Сухие строительные смеси
|
Сухие строительные смеси (CCC) - смеси твердых сухих компонентов, которые затворяются водой на месте производства работ. По сравнению со строительными смесями, готовыми к переработке, CCC имеют существенные преимущества, которые определили их широкое применение в строительстве. Сухие строительные смеси содержат все необходимые компоненты, в зависимости от их назначения, в том числе различные функциональные (модифицирующие) добавки. Применение CCC позволяет существенно повысить производительность труда и качество строительных работ при использованиии высококачественных материалов, повышении точности дозирования, расширении номенклатуры смесей. Сухие смеси затворяются водой на строительном объекте в количестве, необходимом для выполнения требуемого объема работ. Это исключает необходимость увязки продолжительности переработки смеси с графиком производства работ, что позволяет сократить потери смесей. Классификация сухих строительных смесей По ГОСТ 31189 сухие строительные смеси подразделяются в зависимости от их состава и назначения в строительстве. В зависимости от применяемого вяжущего различают цементные, гипсовые, известковые, полимерные и сложные сухие смеси. По наибольшей крупности (размеру) заполнителя выпускаются сухие смеси бетонные, растворные и не содержащие заполнителей (дисперсные). В зависимости от области применения различают следующие разновидности сухих смесей: 1. Выравнивающие смеси - штукатурные и шпатлевочные. Выпускаются сухие смеси для приготовления штукатурных растворов различного назначения - легких (со средней плотностью менее 1500 г/м3), декоративных и специальных - акустических, рентгенозащитных и др. Штукатурные смеси содержат мелкий заполнитель, шпатлёвочные - наполнители. 2. Облицовочные смеси для выравнивания швов между сборными элементами и клеевые, которые применяются при монтаже сборных элементов (плит, листов, блоков) и производстве отделочных работ - облицовке керамическими плитками. 3. Напольные смеси - несущие и выравнивающие. Несущие смеси предназначены для устройства основания под напольные покрытия (керамическая плитка, линолеум, паркет). Выравнивающие смеси используются для выравнивания основания перед укладкой напольного покрытия, они содержат суперпластификатор и приготавливаются на быстротвердеющих вяжущих. 4. Ремонтные смеси - поверхностные и инъекционные. Предназначены соответственно для восстановления формы и размеров конструкции при ремонте и для заполнения дефектов. 5. Защитные смеси используются для защиты стальной арматуры от коррозии (ингибирующие), предупреждения образования высолов на поверхности (санирующие), биологической защиты (биоцидные), для огнезащитных покрытий (огнезащитные), для защиты бетонов и строительных растворов от коррозии в агрессивных средах (коррозионно-защитные) и др. Материалы, применяемые при производстве CCC При приготовлении сухих растворных смесей на минеральных и органических вяжущих используется мелкий заполнитель - песок кварцевый, известняковый, доломитовый, а также искусственные мелкие заполнители - гранитная, мраморная крошка и др. Максимальный размер зерна регламентируется в зависимости от толщины отделочного слоя. В отличие от смесей, готовых к переработке, CCC содержат комплекс функциональных (модифицирующих) добавок, которые изменяют их технологические свойства на всех стадиях переработки - транспортировки, хранения, проведения отделочных работ. По назначению и характеру влияния на свойства CCC добавки можно разделить на несколько групп: 1. Ускоряющие процессы гидратации, схватывания и твердения. 2. Замедляющие процессы гидратации и твердения. 3. Повышающие удобоукладываемость смесей. 4. Повышающие водоудерживающую способность смесей. 5. Повышающие адгезию и прочность камня (полимерные). 6. Воздухововлекающие. 7. Понижающие расход вяжущего (наполнители). 8. Повышающие водостойкость изделий. 9. Препятствующие биохимической коррозии. Добавки, ускоряющие процессы гидратации, схватывания и твердения. Выбор добавки определяется типом вяжущего вещества. В CCC на основе портландцемента и его разновидностей вводят CaCl2, K2CO3 и другие ускорители. Применяется быстротвердеющий глиноземистый цемент. Гипсовые вяжущие быстро схватываются и твердеют, поэтому ускорители применяются редко. Ускорителями являются сильные электролиты - NaCl, K2SO4, Na2SO4, Al2(SO4)3, FeSO4 и другие. Расход изменяется в пределах 0,1-0,3 % массы вяжущего. Используется также измельчённый гипсовый камень (1-2 % массы вяжущего). Добавки, замедляющие процессы гидратации, схватывания и твердения. В зависимости от типа использованного вяжущего в растворные смеси вводят клеи, эфиры целлюлозы, крахмал, сахар, органические