Луганський Національний Аграрний Університет
Кафедра Матеріалознавства
Тема: БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ
Виконав:
студент 633 гр. Комаров Роман
Перевірив:
Божевільний Погостнов
Луганськ 2008
Лекція 9. БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ
Будівельним розчином називають матеріал, що отримується в результаті твердіння раціонально підібраної суміші в'яжучого речовини, дрібного заповнювача та води, а в необхідних випадках і спеціальних добавок. До затвердіння цей матеріал називають розчинною сумішшю.
Розчини бувають: кладочні - для кладки з цегли, штучних каменів і блоків; оздоблювальні - для штукатурення зовнішніх і внутрішніх поверхонь конструкцій; спеціальні - для влаштування гідроізоляції та інших спеціальних цілей.
Розчини поділяють на: цементні, вапняні, гіпсові і змішані. За щільністю розрізняють розчини звичайні важкі (щільність більше 1500 кг / м 3), одержувані на щільних заповнювачах і легкі (менше 1500 кг / м 3) на пористих заповнювачах.
Легкі розчини, крім того, отримують за допомогою спеціальних піноутворюючий добавок - поризовані розчини.
Заповнювачі для розчинів. Природний пісок - пухка суміш зерен крупністю 0,16 ... 5 мм - складається із зерен кварцу, можлива домішка польових шпатів, слюди, вапняку. Насипна щільність природного піску 1300 ... 1500 кг / м 3. За походженням природні піски поділяють на гірські, річкові й морські.
Штучні піски, використовувані значно рідше, вони бувають важкі і легкі. Важкі піски, одержують подрібненням щільних гірських порід: базальту, діабазу, мармуру, їх застосовують для спеціальних цілей (оздоблювальні розчини, кислотостійкі розчини та бетони).
Легкі піски одержують подрібненням пористих гірських порід (пемза, туф) або виготовляють керамзитовий пісок (випаленням глиняної сировини).
Пісок повинен відповідати вимогам ГОСТу за зерновим складом, наявності домішок і забруднень.
На підставі результатів ситового аналізу розраховують модуль крупності піску за формулою:
М к = (А 2,5 + А 1,25 + А 0,63 + А 0,315 + А 0,16) / 100;
де А i - Повні залишки на ситах;
В залежності від модуля крупності, М к і повного залишку на ситі 0,63 мм, А 0,63 піски поділяють на групи за крупністю (табл. 9.1). Чим дрібніше пісок, тим більше потрібно води для його змочування і в'яжучого для обгортування поверхні його частинок.
Таблиця 9.1. Класифікація пісків за крупності
Для будівельних розчинів рекомендується застосовувати піски з модулем крупності не менше 1,2, а для бетонів - не менше 2. Причому зерновий склад піску для бетонів нормується за залишками на всіх ситах.
У будівництві використовують фракціонований пісок, розділений на велику (5 ... 1,25 мм) і дрібну (1,25 ... 0,16 мм) фракції.
Для бетонів застосовують пісок крупністю не більше 5 мм Для розчинів в кам'яній кладці - не більше 2,5 мм ; Для штукатурних оздоблювальних розчинів - не більше 1,25 мм .
Пісок змінює свій об'єм і відповідно насипну щільність при зміні вологості в межах від 0 до 20%. При вологості 3 ... 10% щільність піску складає 1200 ... 1250кг / м 3, а при вологості 0 ... 3%, ρ н = 1500 - 1550кг / м 3. При подальшому збільшенні вологості вода входить до міжзернові порожнечі піску, і насипна щільність піску знову збільшується до 1800 ... 1850кг / м 3. Зміни насипної густини піску при зміні вологості необхідно враховувати при дозуванні піску за обсягом
9.1 Властивості розчинних сумішей і розчинів
Удобоукладиваемост' - здатність розчинної суміші легко розподілятися по поверхні суцільним «тонким шаром, добре зчіплюючи з поверхнею основи. і оцінюється рухливістю суміші. Рухливість розчинної суміші оцінюють за глибиною занурення у неї еталонного конуса. Для бутовий кладки рекомендована рухливість розчину 4 ... 6 см, для кладки стін з керамічної цегли 9 ... 13см, для штукатурних розчинів 7 ... 12см.
