Вяжущие вещества известны своим широким использованием в сфере строительства для приготовления бетонов и растворов, применяемых при возведении зданий, сооружений и прочих конструкций. Имеется множество их разновидностей, и сегодня мы вкратце коснемся основных существующих подгрупп.
Классификация вяжущих веществ
По своему происхождению они могут относиться к органической или неорганической группе. К первой принадлежат всевозможные битумы, смолы, дегти и пеки. Основная сфера их применения – изготовление кровельных покрытий, которые могут быть рулонного либо штучного типа, асфальтобетона и множества разнообразных гидроизоляционных материалов. Главное отличительное качество их – гидрофобность, то есть способность размягчаться и принимать рабочее состояние в процессе нагрева или при взаимодействии с какой-либо органической жидкостью.
Вторая группа – неорганические вяжущие вещества – состоит из извести, гипса и цемента. Все они востребованы в процессе приготовления бетонов и самых разных строительных растворов. Внешний вид неорганических вяжущих веществ представлен тонкомолотым материалом, имеющим свойство в процессе затворения водой превращаться в жидко-пластичную тестообразную массу, твердеющую до состояния прочного камня.
Что для них характерно
Главные свойства вяжущих веществ неорганического происхождения – гидрофильность, пластичность при взаимодействии с водой и способность переходить к твердому состоянию из полужидкого тестообразного. Именно этим они отличаются от представителей первой группы.
По способу твердения неорганические вяжущие вещества считают воздушными, гидравлическими, кислотными и автоклавного твердения. Зависит это разделение от способности к длительному противодействию природным климатическим факторам.
Воздушные вяжущие вещества твердеют, взаимодействуя с водой и, образовав прочный камень, могут оставаться в таком состоянии в воздушной среде на протяжении долгого промежутка времени. Но если изделия и строительные конструкции, выполненные с их применением, подвергать регулярному увлажнению, то прочность эта достаточно быстро будет утеряна. Здания и сооружения такого типа легко подвержены разрушению.
Что входит в эту группу? Сюда традиционно относят гипсовые магнезиальные вяжущие вещества – глину, воздушную известь. Если рассмотреть их химический состав, то всю данную группу, в свою очередь, можно подразделить ещё на четыре. Это значит, что все воздушные вяжущие вещества относятся либо к известковым (на основе окиси кальция), либо к магнезиальным (в составе которых каустический магнезит), либо гипсовым вяжущим, созданным на основе сернокислого кальция, либо являются жидким стеклом – силикатом калия или натрия, существующим в форме водного раствора.
Переходим к “водным” материалам
Теперь давайте рассмотрим другую группу – гидравлические вяжущие вещества. Им свойственно твердеть, а также надолго сохранять прочностные характеристики в среде не только воздушной, но и водной. Химический состав их достаточно сложен и представляет собой соединение различных окислов.
Всю эту большую группу, в свою очередь, можно разделить на цементы силикатного происхождения, в составе которых около 75% силикатов кальция (главным образом речь идет о портландцементе с его разновидностями, данная группа составляет основу ассортимента современных строительных материалов) и другую подгруппу – алюминатных цементов на основе алюмината кальция (самые известные представители – все разновидности глиноземистого цемента). К третьей группе причисляют романцемент и гидравлическую известь.
Какие вяжущие вещества относят к кислотостойким? Это – кислотоупорный кварцевый цемент, существующий в виде тонкомолотой смеси кварцевого песка с кремнием. Затворяется такая смесь водным раствором силиката натрия либо калия.
Характерной особенностью группы кислотостойких вяжущих является их способность, пройдя начальный этап твердения на воздухе, достаточно долго противодействовать агрессивному влиянию различных кислот.
Органика в строительстве
Другая большая подгруппа – органические вяжущие вещества (состоящая, как уже было упомянуто, в основном из разновидностей асфальта и битумных материалов) имеет совершенно иную природу. Тот же самый асфальт может быть искусственным либо природного происхождения. В составе его смешивается битум с представителями минералов в виде известняка или песчаника.
В строительной отрасли асфальт широко используют при прокладке дорог и возведении аэродромов как смесь песка, гравия или щебня с битумом. Такой же состав имеет асфальт, применяемый в виде гидроизоляции.
Что такое битум? Это – органическое вещество (либо природное, либо искусственное), в составе которого – высокомолекулярные углеводороды или их производные, содержащие азот, кислород и серу. Сфера применения битумов весьма широка и варьируется от дорожного и жилищного строительства до предприятий химической отрасли и лакокрасочной промышленности.
Под дегтями понимают вяжущие вещества органического происхождения, в составе которых – ароматические высокомолекулярные углеводы и их производные – серные, кислотные и азотистые.
Их полезные качества
Основные требования, существующие для органической группы вяжущих, заключаются в обладании достаточной степенью вязкости в момент взаимодействия с твердой поверхностью, что позволяло бы проявиться высоким смачивающим и обволакивающим свойствам с образованием водостойкой пленки. Другое требование – способность сохранять данные качества на протяжении большого промежутка времени.
Эти вяжущие вещества применение свое нашли при прокладке дорог и городских улиц, ими покрывают аэродромы и автомобильные трассы, устраивают тротуары и полы в подвалах и зданиях промышленного назначения.
Рассмотрим теперь основные виды строительных материалов, принадлежащие к двум перечисленным группам. Напомним еще раз – неорганическая группа в основном подразделяется на те, что отвердевают на воздухе и те, что способны делать это в водной среде.
Вяжущие вещества – материалы для строительства
Всем хорошо известная глина относится к наиболее распространенным из вяжущих материалов, твердеющих в воздушной среде. Она нашла свое применение при возведении самых разных зданий. Представляет собой глина осадочную породу, существующую как смесь пылевидных частиц микроскопического размера с песком и мелкими глинистыми вкраплениями. Мельчайшие из них получили название тонкодисперсных. Именно их наличие позволяет при попадании во влажную среду превращаться в тестообразную субстанцию. Высохнув, данная пластичная масса легко застывает в заданной ей форме.