кислоты - виннокаменную, лимонную; белки - альбумин и желатин. Замедлителями схватывания гипсовых вяжущих являются также ортофосфорная кислота и фосфаты, CaCl2, MgCl2, гидратная известь. Содержание добавок изменяется от 0,05 до 5 % в зависимости от состава и назначения сухих строительных смесей. Повышающие удобоукладываемость смесей (реологические добавки - пластификаторы и суперпластификаторы) Добавки повышают пластичность (удобоукладываемость) смесей либо позволяют понизить В/Т при требуемой удобоукладываемости, а это, в свою очередь, приводит к понижению влажности сформованных изделий или отделочного покрытия и затрат энергии на сушку. Пластификаторы содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать поверхностное натяжение. Молекулы ПАВ состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной группы. На поверхности раздела фаз ПАВ образует мономолекулярный слой. Пластификаторы - технический лигносульфат (ЛСТ), расход - 0,10-0,30 % массы вяжущего. Воздухововлекающие добавки, содержащие ПАВ, также являются пластификаторами, расход - 0,05-0,30 % массы вяжущего. Суперпластификаторы и гиперпластификаторы называют также водопонизителями, так как они снижают В/Т на 20 % и более. Это линейные полимеры с сульфатными группами относятся к группе анионоактивных ПАВ. Распространенными отечественными суперпластификаторами являются С-3 и НИЛ-20, за рубежом - Peramin, Bevaloid, Helment и др. Суперпластификаторы затрудняют коагуляцию мелких частиц и образование агрегатов, поэтому понижается содержание иммобилизованной воды, находящейся в агрегатах, что обеспечивает повышение удобоукладываемости. Процессы гидратации в присутствии суперпластификаторов замедляются. Сухие суперпластификаторы (например, С-3) широко применяются в сухих смесях различного назначения. Повышающие водоудерживающую способность смесей Водоудерживающая способность формовочных смесей характеризует способность смесей удерживать воду при контакте с пористым водопоглощающим основанием - бетоном, кирпичом и др. Водоудерживающую способность характеризуют содержанием воды, оставшейся в смеси после ее контакта с основанием, впитывающим влагу, в процентах от количества воды затворения. Поглощение воды понижает удобоукладываемость смесей и может привести к прекращению процессов гидратации, что отрицательно сказывается на прочности. Повышение водоудерживающей способности может быть обусловлено физической и химической сорбцией воды поверхностью добавки, а также образованием аквакомплексов, что ограничивает подвижность молекул воды. Применяются минеральные и органические добавки. Минеральные добавки - высокодисперсные порошки с высокой удельной поверхностью - гидратная известь и глина. Органические вещества - преимущественно модифицированные эфиры целлюлозы, повышающие водоудерживающую способность смесей до 97-98 %; получают химической переработкой древесной целлюлозы. Основные свойства определяются степенью замещения групп ОН в молекуле, степенью полимеризации, тонкостью помола и типом модификации. Хорошо растворяются в холодной воде (до 60 °С). Широкое применение эфиров целлюлозы и, в частности, метилцеллюлозы в сухих смесях объясняется тем, что они незначительно влияют на скорость процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, хорошо сочетаются с другими добавками-замедлителями, пластификаторами. Производятся различными зарубежными фирмами, под разными названиями - тилоза, кульминал, валосель, меносел, бармокол, мецелоза. Расход добавки зависит от состава и назначения смеси и обычно не превышает 1 % массы. Водоудерживающую способность формовочных смесей можно повысить введением в них органических клеев (столярного, казеинового) и других технических продуктов переработки природного белка (альбумин, эфиры крахмала и другие). Однако по характеру влияния на водоудерживающую способность смеси эти добавки уступают метилцеллюлозе. Кроме того, некоторые из названных добавок являются замедлителями процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, в том числе гипсовых. Воздухововлекающие (пенообразователи) Являются поверхностно-активными веществами (ПАВ) - абиетат натрия, сульфонол, смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), продукты переработки нефти, синтетические моющие средства. При приготовлении формовочных смесей ПАВ образует систему замкнутых пузырьков, заполненных воздухом, что позволяет понизить среднюю плотность искусственного камня. Воздухововлекающие добавки являются также пластификаторами и замедлителями процессов гидратации и твердения. Расход добавки обычно изменяется в пределах от 0,05 до 0,30 % массы вяжущего. При этом количество образующихся пузырьков