известковые - для поверхностей внутренних каменных или бетонных стен и перегородок;
известково-гипсовые и гипсовые с добавлением наполнителя - для гипсовых перегородок.
Штукатурные растворы должны иметь хорошее сцепление с оштукатуриваемой поверхностью как после твердения, так и в момент нанесения. Последнее обеспечивается правильным составом растворной смеси и правильно выбранной подвижностью. В таком случае благодаря тиксотропным свойствам смеси она легко наносится и хорошо удерживается на вертикальных и потолочных поверхностях.
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 специальную функцию. Такие растворы используют для 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 связывание цементом большого количества воды затворения. При это 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-ПВА, синтетических каучуков, акриловых полимеров и др.). Такие растворы имеют высокую адгезию к любым основаниям и низкую проницаемость для воды, нефтепродуктов и других жидкостей.
Гидрофобизированные растворы 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 1:1:2 с 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 растворы получают, 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. 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 гипсоперлитовые смеси для устройства теплоизоляционных и акустических штукатурок. В состав таких смесей входят песок из вспученного перлита, гипс и замедлитель схватывания.
Огнезащитные растворы имеют состав, аналогичный акустическим и теплоизоляционным растворам, но с добавлением асбеста или минераловатных гранул. В качестве связующего рекомендуется гипсовое вяжущее.
Ренттенозащитные растворы. Это тяжелые растворы с плотностью более 2200 кг/м5, применяемые для оштукатуривания рентгеновских кабинетов и помещений, в которых ведутся работы, связанные с рентгеновским или г-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.
Кислотоупорные растворы. Это растворы на кислотоупорном жид-костекольном вяжущем, применяемые для устройства антикоррозионных покрытий конструкций, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию кислот.
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.
Искусственные каменные материалы на основе вяжущих веществ
Эта часть лекций посвящена мелкоштучным искусственным каменным материалам.
В зависимости от вида вяжущего различают изделия на основе цемента, извести, гипса и др. Вид вяжущего и принятый способ производства определяют условия твердения таких материалов: естественное твердение, пропаривание, автоклавная обработка.
В качестве заполнителей для получения искусственных каменных изделий используют разнообразные материалы, обычный песок, керамзит и другие пористые заполнители, опилки и стружки и специфический армирующий заполнитель -- асбест.
К основным искусственным каменным материалам и изделиям относятся: силикатный кирпич и силикатобетонные изделия; гипсобетонные изделия, стеновые камни из легкого и ячеистого бетона, арболит, цементно-стружечные плиты и асбестоцементные изделия.
В отличие от керамики материалы на минеральных вяжущих получаются за счет естественного твердения или термообработки при температурах до 200° С (керамический кирпич обжигают при 900... 1100° С). Таким образом, энергозатраты на производство изделий на минеральных вяжущих, даже с учетом энергозатрат на получение самого вяжущего, меньше, чем для получения керамики. Однако керамические материалы, как правило, более долговечны и стойки к действию воды, агрессивных растворов и высоких температур.
Силикатный кирпич и силикатобетонные изделия
Известно, что известь относится к воздушным вяжущим веществам, а известково-песчаные растворы являются малопрочными и неводостойкими материалами. Естественно предположить, что известково-песчаный раствор при определенных условиях должен твердеть с образованием гидросиликатов, так как в нем есть все необходимые для этого компоненты: известь Са(ОН)2, песок SiO2 и вода Н2О.
Первым, кто получил достаточно водостойкий и прочный материал на основе извести и песка, был немецкий ученый В. Михаэлис, который в 1880 г. предложил обрабатывать известково-песчаную смесь в атмосфере насыщенного пара при температуре 150...200° С.
Известно, что для получения насыщенного пара температурой выше 100°С необходимо давление выше атмосферного, причем оно должно быть тем выше, чем выше температура насыщенного пара. При температуре 150...200°С и соответствующем ей давлении 0,9... 1,3 МПа известь, песок и вода образуют гидросиликаты кальция:
Открытие Михаэлиса было использовано для производства так называемого силикатного (известково-песчаного) кирпича. К началу XX в. в России было уже пять заводов, выпускавших силикатный кирпич, а в настоящее время силикатный кирпич занял такое же место в ряду строительных материалов, как и керамический.