Если такую форму обжечь, то полученный камень искусственного происхождения обладает достаточно высокой прочностью. Как и другие минеральные вяжущие вещества, из-за различного состава глины могут быть разнообразных оттенков. Из растворов на их основе кладут камины, печи, а также формуют кирпичи. Они же могут быть тощими, жирными и средними. Глина-шамот обладает огнеупорными качествами, поэтому незаменима при устройстве каминов и печей.
Какой бывает известь
Другой очень известный и имеющий обширную сферу применения вяжущий материал называется воздушной строительной известью и бывают получен из горных пород а именно мела, доломитов, известняков, ракушечника. Основной окисел в ней может быть разным, в зависимости от этого воздушную известь принято делить на доломитовую, магнезиальную, кальциевую. Все три разновидности получают, обжигая в печи известняки соответствующего происхождения.
Может быть воздушная известь либо негашеной, либо гашеной (или гидратной). Последняя образуется в процессе гашения одной из трёх вышеперечисленных.
Если взглянуть на существующие известковые фракции, то можно отнести ее к комковой либо порошкообразной. Негашеная известь представляет собой достаточно крупные пористые комки. В процессе гашения водой из неё образуется известковое тесто. Чтобы “добыть” из комковой извести порошкообразную, следует произвести процесс гидратации (гашения), либо смолоть комки. Применяться она может как с добавками, так и без таковых. Добавками же служат шлаки, активные минералы и песок кварцевого происхождения.
Все о гипсе
Следующий материал – алебастр, он же гипс. Его получают, обрабатывая термическим путем измельченный гипсовый камень. Гипс твердеет, проходя три промежуточных этапа, состоящих из его растворения с последующей коллоидацией и затем кристаллизацией. При прохождении первой стадии образуется насыщенный раствор двуводного гипса. Твердея, он увеличивается в объеме и приобретает ровную белую поверхность.
Применяя красящие пигменты, возможно придать изделиям из гипса любые цветовые оттенки. Процесс схватывания данного вяжущего вещества в норме начинается по прошествии 4 минут от момента начала затворения. Конец застывания происходит в промежутке от 6 до 30 минут спустя.
В процессе схватывания смесь гипса и воды перемешивать и утрамбовывать запрещается во избежание риска потери вяжущих качеств. Марок гипса существует достаточно много, обозначаются они различными цифрами, характеризующими степень прочности при сжатии.
Продается он расфасованным в мешки разного объема. Гипс нашел самое широкое применение в оформлении интерьеров жилых домов и общественных зданий. Из него с давних пор принято отливать самые разнообразные фигурные формы. Хранить его следует исключительно в сухом помещении, причём срок хранения ограничен в связи с возможной потерей прочности как основного полезного качества.
И еще о гипсе
Строительный гипс выглядит как порошок цветом от сероватого до ярко-белого. Если смешать его с водой, начинается характерная реакция, при этом происходит нагревание смеси. В гипс принято добавлять специальные материалы, именуемые удерживающими добавками, назначение которых – улучшать консистенцию и сцепление с поверхностью во время оштукатуривания, а также слегка продлевать срок твердения.
Чтобы повысить объем материала без потери рабочих свойств, вводят наполнители (например, из вспученного перлита или слюды). Специальный высокопрочный гипс обжигают при высоких температурах, в процессе кристаллическая вода из него удаляется. Срок его твердения увеличен до 20 часов, а твердость гораздо больше, чем у прочих разновидностей.
Штукатурный гипс пропитывают и получают мраморный (ярко-белый, медленно твердеющий и применяемый для оштукатуривания внутренних поверхностей), причём при изготовлении в него вводятся различные наполнители и удерживающие добавки. Основной смысл большинства таких добавок – служить замедлителем схватывания. С целью производства внутренней штукатурки его готовят в штукатурных машинах с возможным добавлением определенных наполнителей, например, песка.
Из него же получают сухую штукатурку или гипсокартонные строительные плиты, также гипс применяют при заполнении швов между ними. Бывает гипс шпатлевочный, обладающий аналогичными свойствами.
Поговорим о цементах
Какими еще свойствами обладают гидравлические вяжущие вещества? Процесс их твердения, начавшийся в воздушной среде, продолжается в воде, причем прочность их сохраняется и даже растет. Характерными и наиболее известными представителями семейства гидравлических вяжущих являются, конечно же, цементы. Они маркируются в зависимости от прочности, а марка конкретного образца определяется установлением предельной нагрузки на изгиб и сжатие. Причём каждый из образцов должен быть изготовлен в принятой пропорции цемента и песка и пройти испытание на определённом сроке, составляющем 28 суток.
Скорость схватывания цемента тоже может быть разной – медленной, нормальной либо быстрой. Точно так же в зависимости от скорости твердения любой цемент может быть обычным, быстротвердеющим или особо быстротвердеющим.
В качестве примера в данной группе можно назвать портландцемент, существующий в виде мелкого порошка серого цвета с лёгким зеленоватым оттенком с возможным введением добавок, которые могут быть из гранулированного шлака (шлакопортландцемент).
О скорости твердения
Испытание качества (как и производство) вяжущих веществ ведется с соблюдением многочисленных стандартов. Для каждой из существующих групп разработаны ограничения, определяющие нормативное время начала и окончания схватывания, считая от момента водного затворения.
Другой цемент – глиноземистый – относится к быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. На вид это мелкий порошок коричневого, серого, зеленоватого либо черного цвета (в зависимости от метода обработки и исходных составляющих). По тонкости помола он слегка превышает портландцемент и требует несколько большего объёма воды.
Смешанные виды вяжущих веществ – те, что могут твердеть и в воздушной, и водной среде и применяются при производстве лишь неармированных бетонов или строительных растворов.