зависит также от режима перемешивания - частоты вращения смесителя и продолжительности процесса. Понижающие расход вяжущего (наполнители и заполнители) Для уменьшения расхода вяжущего и деформаций в смеси при твердении вводят добавки, полученные из горных пород, промышленных отходов или синтетические. Применяются сравнительно светлые горные породы, невысокой твердости - известняки, доломиты, мрамор. Дисперсность добавок определяется назначением смеси и толщиной слоя или изделия. Клеевые и шпатлевочные смеси могут содержать добавки с удельной поверхностью 2000-4000 см2/г, растворные смеси - заполнитель (песок) с максимальным размером зерна 0,63 и 0,315 мм, в зависимости от толщины слоя. Повышающие водостойкость изделий Используются в CCC на воздушных вяжущих. Например, гипсовые материалы и изделия относятся к числу неводостойких, коэффициент размягчения смеси изменяется в пределах от 0,30 до 0,50. Это обусловлено высокой интегральной пористостью и сравнительно высокой растворимостью гипса в воде. Повышение водостойкости изделий может быть обеспечено применением смешанных вяжущих - гипсоизвестковых, гипсоцементно-пуццолановых, гипсошлаковых и др. Водостойкость изделий можно повысить введением в CCC горного воска, парафина и стеарина в виде гранул. Расход добавок - 1,5-5,5 % массы смеси. Распространенным способом повышения водостойкости гипсовых изделий является применение растворимых в воде и нерастворимых крем-нийорганических полимеров - полисилоксанов: полиэтилгидросилоксана, ГКЖ, кремнийорганической жидкости (КЖ-6) и их аналогов зарубежного производства. Следует иметь в виду, что и в этом случае гипсовые изделия состоят преимущественно из неводостойких, растворяющихся в воде веществ. При длительной эксплуатации изделий за счет массообмена с окружающей средой краевой угол смачивания может изменяться, а эффект гидрофобизации исчезать. В этих условиях необходимо проводить повторную обработку изделий. Повышающие адгезию к основанию и прочность искусственного камня С этой целью применяются полимерные добавки, сополимеры винилацетата, этилена, стирола, полиакрилаты. Распространенной добавкой является ПВА, применяемая в виде сухого порошка или эмульсии. Возможно также использование поливинилового спирта (ПВС). Препятствующие биохимической коррозии (антисептики) Применяются фторид натрия, кремнефторид натрия, динитрофенолят натрия, бура, ортоборная кислота и др. Возможно также применение других добавок в смесях специального назначения. Технические свойства CCC Необходимо отметить, что технические свойства сухих строительных смесей изменяются при длительном хранении. При этом необходимо проводить контрольные испытания смесей по действующим стандартам или техническим условиям предприятий-изготовителей. Нормативная продолжительность хранения смеси обычно не превышает 6 мес. Состав сухой строительной смеси определяется опытным путём в зависимости от назначения смеси и ее строительно-технических свойств. Технические свойства смесей подразделяют на три группы: 1. Свойства собственно сухой смеси как порошка (дисперсность, цвет, плотность, насыпная плотность, влажность, гигроскопичность, воздухостойкость, наибольшая крупность заполнителя - для растворных смесей). 2. Технологические свойства смеси после затворения водой (водопотребность, средняя плотность, подвижность, сроки схватывания или живучесть, водоудерживающая способность, расслаиваемость, содержание воздуха. 3. Строительно-технические свойства затвердевшей смеси - раствора, бетона, цементного камня (средняя плотность, скорость процессов твердения, прочность при сжатии, изгибе, прочность сцепления с основанием, пористость, деформационная способность, водостойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водонепроницаемость, истираемость, деформации усадки, модуль упругости, теплопроводность, паропроницаемость и др.). Производство сухих смесей Включает операции подготовки компонентов сухих смесей, дозирования, смешивания и упаковки. Влажность мелкого заполнителя, используемого для приготовления сухих смесей, может достигать 8 %, поэтому песок предварительно просеивают (удаляют крупные фракции) и высушивают. При приготовлении смеси применяют весовые дозаторы и скоростные смесители. Смеси упаковывают в многослойные бумажные мешки, с вкладышем из полиэтиленовой пленки, что позволяет стабилизировать свойства смеси при длительном хранении. В полном наименовании сухой смеси указывается ее назначение, тип вяжущего и нормируемые технические свойства. Например: смесь сухая дисперсная шпатлевочная на портландцементе Пк3; М100; F50, где Пк3 - марка по подвижности, M100 - марка (или класс) по прочности, F50 - марка по морозостойкости. |