Водоутримувальна здатність - це здатність розчинної суміші утримувати воду при нанесенні на пористу підставу або при транспортуванні.
При транспортуванні розчинні суміші з низькою водоудерживающей здатністю можуть расслоиться: пісок осяде вниз, а вода виявиться зверху. Чим нижче водоутримуюча здатність, тим імовірніше розшарування розчинної суміші.
Водоутримуючу здатність без збільшення витрати цементу можна підвищити введенням в розчинну суміш вапна, глини або загущувальних водорозчинних полімерних добавок, таких, як метилцелюлоза, карбоксиметилцелюлоза, і т. п.
9.2 Підбір складу розчинів
Міцність будівельних розчинів характеризується маркою, яка визначається за границею міцності при стисканні зразків-кубів розмірами 70,7 х70, 7х70, 7 мм. Зразки, виготовлені з робочої розчинної суміші, твердіють на повітрі протягом 28сут при температурі (20 ± 5) ° С.
Склади будівельного розчину підбирають за емпіричними формулами, виходячи із заданої марки і рухливості. Спочатку визначають активність та насипну щільність цементу, модуль крупності піску і щільність добавки - пластифікатора. Послідовність розрахунку:
Визначають витрата цементу на 1 м 3 піску за формулою:
R раст - Задана марка розчину;
К = 1 для портландцементу;
До = 0,88 при використанні шлакопортландцементу.
Визначають кількість добавки глини або вапняного тесту:
Д = 170 (1 - 0,002 Ц); кг
У розрахунках прийнято вапняне тісто з гашеного вапна II сорту; середня щільність γ 0 = 1400 кг / м 3 із вмістом 50% води. Для вапна I-го сорту кількість води зменшують на 10%. Якщо застосовують вапняне молоко з середньою щільністю γ 0 = 1200кг / м 3, то в ньому міститься 25% вапна. Витрата води:
В = 0,65 (Ц + Д · ρ д н);
Де ρ д н - насипна маса неорганічної добавки, кг / л
Фактичний витрата води уточнюють пробними замісами до одержання необхідної рухливості.
Визначають витрати матеріалів на пробний лабораторний заміс, V Л.З.:
Ц n = (Ц · V Л.З.) / 1000; У n = (В · V Л.З.) / 1000, л;
Д n = (Д · V Л.З.) / 1000, кг
Задана рухливість розчинної суміші регулюється зміною витрати води.
Фактичний об'єм розчинної суміші визначають за формулою:
Де ΣQ im - сумарна витрата матеріалів в кг на 1м 3 піску;
ρ О.Р. - середня щільність розчинної суміші, кг / м 3.
Коригування складу розчину необхідно в разі, якщо фактичний обсяг матеріалів розчину не буде дорівнює 1м 3.
Фактичні витрати матеріалів на 1м 3 визначають за формулами:
П = 1000 / V ф; Ц 1 = Ц / V ф; В 1 = В / V ф; Д 1 = Д / V ф;
Де П 1, Д 1, В 1 - кількість піску, добавки, води в л;
Ц 1 - кількість цементу в кг.
У табл. 9.2 наведені орієнтовні склади цементно-вапняних і цементно-глиняних розчинів з добавкою органічного пластифікатора і без неї марок 4 ... 100.
Таблиця 9.2. Орієнтовні склади розчинів (у частинах за об'ємом)
Приготування розчинів. Розчини готують у вигляді готових до застосування сумішей або у вигляді сухих сумішей, що зачиняються водою перед використанням. Процес приготування розчинної суміші складається з дозування вихідних матеріалів, завантаження їх у барабан розчинозмішувачі і перемішування до отримання однорідної маси.
По конструкції розрізняють розчинозмішувачі з горизонтальним або вертикальним лопатевими валами, останні називають турбулентними змішувачами.
Розчинозмішувачі з горизонтальним лопатевим валом випускають місткістю по готовому замісу 30; 65; 80; 250 і 900 л . Всі ці змішувачі, за винятком останнього, - пересувні. Місткість по готовому замісу турбулентних змішувачів 65, 500 і 800л.