Битумы и сфера их применения
Что же касается самых популярных органических вяжущих, то семейство их включает в себя множество битумов и дегтей, имеющих цвета от черного до тёмно-коричневого. Традиционная сфера, в которой используются такие вяжущие вещества, – работы по гидроизоляции. Этот строительный материал водостоек, водонепроницаем, устойчив к атмосферным влияниям и весьма эластичен. Размягчить и перевести в жидкое состояние данную группу вяжущих можно нагреванием. При понижении температуры вязкость их возрастает и может быть полностью утрачена.
Данная группа, прежде всего, состоит из битумов природного происхождения, а также полученных при нефтяной переработке. Химический состав их – соединения молекул кислорода, водорода, серы и азота. В строительстве востребованы нефтяные битумы (жидкие, твердые и полутвердые).
По своему назначению их также можно причислить к одной из трех групп – кровельным, строительным либо дорожным. Из кровельных готовят пропиточный состав, производят рубероид и множество самых разных мастик.
Промышленные битумы твёрдых и упруго-твердых сортов производят высоковакуумным методом с дополнительными ступенями переработки, на которых масло кипит при высоких температурах. Особенно устойчивыми к перепаду тепла и холода считаются оксидированные. Существуют также смеси битумов полимерами, влияющими на степень их вязкости. Характерной особенностью всех видов служит способность к изменению консистенции в зависимости от температуры, причём разные фазы могут чередоваться неоднократно. На ней же основаны клеящие свойства семейства битумных вяжущих.
Чем они ценны
Степень расширения битумов под воздействием высоких температур по сравнению с минеральными материалами больше в 20-30 раз. Ценные качества их – водостойкость, устойчивость к солям, щелочам, агрессивным кислотам и стокам. В качестве примера может служить соль, которой посыпают снег зимой на улицах для таяния.
Понижается стойкость битумов органическими растворителями, маслами и жирами, от света, тепла и воздушного кислорода, которые окисляют их составляющие части. При нагревании мягкие частицы испаряются, и поверхность битумов твердеет.
Достоинствами их является низкая воспламеняемость, то есть данный материал не относится к огнеопасным. Нефтяные битумы не являются вредными для здоровья веществами и не классифицированы как таковые. В качестве других их свойств можно говорить о термовязкости, высокой теплоизоляции, хорошем смачивании.
Твердость битумов устанавливают глубиной проникновения погружаемой в них иглы (измеряется она в сотых миллиметра) при нормированной нагрузке за определённое время в условиях конкретной температуры. Переход между твердым и жидким состоянием у них носит скользящий характер и определяется точкой размягчения при низких температурах. Помимо того, они характеризуются, так называемой точкой разрушения – это термин, обозначающий температуру, при которой изгибаемый слой битума трескается либо разрушается.
Другие материалы
Какие еще вяжущие вещества органического происхождения можно назвать? Каменноугольными пеками, представляющими собой вязкую либо твердую черную субстанцию и служащими продуктом перегонки дегтя, пропитывают толь. Этот материал довольно опасен и при попадании на кожу может вызвать ожог. Работать лучше всего с ним пасмурную погоду или при низком освещении.
Каменноугольным дегтем называют вещество, выделяющееся в качестве побочного продукта при коксохимическом производстве. Он нашел свое применение в изготовлении мастики для кровли и дорожном строительстве.
ГОСТ 28013-98
Группа Ж13
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
РАСТВОРЫ СТРОИТЕЛЬНЫЕ
Общие технические условия
General specifications
МКС 91.100.10
ОКСТУ 5870
Дата введения 1999-07-01
Предисловие
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Государственным центральным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом комплексных проблем строительных конструкций и сооружений им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко), Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ), при участии АОЗТ "Опытный завод сухих смесей" и АО "Росконитстрой" Российской Федерации
ВНЕСЕН Госстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 12 ноября 1998 г.
За принятие проголосовали
Наименование государства | Наименование органа государственного управления строительством |
Республика Армения | Министерство градостроительства Республики Армения |
Республика Казахстан | Комитет по жилищной и строительной политике при Министерстве энергетики, индустрии и торговли Республики Казахстан |
Кыргызская Республика | Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики |
Республика Молдова | Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова |
Российская Федерация | Госстрой России |
Республика Таджикистан | Госстрой Республики Таджикистан |
Республика Узбекистан | Госкомархитектстрой Республики Узбекистан |
3 ВЗАМЕН ГОСТ 28013-89
4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 1999 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 29 ноября 1998 г. N 30
5 ИЗДАНИЕ (июль 2018 г.), с Изменением N 1 (ИУС 11-2002)
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на строительные растворы на минеральных вяжущих, применяемые для каменной кладки и монтажа строительных конструкций при возведении зданий и сооружений, крепления облицовочных изделий, штукатурки.
Стандарт не распространяется на специальные растворы (жаростойкие, химически стойкие, огнестойкие, тепло- и гидроизоляционные, тампонажные, декоративные, напрягающие и др.).
Требования, изложенные в 4.3-4.13, 4.14.2-4.14.14, разделах 5-7, приложениях В и Г настоящего стандарта, являются обязательными.
2 Нормативные ссылки
Используемые в настоящем стандарте нормативные документы приведены в приложении А.
3 Классификация
3.1 Строительные растворы классифицируют по:
- основному назначению;
- применяемому вяжущему;
- средней плотности.
3.1.1 По основному назначению растворы подразделяют на:
- кладочные (в том числе и для монтажных работ);
- облицовочные;
- штукатурные.
3.1.2 По применяемым вяжущим растворы подразделяют на:
- простые (на вяжущем одного вида);
- сложные (на смешанных вяжущих).
3.1.3 По средней плотности растворы подразделяют на:
- тяжелые;
- легкие.
3.2 Условное обозначение строительного раствора при заказе должно состоять из сокращенного обозначения с указанием степени готовности (для сухих растворных смесей), назначения, вида применяемого вяжущего, марок по прочности и подвижности, средней плотности (для легких растворов) и обозначения настоящего стандарта.
