в процессе эксплуатации: сохранение связности и эластичности во времени даже при нанесении на пористое основание, повышение предела прочнос­ти на растяжение и понижение модуля упругости, что обеспечивает повышенную усадочную и температурную трещиностойкость, повы­шенное сцепление с основанием, в т.ч. не пористым и др.

Модифи­цирование позволяет применять ССС для выполнения специальных видов декоративной, в т.ч. тонкослойной, отделки. Затвердевшие растворы, полученные из ССС, характеризуются показателями качества в зависимости от назначения смеси. Адгезия клеев к различным основаниям составляет от 0,2 до 2,5 МПа.

В качестве заполнителей в составе ССС используются фракционированные пески с размером частиц, в зависимости от назначения ССС, от 0,315 до 5 мм. В качестве наполнителей применяют дисперсные материалы (менее 0,16 мм): карбонатную (мраморную) муку и т.п. Основное назначение водоудерживающих добавок – предотвратить потерю воды смесью при нанесении ее на пористое основание в течение времени, достаточного для выполнения операций по разравниванию смеси и др. Это свойство зависит как от дозировки, так и типа добавки.

В качестве водоудерживающих добавок в составе ССС применя­ются производные метилцеллюлозы либо эфиров крахмала, которые, помимо водоудерживающей способности, могут обеспечивать “загу­щение” смеси, придавая ей связность и эластичность.

Дозировка водоудерживающей добавки составляет от 0,05% до 0,4% от массы ССС (в технологии ССС принято указывать дозиров­ку модифицирующих добавок в % от массы минеральных компонен­тов ССС) в зависимости от вида смеси.

В качестве суперпластификаторов используют в сухом виде соединения на основе нафталинформальдегида (СП-1, С-3), меламинформальдегида (Melment), поликарбоксилатов (Melflux). Дозировка в зависимости от вида суперпластификатора и типа ССС составляет от 0,1% до 1,2% массы ССС.

Заметные количества модифицированных сухих строительных смесей (ССС) в России стали доступны с середины 90-х годов про­шлого века. За прошедшее десятилетие эти материалы прочно вошли в практику строительства.

Производство ССС в России быстро растет (рис. 2).

Рис. 2. Производство ССС в России

Большая часть выпуска приходится на смеси на цементном вяжущем (рис. 3), не меньше трети объема производства составля­ют гипсовые смеси. Смеси на полимерных вя­жущих выпускаются в небольших количествах.

Рис. 3. Доли ССС на различных вяжущих

Бетоны

Бетон - искусственный каменный компози­ционный материал, получаемый при затвердевании рационально подобранной смеси из вяжущего вещества, воды, заполнителей и в ряде случаев специальных добавок. До затвердевания эта смесь называется бетонной. Заполнители и вода составляют 85-90% массы бетона, вяжу­щее-10-15%.

Бетоны можно классифицировать по ряду признаков.

По средней плотности различают бетоны особо тяжелые - со средней плотностью более 2500 кг/м³, изготовляемые с применением тяжелых заполнителей (магнетита, барита, чугунного скрапа и др.). Такие бетоны применяются для изготовления специальных защитных конструкций; тяжелые - со средней плотностью 2200-2500 кг/м³ на песке, щебне или гравии из тяжелых горных пород. Их используют во всех несущих конструкциях; облегченные- со средней плотностью 1800-2200 кг/м³, применяемые преимущественно в несущих конструкциях легкие - со средней плотностью 500-1800 кг/м³. К ним относятся легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях, ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плотном или пористом заполнителе; особо легкие(ячеистые и на пористых заполнителях) - с плотностью менее 500 кг/м³, используемые для теплоизоляции.

По виду вяжущего различают бетоны цементные (наиболее распространенные), шлаковые, известковые, смешанные силикатные (цементно-известковые, известково-шлаковые и др.), силикатные, гипсовые, шлакощелочные. асфальтобетонные, полимербетонные и др.

По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих особым требованиям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и др.).

По назначению бетоны подразделяют на конструкционные и специальные. Конструкционные применяют для изготовления несущих и ограждающих строительных конструкций. Основным показателем качества этих бетонов является прочность. В зависимости от конкретных условий эксплуатации к ним могут также предъявлять дополнительные требования по водонепроницаемости, морозостойкости, коррозионной стойкости и т.д.

Специальные бетоны предназначены для работы в особых условиях. Так, жаростойкие бетоны применяют для защиты конструкций при температуре выше 800°С; химически стойкие - в условиях действия агрессивных сред; радиационно-стойкие - для защиты от воздействия радиационных излучений; теплоизоляционные - для тепловой изоляции помещений, оборудования и т.п.

На макроуровне бетон состоит из зерен крупного заполнителя и мат­рицы, представленной цементно-песчаным раствором. Уровень мезоструктуры включает мелкий заполнитель и матрицу из гидратированного цемента.

На микроуровне бетон состоит из продуктов гидратации цемента (портландита, эттрингита, гидросиликатов кальция, гелеобразной фазы) и его негидратированных зерен, пор и воды, заполняющей поры.

Одной из важных характеристик бетона является его поровая струк­тура, или поровое пространство, определяемое как объем не заполнен­ный твердой фазой. Поровая структура бетона формируется с момента затворения сухой смеси водой до ее затвердевания и получения искусственного конгло­мерата.