Середня тривалість циклу перемішування для важких розчинів повинна бути не менше 3 хв. Легкі розчини перемішують довше. Для полегшення перемішування вапно і глину вводять у розчин у вигляді вапняного або глиняного молока. Для приготування цементних розчинів з неорганічними пластифікаторами в растворосмеситель заливають вапняне (глиняне) молоко такої консистенції, щоб не потрібно було додатково заливати воду, а потім засипають заповнювач і цемент. Органічні пластифікатори спочатку перемішують у растворосмесителе з водою протягом 30 ... 45 с, а потім завантажують інші компоненти.
Розчини готують на централізованих бетоно заводах або розчинних вузлах, що забезпечує отримання продукції високої якості.
Взимку для отримання розчинів з позитивною температурою складові розчину - пісок і воду - підігріває до температури не більш 60 ° С.
9.3 Розчини для кам'яної кладки, штукатурні розчини
Вибір типу розчину. В'язке і інші компоненти розчину вибирають залежно від виду оштукатурені поверхонь, призначення, умов експлуатації та довговічності споруди. Зазвичай тип розчину вказується в проекті. Якщо в проекті таких даних немає, то при виборі розчинів керуються наступними рекомендаціями.
Для зовнішніх кам'яних і бетонних стін, в тому числі піддаються зволоженню, застосовують цементні і цементно-вапняні розчини, для дерев'яних і гіпсових стін - вапняні розчини з добавкою глини або гіпсового в'яжучого.
При оштукатурюванні стін в приміщеннях з вологістю повітря під час експлуатації не більше 60% використовують такі розчини:
вапняні та цементно-вапняні - для внутрішніх поверхонь зовнішніх кам'яних і бетонних стін, а також поверхонь бетонних покриттів;
вапняні - для покриття внутрішніх кам'яних або бетонних стін і перегородок;
вапняно-гіпсові і гіпсові з додаванням наповнювача - для гіпсових перегородок.
При оштукатурюванні приміщень, вологість повітря в яких під час експлуатації більше 60% (ванні кімнати, пральні, лазні і т. п.), для першого шару штукатурки (обризга) застосовують цементні і цементно-вапняні розчини.
Рухливість розчинових сумішей та крупність заповнювача для звичайних штукатурок залежить від призначення розчину.
Застосування готових сухих сумішей. В якості в'яжучого використовують білий або кольоровий портландцемент. Заповнювачем служить чистий кварцовий пісок і кам'яна крихта з декоративних гірських порід. Пігменти, що використовуються для цих цілей, в основному природні, що відрізняються щелочестойкостью і високою атмосферостійкістю.
Морозостійкість розчинів визначається числом циклів «заморожування-відтавання» до втрати 25% початкової міцності (або 5% маси). За морозостійкістю розчини поділяють на марки: F10 ... F200.
В якості суміші в'яжучих для отримання розчинів найчастіше використовують цемент і вапно - цементно-вапняні розчини. Вапно в таких розчинах завдяки своїй високій дисперсності грає роль пластифікатора.
Органічні пластифікуючі добавки ефективні лише для розчинів з відносно великою витратою цементу (марок 100 і вище). Передозування органічних пластифікаторів може привести до уповільнення твердіння розчину і зниження його міцності.
До органічних відносять суперпластифікатори - високомолекулярні поверхнево-активні речовини вводяться в розчинну суміш у кількості до 0,8% від маси цементу.
Церезітовие розчини. Церезіт представляє собою водну дисперсію сметаноподібної консистенції (концентрації 30 ... 40%), що отримується з олеїнової кислоти, вапна та водного розчину сірчанокислого амонію. Церезіт в розчин вводять у вигляді церезітового молока (1 мас. Ч. церезитом на 10 мас. Ч. води). Церезіт використовують з жирними цементними розчинами, в яких він заповнює пори і надає йому гідрофобні властивості. Церезітовие розчини використовують не пізніше ніж через 1 год після їх приготування. Недолік церезітових розчинів - знижені адгезійні властивості.
Аналогічні розчини можуть бути отримані добавкою бітумних емульсій та паст в розчинні суміші на основі цементних в'яжучих.
Кафедра Матеріалознавства
Тема: БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ
Виконав:
студент 633 гр. Комаров Роман
Перевірив:
Божевільний Погостнов
Луганськ 2008
Лекція 9. БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ
Будівельним розчином називають матеріал, що отримується в результаті твердіння раціонально підібраної суміші в'яжучого речовини, дрібного заповнювача та води, а в необхідних випадках і спеціальних добавок. До затвердіння цей матеріал називають розчинною сумішшю.