Пример условного обозначения тяжелого раствора, готового к употреблению, кладочного, на известково-гипсовом вяжущем, марки по прочности М100, по подвижности - П2:
Раствор кладочный, известково-гипсовый, М100, П
2,
ГОСТ 28013-98.
Для сухой растворной смеси, легкой, штукатурной, на цементном вяжущем, марки по прочности М50 и по подвижности - П3, средней плотности D900:
Смесь сухая растворная штукатурная, цементная, М50, П
3, D900,
ГОСТ 28013-98.
4 Общие технические требования
4.1 Строительные растворы приготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному предприятием-изготовителем.
4.2 Свойства строительных растворов включают свойства растворных смесей и затвердевшего раствора.
4.2.1 Основные свойства растворных смесей:
- подвижность;
- водоудерживающая способность;
- расслаиваемость;
- температура применения;
- средняя плотность;
- влажность (для сухих растворных смесей).
4.2.2 Основные свойства затвердевшего раствора:
- прочность на сжатие;
- морозостойкость;
- средняя плотность.
При необходимости могут быть установлены дополнительные показатели по ГОСТ 4.233 .
4.3 В зависимости от подвижности растворные смеси подразделяют в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
Марка по подвижности П | Норма подвижности по погружению конуса, см |
||||
4.4 Водоудерживающая способность растворных смесей должна быть не менее 90%, глиносодержащих растворов - не менее 93%.
4.5 Расслаиваемость свежеприготовленных смесей не должна превышать 10%.
4.6 Растворная смесь не должна содержать золы-уноса более 20% массы цемента.
4.7 Температура растворных смесей в момент использования должна быть:
а) кладочных растворов для наружных работ - в соответствии с указаниями таблицы 2;
б) облицовочных растворов для облицовки глазурованными плитками при минимальной температуре наружного воздуха, °С, не менее:
от 5 и выше |
в) штукатурных растворов при минимальной температуре наружного воздуха, °С, не менее:
от 5 и выше | ||||
Таблица 2
Среднесуточная температура наружного воздуха, °С | Температура растворной смеси, °С, не менее |
|||
Кладочный материал |
||||
при скорости ветра, м/с |
||||
До минус 10 | ||||
От минус 10 до минус 20 | ||||
Ниже минус 20 | ||||
Примечание - Для кладочных растворных смесей при производстве монтажных работ температура смеси должна быть на 10°С выше указанной в таблице |
||||
4.8 Влажность сухих растворных смесей не должна превышать 0,1% по массе.
4.9 Нормируемые показатели качества затвердевшего раствора должны быть обеспечены в проектном возрасте.
За проектный возраст раствора, если иное не установлено в проектной документации, следует принимать 28 сут для растворов на всех видах вяжущих, кроме гипсовых и гипсосодержащих.
Проектный возраст растворов на гипсовых и гипсосодержащих вяжущих - 7 сут.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.10 Прочность растворов на сжатие в проектном возрасте характеризуют марками: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200.
Марку по прочности на сжатие назначают и контролируют для всех видов растворов.
4.11 Морозостойкость растворов характеризуют марками.
Для растворов установлены следующие марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200.
Для растворов марок по прочности на сжатие М4 и М10, а также для растворов, приготовленных без применения гидравлических вяжущих, марки по морозостойкости не назначают и не контролируют.
4.12 Средняя плотность, , затвердевших растворов в проектном возрасте должна быть, кг/м:
Тяжелые растворы | 1500 и более | |||
Легкие растворы | менее 1500. | |||
Нормируемое значение средней плотности растворов устанавливает потребитель в соответствии с проектом работ.
4.13 Отклонение средней плотности раствора в сторону увеличения допускается не более 10% установленной проектом.
4.14 Требования к материалам для приготовления строительных растворов
4.14.1 Материалы, применяемые для приготовления строительных растворов, должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на эти материалы, а также требованиям настоящего стандарта.
4.14.2 В качестве вяжущих материалов следует применять:
- гипсовые вяжущие по ГОСТ 125 ;
- известь строительную по ГОСТ 9179 ;
- портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178 ;
- цементы пуццолановые и сульфатостойкие по ГОСТ 22266 ;
- цементы для строительных растворов по ГОСТ 25328 ;
- глину по приложению В;
- другие, в том числе смешанные вяжущие, по нормативным документам на конкретный вид вяжущих.
4.14.3 Вяжущие материалы для приготовления растворов следует выбирать в зависимости от их назначения, вида конструкций и условий их эксплуатации.
4.14.4 Расход цемента на 1 м песка в растворах на цементном и цементосодержащих вяжущих должен быть не менее 100 кг, а для кладочных растворов в зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации - не менее приведенного в приложении Г.
4.14.6 Известковое вяжущее применяют в виде гидратной извести (пушонки), известкового теста, известкового молока.
Известковое молоко должно иметь плотность не менее 1200 кг/м и содержать извести не менее 30% по массе.
Известковое вяжущее для штукатурных и облицовочных растворов не должно содержать непогасившиеся частицы извести.
Известковое тесто должно иметь температуру не ниже 5°С.
4.14.7 В качестве заполнителя следует применять:
- песок для строительных работ по ГОСТ 8736 ;
- золы-уноса по ГОСТ 25818 ;
- золошлаковый песок по ГОСТ 25592 ;
- пористые пески по ГОСТ 25820 ;
- песок из шлаков тепловых электростанций по ГОСТ 26644 ;
- песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов по ГОСТ 5578 .
4.14.8 Наибольшая крупность зерен заполнителя должна быть, мм, не более:
Кладочные (кроме бутовой кладки) | ||||
Бутовая кладка | ||||
Штукатурные (кроме накрывочного слоя) | ||||
Штукатурные накрывочного слоя | ||||
Облицовочные | ||||
4.14.9 При подогреве заполнителей их температура в зависимости от применяемого вяжущего должна быть не выше, °С, при применении:
Цементного вяжущего | ||||
Цементно-известкового, цементно-глиняного и глиняного вяжущего | ||||
Известкового, глиноизвесткового, гипсового и известково-гипсового вяжущего | ||||
4.14.11 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов материалов, применяемых для приготовления растворных смесей, не должна превышать предельных значений в зависимости от области применения растворных смесей по ГОСТ 30108 .