Современное производство силикатного кирпича заключается в следующем. Сырьевую смесь, в состав которой входит 90...95 % песка, 5... 10 % молотой негашеной извести и некоторое количество воды, тщательно перемешивают и вьщерживают до полного гашения извести. Затем из этой смеси под большим давлением (15...20 МПа) прессуют кирпич, который укладывают на вагонетки и направляют для твердения в автоклавы - толстостенные стальные цилиндры диаметром до 2м и длиной до 20м с герметически закрывающимися крышками. В автоклаве в атмосфере насыщенного пара при давлении 0,9 МПа и температуре 175°С кирпич твердеет 8... 14 ч. Из автоклава выгружают почти готовый кирпич, который выдерживают 10... 15 дн для карбонизации не-прореагировавшей извести углекислым газом воздуха, в результате чего повышаются водостойкость и прочность кирпича. Плотность обыкновенного силикатного кирпича несколько выше, чем полнотелого керамического. Снижение плотности кирпича и камней достигается формованием в них пустот или введением в сырьевую массу пористых заполнителей.
Силикатный кирпич, так же, как и керамический, в зависимости от размеров может быть:
одинарный (полнотелый или с пористыми заполнителями) 250х120х65 мм;
утолщенный (пустотелый или с пористыми заполнителями) 250х120х88 мм (масса утолщенного кирпича не должна быть более 4,3 кг);
силикатный камень (пустотелый) 250х120х138 мм.
Цвет кирпича - от молочно-белого до светло-серого. Выпускают также лицевой кирпич с повышенными физико-механическими свойствами; он может быть цветным - окрашенным в массе или по лицевым граням щелочестойкими пигментами в голубой, зеленоватый, желтый и другие светлые тона.
В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе силикатный кирпич и камни подразделяют ка семь марок: 300; 250; 200; 150; 125; 100 и 75, имеющих средние значения прочности при сжатии соответственно не менее 30...7,5 МПа. Водопоглощение силикатного кирпича не менее 6%. Марки по морозостойкости у кирпича и камней -- F50; 35; 25 и 15; для лицевых изделий морозостойкость должна быть не ниже 25.
Существенным недостатком силикатного кирпича по сравнению с керамическим является пониженная водостойкость и жаростойкость.
Силикатный кирпич применяют для кладки наружных и внутренних стен надземных частей зданий и сооружений. Использовать его в конструкциях, подвергающихся воздействию воды (фундаменты, канализационные колодцы и т. п.) и высоких температур (печи, дымовые трубы и т. п.), запрещается.
Кроме известково-песчаного силикатного кирпича выпускают известково-шлаковый и известково-зольный, в которых вместо песка частично или полностью используют промышленные отходы: золы теплоэлектростанций и шлаки. Свойства этих видов кирпича аналогичны свойствам известково-песчаного.
Силикатобетонные изделия бывают тяжелые (аналогичные обычному бетону) и легкие (на основе пористых заполнителей) или ячеистые (пено- и газосиликаты).
Гипсовые и гипсобетонные изделия
Изделия на основе гипса получают как из гипсового теста (т. е. из смеси гипса и воды), так и из смеси гипса, воды и заполнителей. В первом случае изделия называют гипсовыми, а во втором -- гипсобетонными. Иногда вместо гипса применяют более водостойкое гипсоцементно-пуццолановое вяжущее.
В качестве заполнителей при изготовлении гипсобетонных изделий используют пористые заполнители (керамзит, шлаковую пемзу), опилки, стружки, стебли камыша, льняную костру, макулатуру и т. п. Для уменьшения плотности к гипсовым смесям добавляют вспенивающие вещества.
Гипс -- воздушное вяжущее, поэтому гипсовые и гипсобетонные изделия (панели и плиты перегородочные, плиты для оснований пола, листы обшивочные, вентиляционные короба, камни для кладки стен, архитектурные детали) применяют в основном для внутренних частей зданий, не несущих больших нагрузок. Изделия из гипса могут быть сплошными и пустотелыми, армированными и неармированными.