Розчини бувають: кладочні - для кладки з цегли, штучних каменів і блоків; оздоблювальні - для штукатурення зовнішніх і внутрішніх поверхонь конструкцій; спеціальні - для влаштування гідроізоляції та інших спеціальних цілей.
Розчини поділяють на: цементні, вапняні, гіпсові і змішані. За щільністю розрізняють розчини звичайні важкі (щільність більше 1500 кг / м 3), одержувані на щільних заповнювачах і легкі (менше 1500 кг / м 3) на пористих заповнювачах.
Легкі розчини, крім того, отримують за допомогою спеціальних піноутворюючий добавок - поризовані розчини.
Заповнювачі для розчинів. Природний пісок - пухка суміш зерен крупністю 0,16 ... 5 мм - складається із зерен кварцу, можлива домішка польових шпатів, слюди, вапняку. Насипна щільність природного піску 1300 ... 1500 кг / м 3. За походженням природні піски поділяють на гірські, річкові й морські.
Штучні піски, використовувані значно рідше, вони бувають важкі і легкі. Важкі піски, одержують подрібненням щільних гірських порід: базальту, діабазу, мармуру, їх застосовують для спеціальних цілей (оздоблювальні розчини, кислотостійкі розчини та бетони).
Легкі піски одержують подрібненням пористих гірських порід (пемза, туф) або виготовляють керамзитовий пісок (випаленням глиняної сировини).
Пісок повинен відповідати вимогам ГОСТу за зерновим складом, наявності домішок і забруднень.
На підставі результатів ситового аналізу розраховують модуль крупності піску за формулою:
М к = (А 2,5 + А 1,25 + А 0,63 + А 0,315 + А 0,16) / 100;
де А i - Повні залишки на ситах;
В залежності від модуля крупності, М к і повного залишку на ситі 0,63 мм, А 0,63 піски поділяють на групи за крупністю (табл. 9.1). Чим дрібніше пісок, тим більше потрібно води для його змочування і в'яжучого для обгортування поверхні його частинок.
Таблиця 9.1. Класифікація пісків за крупності
| Група піску | Модуль крупності, М до | Повний залишок на ситі № 0,63. % | Водопотребность піску,% |
| Підвищеної крупності Крупний Середній Дрібний Дуже дрібний | 3,0 ... 3,5 2,5 ... 3,0 2,0 ... 2,5 1,5 ... 2,0 Менш 1,5 | 65 ... 75 45 ... 65 30 ... 45 10 ... 30 Менше 10 | 5 ... 4 6 ... 5 8 ... 6 10 ... 8 Більше 10 |
У будівництві використовують фракціонований пісок, розділений на велику (5 ... 1,25 мм) і дрібну (1,25 ... 0,16 мм) фракції.
Для бетонів застосовують пісок крупністю не більше
Пісок змінює свій об'єм і відповідно насипну щільність при зміні вологості в межах від 0 до 20%. При вологості 3 ... 10% щільність піску складає 1200 ... 1250кг / м 3, а при вологості 0 ... 3%, ρ н = 1500 - 1550кг / м 3. При подальшому збільшенні вологості вода входить до міжзернові порожнечі піску, і насипна щільність піску знову збільшується до 1800 ... 1850кг / м 3. Зміни насипної густини піску при зміні вологості необхідно враховувати при дозуванні піску за обсягом
9.1 Властивості розчинних сумішей і розчинів
Удобоукладиваемост' - здатність розчинної суміші легко розподілятися по поверхні суцільним «тонким шаром, добре зчіплюючи з поверхнею основи. і оцінюється рухливістю суміші. Рухливість розчинної суміші оцінюють за глибиною занурення у неї еталонного конуса. Для бутовий кладки рекомендована рухливість розчину 4 ... 6 см, для кладки стін з керамічної цегли 9 ... 13см, для штукатурних розчинів 7 ... 12см.
Водоутримувальна здатність - це здатність розчинної суміші утримувати воду при нанесенні на пористу підставу або при транспортуванні.