4.14.12 Химические добавки должны соответствовать требованиям ГОСТ 24211 .
Добавки вводят в растворные смеси, готовые к применению, в виде водных растворов или водных суспензий, в сухие растворные смеси - в виде водорастворимого порошка или гранул.
4.14.13 Воду для затворения растворных смесей и приготовления добавок применяют по ГОСТ 23732 .
4.14.14 Сыпучие исходные материалы для растворных смесей дозируют по массе, жидкие составляющие дозируют по массе или объему.
Погрешность дозирования не должна превышать для вяжущих материалов, воды и добавок ±1%, заполнителей ±2%.
Для растворосмесительных установок производительностью до 5 м/ч допускается объемное дозирование всех материалов с теми же погрешностями.
4.15 Маркировка, упаковка
4.15.1 Сухие растворные смеси упаковывают в пакеты из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354 массой до 8 кг или бумажные мешки по ГОСТ 2226 массой до 50 кг.
4.15.2 Упакованные сухие растворные смеси следует маркировать на каждой упаковке. Маркировка должна быть четко нанесена на упаковку несмываемой краской.
4.15.3 Растворные смеси должны иметь документ о качестве.
Сухую растворную смесь предприятие-изготовитель должно сопровождать этикеткой или маркировкой, наносимыми на упаковку, а растворную смесь, готовую к употреблению, отпускаемую в транспортное средство, - документом о качестве, которые должны содержать следующие данные:
- наименование или товарный знак и адрес предприятия-изготовителя;
- условное обозначение строительного раствора по 3.2;
- класс материалов, использованных для приготовления смеси, по удельной эффективной активности естественных радионуклидов и цифровое значение ;
- марку по прочности на сжатие;
- марку по подвижности (П);
- объем воды, необходимой для приготовления растворной смеси, л/кг (для сухих растворных смесей);
- вид и количество введенной добавки (% массы вяжущего);
- срок хранения (для сухих растворных смесей), мес;
- массу (для сухих растворных смесей), кг;
- количество смеси (для растворных смесей, готовых к употреблению), м;
- дату приготовления;
- температуру применения, °С;
- обозначение настоящего стандарта.
При необходимости маркировка и документ о качестве могут содержать дополнительные данные.
Документ о качестве должен быть подписан должностным лицом предприятия-изготовителя, ответственным за технический контроль.
5 Правила приемки
5.1 Растворные смеси должны быть приняты техническим контролем изготовителя.
5.2 Растворные смеси и растворы принимают партиями путем проведения приемо-сдаточного и периодического контроля.
За партию растворной смеси и раствора принимают количество смеси одного номинального состава при неизменном качестве составляющих его материалов, приготовленной по единой технологии.
Объем партии устанавливают по согласованию с потребителем - не менее выработки одной смены, но не более суточной выработки растворосмесителя.
5.3 Приемочному контролю подлежат все растворные смеси и растворы по всем нормируемым показателям качества.
5.4 При приемке каждой партии из растворной смеси отбирают не менее пяти точечных проб.
5.4.1 Точечные пробы отбирают на месте приготовления растворной смеси и/или на месте ее применения из нескольких замесов или мест емкости, в которую загружена смесь. Места отбора проб из емкости должны быть расположены на различной глубине. При непрерывной подаче растворной смеси точечные пробы отбирают через неодинаковые промежутки времени в течение 5-10 мин.
5.4.2 Точечные пробы после отбора объединяют в общую пробу, масса которой должна быть достаточной для определения всех контролируемых показателей качества растворных смесей и растворов. Отобранную пробу перед испытанием тщательно перемешивают (за исключением смесей, содержащих воздухововлекающие добавки).
Растворные смеси, содержащие воздухововлекающие, пено- и газообразующие добавки, перед испытанием дополнительно не перемешивают.
5.4.3 Испытания растворной смеси, готовой к применению, следует начать в период сохранения нормируемой подвижности.
5.5 Подвижность и среднюю плотность растворной смеси в каждой партии контролируют не реже одного раза в смену у изготовителя после выгрузки смеси из смесителя.
Влажность сухих растворных смесей контролируют в каждой партии.
Прочность раствора определяют в каждой партии смеси.
Нормируемые технологические показатели качества растворных смесей, предусмотренных в договоре на поставку (среднюю плотность, температуру, расслаиваемость, водоудерживающую способность), и морозостойкость раствора контролируют в сроки по согласованию с потребителем, но не реже одного раза в 6 мес, а также при изменении качества исходных материалов, состава раствора и технологии его приготовления.
5.6 Радиационно-гигиеническую оценку материалов, применяемых для приготовления растворных смесей, осуществляют по документам о качестве, выдаваемым предприятиями - поставщиками этих материалов.
В случае отсутствия данных о содержании естественных радионуклидов изготовитель один раз в год, а также при каждой смене поставщика определяет удельную эффективную активность естественных радионуклидов материалов по ГОСТ 30108 .
5.7 Растворные смеси, готовые к применению, отпускают и принимают по объему. Объем растворной смеси определяют по выходу растворосмесителя или по объему транспортной или мерной емкости.
Сухие растворные смеси отпускают и принимают по массе.
5.8 Если при проверке качества строительного раствора выявится несоответствие хотя бы по одному из технических требований стандарта, эту партию раствора бракуют.
5.9 Потребитель имеет право осуществлять контрольную проверку количества и качества растворной смеси в соответствии с требованиями настоящего стандарта по методикам ГОСТ 5802 .