При транспортуванні розчинні суміші з низькою водоудерживающей здатністю можуть расслоиться: пісок осяде вниз, а вода виявиться зверху. Чим нижче водоутримуюча здатність, тим імовірніше розшарування розчинної суміші.
Водоутримуючу здатність без збільшення витрати цементу можна підвищити введенням в розчинну суміш вапна, глини або загущувальних водорозчинних полімерних добавок, таких, як метилцелюлоза, карбоксиметилцелюлоза, і т. п.
9.2 Підбір складу розчинів
Міцність будівельних розчинів характеризується маркою, яка визначається за границею міцності при стисканні зразків-кубів розмірами 70,7 х70, 7х70, 7 мм. Зразки, виготовлені з робочої розчинної суміші, твердіють на повітрі протягом 28сут при температурі (20 ± 5) ° С.
Склади будівельного розчину підбирають за емпіричними формулами, виходячи із заданої марки і рухливості. Спочатку визначають активність та насипну щільність цементу, модуль крупності піску і щільність добавки - пластифікатора. Послідовність розрахунку:
Визначають витрата цементу на 1 м 3 піску за формулою:
R раст - Задана марка розчину;
К = 1 для портландцементу;
До = 0,88 при використанні шлакопортландцементу.
Визначають кількість добавки глини або вапняного тесту:
Д = 170 (1 - 0,002 Ц); кг
У розрахунках прийнято вапняне тісто з гашеного вапна II сорту; середня щільність γ 0 = 1400 кг / м 3 із вмістом 50% води. Для вапна I-го сорту кількість води зменшують на 10%. Якщо застосовують вапняне молоко з середньою щільністю γ 0 = 1200кг / м 3, то в ньому міститься 25% вапна. Витрата води:
В = 0,65 (Ц + Д · ρ д н);
Де ρ д н - насипна маса неорганічної добавки, кг / л
Фактичний витрата води уточнюють пробними замісами до одержання необхідної рухливості.
Визначають витрати матеріалів на пробний лабораторний заміс, V Л.З.:
Ц n = (Ц · V Л.З.) / 1000; У n = (В · V Л.З.) / 1000, л;
Д n = (Д · V Л.З.) / 1000, кг
Задана рухливість розчинної суміші регулюється зміною витрати води.
Фактичний об'єм розчинної суміші визначають за формулою:
Де ΣQ im - сумарна витрата матеріалів в кг на 1м 3 піску;
ρ О.Р. - середня щільність розчинної суміші, кг / м 3.
Коригування складу розчину необхідно в разі, якщо фактичний обсяг матеріалів розчину не буде дорівнює 1м 3.
Фактичні витрати матеріалів на 1м 3 визначають за формулами:
П = 1000 / V ф; Ц 1 = Ц / V ф; В 1 = В / V ф; Д 1 = Д / V ф;
Де П 1, Д 1, В 1 - кількість піску, добавки, води в л;
Ц 1 - кількість цементу в кг.
У табл. 9.2 наведені орієнтовні склади цементно-вапняних і цементно-глиняних розчинів з добавкою органічного пластифікатора і без неї марок 4 ... 100.
Таблиця 9.2. Орієнтовні склади розчинів (у частинах за об'ємом)
| Марка цементу | Необхідна марка розчину | ||
| 25 | 50 | 100 | |
| Без добавок поверхнево-активних речовин (Цемент: вапняк або глиняне тісто: пісок) | |||
| 200 300 400 | 1: 0,7: 6,5 1: 1,2: 10 - | 1: 0,2: 3,5 1: 0,7: 6,7 1: 1,2: 8,0 | - 1: 0,2: 3,5 1: 0,5: 5,0 |
| З добавками пластифікуючих поверхнево-активних речовин (0,25 ... 0,5% від маси цементу) (Цемент: вапняне тісто: пісок) | |||
| 200 300 400 | 1: 0,15: 7,5 1: 0,3: 10 - | 1: 0: 4 1: 0,15: 7,5 1: 0,3: 9 | 1: 0: 3 1: 0: 4 1: 0,15: 5 |
По конструкції розрізняють розчинозмішувачі з горизонтальним або вертикальним лопатевими валами, останні називають турбулентними змішувачами.