5.10 Изготовитель обязан сообщить потребителю по его требованию результаты контрольных испытаний не позднее, чем через 3 сут после их окончания, а в случае неподтверждения нормируемого показателя - сообщить об этом потребителю немедленно.
6 Методы контроля
6.1 Пробы растворных смесей отбирают в соответствии с требованиями 5.4, 5.4.1 и 5.4.2.
6.2 Материалы для приготовления растворных смесей испытывают в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на эти материалы.
6.3 Качество химических добавок определяют по показателю эффективности их действия на свойства строительных растворов по ГОСТ 30459 .
6.4 Концентрацию рабочего раствора добавок определяют ареометром по ГОСТ 18481 в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на добавки конкретных видов.
6.5 Удельную эффективную активность естественных радионуклидов материалах для приготовления растворных смесей определяют по ГОСТ 30108 .
6.6 Подвижность, среднюю плотность, водоудерживающую способность и расслаиваемость растворных смесей определяют по ГОСТ 5802 .
6.7 Объем вовлеченного воздуха растворных смесей определяют по ГОСТ 10181 .
6.8 Температуру растворных свежеприготовленных смесей измеряют термометром, погружая его в смесь на глубину не менее 5 см.
6.9 Прочность на сжатие, морозостойкость и среднюю плотность затвердевших растворов определяют по ГОСТ 5802 .
6.10 Влажность сухих растворных смесей определяют по ГОСТ 8735 .
7 Транспортирование и хранение
7.1 Транспортирование
7.1.1 Растворные смеси, готовые к применению, следует доставлять потребителю в транспортных средствах, специально предназначенных для их перевозки.
При согласии потребителя допускается перевозка смесей в бункерах (бадьях).
7.1.2 Применяемые способы транспортирования растворных смесей должны исключать потери вяжущего теста, попадания в смесь атмосферных осадков и посторонних примесей.
7.1.3 Упакованные сухие растворные смеси транспортируют автомобильным, железнодорожным и другими видами транспорта в соответствии с правилами перевозки и крепления грузов, действующими на данном виде транспорта.
7.2 Хранение
7.2.1 Доставленные на строительную площадку растворные смеси, готовые к применению, должны быть перегружены в перегружатели-смесители или в другие емкости при условии сохранения заданных свойств смесей.
7.2.2 Упакованные растворные сухие смеси хранят в крытых сухих помещениях.
Мешки с сухой смесью должны храниться при температуре не ниже 5°С в условиях, обеспечивающих сохранность упаковки и предохранение от увлажнения.
7.2.3 Срок хранения сухой растворной смеси - 6 мес со дня приготовления.
По истечении срока хранения смесь должна быть проверена на соответствие требованиям настоящего стандарта. В случае соответствия смесь может быть использована по назначению.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). Перечень нормативных документов
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
ГОСТ 4.233-86 СПКП. Строительство. Растворы строительные. Номенклатура показателей
ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовые. Технические условия
ГОСТ 2226-2013 Мешки из бумаги и комбинированных материалов. Общие технические условия
ГОСТ 2642.5-2016 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида железа (III)
ГОСТ 2642.11-97 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения окисей калия и натрия
ГОСТ 3594.4-77 Глины формовочные. Методы определения содержания серы
ГОСТ 5578-94 Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия
ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний
ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия
ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 18481-81 Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия
ГОСТ 21216-2014
ГОСТ 21216-2014 Сырье глинистое. Методы испытаний
ГОСТ 22266-2013 Цементы сульфатостойкие. Технические условия
ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 25328-82 Цемент для строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия
ГОСТ 25818-2017 Золы-уноса тепловых электростанций для бетона. Технические условия
ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия
ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов. Методы определения эффективности
СНиП II-3-79* Строительная теплотехника
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Подвижность растворной смеси на месте применения в зависимости от назначения раствора
Таблица Б.1
Основное назначение раствора | Глубина погружения конуса, см | Марка по подвижности П |
А Кладочные: | ||
Для бутовой кладки: | ||
вибрированной | ||
невибрированной | ||
Для кладки из пустотелого кирпича или керамических камней | ||
Для кладки из полнотелого кирпича; керамических камней; бетонных камней или камней из легких пород | ||
Для заливки пустот в кладке и подачи растворонасосом | ||
Для устройства постели при монтаже стен из крупных бетонных блоков и панелей; расшивок горизонтальных и вертикальных швов в стенах из панелей и крупных бетонных блоков | ||
Б Облицовочные:
| ||
Для крепления плит из природного камня и керамической плитки по готовой кирпичной стене | ||
Для крепления облицовочных изделий легкобетонных панелей и блоков в заводских условиях | ||
В Штукатурные: | ||
раствор для грунта | ||
раствор для набрызга: | ||
при ручном нанесении | ||
при механизированном способе нанесения | ||
раствор для накрывки: | ||
без применения гипса | ||
с применением гипса |
ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное). Глина для строительных растворов. Технические требования
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)
Настоящие технические требования распространяются на глину, предназначенную для приготовления строительных растворов.
В.1 Технические требования к глине
В.1.3 Содержание химических составляющих от массы сухой глины не должно составлять более, %:
- сульфатов и сульфидов в пересчете на - 1;
- сульфидной серы в пересчете на - 0,3;
- слюды - 3;
- растворимых солей (вызывающих выцветы и высолы):
сумма оксидов железа - 14;
сумма оксидов калия и натрия - 7.
В.1.4 Глина не должна содержать органические примеси в количествах, придающих темную окраску.
В.2 Методы испытаний глины
В.2.1 Гранулометрический состав глины определяют по ГОСТ 21216.2 и ГОСТ 21216.12 .В.2.4 Содержание слюды определяют петрографическим методом по
Условия эксплуатации ограждающих конструкций, влажностный режим помещений по СНиП II-3-79*
Минимальный расход цемента в кладочном растворе на 1 м сухого песка, кг
При сухом и нормальном режимах помещения
При влажном режиме помещения
При мокром режиме помещения
УДК 666.971.001.4:006.354 | МКС 91.100.10 | ||
Ключевые слова: строительные растворы, минеральные вяжущие, каменная кладка, монтаж строительных конструкций; растворы кладочные, облицовочные, штукатурные |
|||
Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2018
Вяжущие вещества довольно широко используются в строительстве в процессе приготовления различных по составу бетонов и растворов, для изготовления строительных конструкций и изделий.
Вяжущие вещества принято делить на две группы:
1. Органическая группа.
2. Неорганическая группа.
Для неорганических вяжущих веществ характерны следующие признаки:
1. Гидрофильность.
2. Способность при затворении водой образовать легко формующуюся тестообразную пластичную массу.
3. Способность переходить в твердое состояние из тестообразного (пластичного) состояния.
Неорганические вяжущие материалы
Неорганические вяжущие вещества включают воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.
Минеральные вяжущие вещества используемые широко в строительстве делят на три основные группы в зависимости от их основного свойства твердеть и длительно противостоять различным климатическим факторам:
1. Воздушные вяжущие вещества.
2. Гидравлические вяжущие вещества.
3. Кислотостойкие вяжущие вещества.
Воздушные вяжущие вещества
Воздушные вяжущие вещества способны при взаимодействии с водой твердеть и превращаться постепенно в камневидное прочное тело, способное длительное время сохранять свою прочность в воздушной среде. Если систематически увлажнять изделия и строительные конструкции изготовленные на основе воздушных вяжущих веществ они быстро теряют свою прочность и разрушаются. К воздушным вяжущим веществам принято относить магнезиальные и гипсовые вяжущие, воздушную известь и глину.
По химическому составу воздушные воздушные вяжущие делятся на четыре группы:
◊ Известковые вяжущие, состоящие главным образом из окиси кальция CaO;
◊ Магнезиальные вяжущие, содержащие каустический магнезит MgO;
◊ Гипсовые вяжущие основой которых является сернокислый кальций;
◊ Жидкое стекло -силикат натрия или калия (в виде водного раствора).
Гидравлические вяжущие вещества
Гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют прочность (или даже повышают ее) не только на воздухе но и в воде.По своему химическому составу гидравлические вяжущие вещества представляют собой сложную систему, состоящую в основном из соединений четырех окислов: CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3.
Эти соединения образуют три основные группы гидравлических вяжущих:
〉 Силикатные цементы, состоящие преимущественно (на 75%) из силикатов кальция. К ним относят и его разновидности-главные вяжущие современного строительства.
〈 Алюминатные цементы, вяжущей основой которых являются алюминаты кальция, главным из них является глиноземистый цемент и его разновидности.
3. Строительный гипс (ГОСТ 125-79).
Гипс продается в мешках и бывает очень многих марок. От марки г-25 до марки г-5, что обозначает прочность на сжатие.Чем больше марка тем больше прочность, например гипс с маркировкой г-25-выдерживает прочность на сжатие до 25 кгс/см. Его недостаток состоит в том, что он имеет высокое водопоглощение при этом активно теряет в прочности.
Из гипса отливают различные фигурные формы, для оформления интерьеров домов.Также используется для изготовления различных блоков и плит используемые при кладке перегородок и вентиляционных шахт. Его хранят в мешках или навалом в сухих помещениях. Длительное время гипс хранить нельзя, потому что теряет в прочности и приходит в непригодность. Особенностью гипса является его способность к быстрому схватыванию.
Гидравлические вяжущие материалы
♣ Органические вяжущие материалы
К ним относят различные битумы и дегти темнокоричневого и черного цвета. Используют для устройства гидроизоляционных работ. органические вяжущие вещества водонепроницаемы, водостойки, эластичны и стойкие к атмосферным влияниям. При нагревании вяжущие способны размягчаться (разжижаться) а при охлаждении становятся более вязкими и даже твердыми.
В первую очередь в эту группу можно выделить природные битумы и битумы-продукты переработки нефти. По химическому составу битумы представляют собой высокомолекулярные соединения водорода, кислорода, азота и серы. Природные битумы могут образоваться в естественных условиях в результате отделения от нефти легких и средних по весу фракций (частей).
Но для нужд строительства используют главным образом твердые, полутвердые и жидкие нефтяные битумы (БН), которые делятся на дорожные, строительные и кровельные.
1. Битумы нефтяные строительные используют для различного вида строительных работ и выпускают следующих марок:
БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10. Первая цифра показывает температуру размягчения а вторая показывает проникновение в битум иглы.
2. Битумы нефтяные кровельные используют как пропиточные составы для изготовления рубероида и различных покрывочных мастик. Широко используют в основном для производства кровельных работ. выпускают трех марок: БНК-90/180 пропиточный, БНК- 90/40 и БНК-90/30 покровные.
Пропиточные битумы имеют температуру размягчения 40-50 °С, в то время как для покровных битумов температура размягчения составляет 85-90 °С.
Битумы марок БН-50/50, БН-70/30, БН-90/10 соответствуют битумам ранее выпускаемых марок БН-III, БН-IV, БН-V.Гарантийный срок хранения кровельных нефтяных битумов -один год со дня изготовления.
2. Каменноугольный пек -черное твердое и вязкое вещество. Является продуктом перегонки каменноугольного дегтя и имеет разную температуру плавления:
мягкий-45-50 °С, средний-65-75 °С, и твердый-75-90 °С. Считается что, чем больше в пеке антраценового масла, тем он мягче и наоборот,чем меньше тем он тверже. В строительстве пек используют в смеси с тяжелым маслом для пропитки толя, для приготовления дегтевых мастик и других целей. При работе с пеком соблюдают осторожность так как при попадание на кожу мельчайшие его частицы вызывают ожоги. Лучшее время для работы с пеком это сумерки или пасмурная погода.
3. Каменноугольный деготь (каменноугольная смола) представляет собой черную маслянистую жидкость с резким запахом. Получают каменноугольный деготь на коксохимических заводах как побочный продукт при коксовании угля. Используют широко в дорожном строительстве и для приготовления простейших кровельных мастик.