Розчинозмішувачі з горизонтальним лопатевим валом випускають місткістю по готовому замісу 30; 65; 80; 250 і
Середня тривалість циклу перемішування для важких розчинів повинна бути не менше 3 хв. Легкі розчини перемішують довше. Для полегшення перемішування вапно і глину вводять у розчин у вигляді вапняного або глиняного молока. Для приготування цементних розчинів з неорганічними пластифікаторами в растворосмеситель заливають вапняне (глиняне) молоко такої консистенції, щоб не потрібно було додатково заливати воду, а потім засипають заповнювач і цемент. Органічні пластифікатори спочатку перемішують у растворосмесителе з водою протягом 30 ... 45 с, а потім завантажують інші компоненти.
Розчини готують на централізованих бетоно заводах або розчинних вузлах, що забезпечує отримання продукції високої якості.
Взимку для отримання розчинів з позитивною температурою складові розчину - пісок і воду - підігріває до температури не більш 60 ° С.
9.3 Розчини для кам'яної кладки, штукатурні розчини
Вибір типу розчину. В'язке і інші компоненти розчину вибирають залежно від виду оштукатурені поверхонь, призначення, умов експлуатації та довговічності споруди. Зазвичай тип розчину вказується в проекті. Якщо в проекті таких даних немає, то при виборі розчинів керуються наступними рекомендаціями.
Для зовнішніх кам'яних і бетонних стін, в тому числі піддаються зволоженню, застосовують цементні і цементно-вапняні розчини, для дерев'яних і гіпсових стін - вапняні розчини з добавкою глини або гіпсового в'яжучого.
При оштукатурюванні стін в приміщеннях з вологістю повітря під час експлуатації не більше 60% використовують такі розчини:
вапняні та цементно-вапняні - для внутрішніх поверхонь зовнішніх кам'яних і бетонних стін, а також поверхонь бетонних покриттів;
вапняні - для покриття внутрішніх кам'яних або бетонних стін і перегородок;
вапняно-гіпсові і гіпсові з додаванням наповнювача - для гіпсових перегородок.
При оштукатурюванні приміщень, вологість повітря в яких під час експлуатації більше 60% (ванні кімнати, пральні, лазні і т. п.), для першого шару штукатурки (обризга) застосовують цементні і цементно-вапняні розчини.
Рухливість розчинових сумішей та крупність заповнювача для звичайних штукатурок залежить від призначення розчину.
Застосування готових сухих сумішей. В якості в'яжучого використовують білий або кольоровий портландцемент. Заповнювачем служить чистий кварцовий пісок і кам'яна крихта з декоративних гірських порід. Пігменти, що використовуються для цих цілей, в основному природні, що відрізняються щелочестойкостью і високою атмосферостійкістю.
Морозостійкість розчинів визначається числом циклів «заморожування-відтавання» до втрати 25% початкової міцності (або 5% маси). За морозостійкістю розчини поділяють на марки: F10 ... F200.
В якості суміші в'яжучих для отримання розчинів найчастіше використовують цемент і вапно - цементно-вапняні розчини. Вапно в таких розчинах завдяки своїй високій дисперсності грає роль пластифікатора.
Органічні пластифікуючі добавки ефективні лише для розчинів з відносно великою витратою цементу (марок 100 і вище). Передозування органічних пластифікаторів може привести до уповільнення твердіння розчину і зниження його міцності.
До органічних відносять суперпластифікатори - високомолекулярні поверхнево-активні речовини вводяться в розчинну суміш у кількості до 0,8% від маси цементу.
Церезітовие розчини. Церезіт представляє собою водну дисперсію сметаноподібної консистенції (концентрації 30 ... 40%), що отримується з олеїнової кислоти, вапна та водного розчину сірчанокислого амонію. Церезіт в розчин вводять у вигляді церезітового молока (1 мас. Ч. церезитом на 10 мас. Ч. води). Церезіт використовують з жирними цементними розчинами, в яких він заповнює пори і надає йому гідрофобні властивості. Церезітовие розчини використовують не пізніше ніж через 1 год після їх приготування. Недолік церезітових розчинів - знижені адгезійні властивості.
Аналогічні розчини можуть бути отримані добавкою бітумних емульсій та паст в розчинні суміші на основі цементних в'яжучих.