***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!Лекция 17
Вяжущими материалами (или просто вяжущими) называют тонкодисперсные порошкообразные вещества или композиции веществ, образующие при взаимодействии с жидкостями высокополимерные твердые материалы. В качестве вяжущих материалов могут быть вещества органической, элементоорганической и неорганической природы. В качестве жидкости для неорганических вяжущих материалов обычно используют воду, иногда - ортофосфорную кислоту.
Алебастр. Встречающийся в природе гипс CaSО 4 ·2Н 2 О частичным обезвоживанием при 160°С переводят в так называемый жженый гипс - смесь CaSО 4 ·0,5Н 2 О и высокодисперсного CaSO 4 , или алебастр:
2CaSО 4 · 2Н 2 О = CaSО 4 · 0,5Н 2 О + CaSО 4 + 3,5Н 2 О
Жженый гипс довольно быстро затвердевает, снова превращаясь в CaSО 4 ·2Н 2 О. Благодаря этому свойству гипс применяется для изготовления отливочных форм и слепков с различных предметов, а также в качестве вяжущего материала для штукатурки стен и потолков. Получают также гипсобетонные изделия, содержащие в материале кроме гипса различные наполнители. В хирургии при переломах используют гипсовые повязки.
Известковый раствор . Смесь гашеной извести с песком и водой называется известковым раствором и служит для скрепления кирпичей при кладке стен. Гашеную известь применяют также в качестве штукатурки. Затвердевание извести происходит сначала из-за испарения воды, а затем в результате поглощения гашеной известью диоксида углерода из воздуха и образования карбоната кальция:
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСОз + Н 2 О.
Вследствие небольшого содержания СО 2 в воздухе процесс затвердевания протекает очень медленно, а так как при этом выделяется вода, то в зданиях, построенных с применением известкового раствора, долго держится сырость. При затвердевании известкового раствора также протекает процесс:
Са(ОН) 2 + SiО 2 = CaSiО 3 + Н 2 0.
Цемент. К важнейшим материалам, изготовляемым силикатной промышленностью, относится цемент, потребляемый в огромных количествах при строительных работах.
Обычный цемент (силикатцемент) получают путем обжига смеси глины с известняком. При обжиге цементной смеси карбонат кальция разлагается на диоксид углерода и оксид кальция; последний вступает во взаимодействие с глиной, причем получаются силикаты и алюминаты кальция.
Цементная смесь обычно приготовляется искусственно. Но местами в природе встречаются известково-глинистые породы - мергели, которые по составу как раз подходят к цементной смеси.
Химический состав цементов выражают обычно в процентах (масс.) содержащихся в них оксидов, из которых главными являются СаО, Аl 2 Оз, SiO 2 и Fе 2 Оз.
При замешивании силикатцемента с водой получается тестообразная, через некоторое время затвердевающая масса. Переход ее из тестообразного состояния в твердое называется «схватыванием».
Процесс затвердевания цемента протекает в три стадии. Первая стадия заключается во взаимодействии поверхностных слоев частичек цемента с водой согласно схеме:
ЗСаО · SiO 2 + nН 2 О = 2СаО · SiO 2 · 2Н 2 О + Са(ОН) 2 + (n - 3)Н 2 О.
Из содержащегося в цементном тесте раствора, насыщенного гидроксидом кальция, последний выделяется в аморфном состоянии и, обволакивая цементные зерна, превращает их в связанную массу. В этом состоит вторая стадия - схватывание цемента. Затем начинается третья стадия - кристаллизация или твердение. Частицы гидроксида кальция укрупняются, превращаясь в длинные игольчатые кристаллы, которые уплотняют массу силиката кальция. Вместе с тем нарастает механическая прочность цемента.
При употреблении цемента в качестве вяжущего материала его обычно смешивают с песком и водой; эта смесь называется цементным раствором.
При смешивании цементного раствора с гравием или щебнем получают бетон. Бетон - важный строительный материал: из него строят своды, арки, мосты, бассейны, жилые дома и т. п. Сооружения из бетона с основой из стальных балок или стержней называются железобетонными.
Кроме силикатцемента, выпускаются и другие виды цементов, в частности глиноземистый и кислотоупорный.
Глиноземистый цемент получают сплавлением тонко размолотой смеси боксита (природного оксида алюминия) с известняком. Этот цемент содержит в процентном отношении больше оксида алюминия, чем силикатцемент. Главными соединениями, входящими в его состав, являются различные алюминаты кальция. Глиноземистый цемент затвердевает гораздо быстрее, чем силикатный. Кроме того, он лучше противостоит действию морской воды. Глиноземистый цемент гораздо дороже силикатцемента, поэтому он применяется в строительстве лишь в специальных случаях.
Кислотоупорный цемент представляет собой смесь тонко размолотого кварцевого песка с «активным» кремнеземистым веществом, обладающим высокоразвитой поверхностью. В качестве такого вещества применяют или трепел, подвергнутый предварительно химической обработке, или искусственно полученный диоксид кремния. После прибавления к указанной смеси раствора силиката натрия получается пластичное тесто, превращающееся в прочную массу, противостоящую всем кислотам, кроме фтороводорода.
Кислотоупорный цемент применяется в качестве вяжущего вещества при футеровке химической аппаратуры кислотоупорными плитками. В ряде случаев им заменяют более дорогой свинец.
Магнезиальный цемент . Технический продукт, получаемый путем замешивания прокаленного при 800°С оксида магния с 30% (масс.) водным раствором хлорида магния, носит название магнезиального цемента (цемента Сореля). Такая смесь через некоторое время затвердевает, превращаясь в плотную белую, легко полирующуюся массу. Затвердевание можно объяснить тем, что основная соль, первоначально образующаяся согласно уравнению
MgO + MgCl 2 + H 2 O = 2MgCl(OH),
затем полимеризуется в цепи типа - Mg - О----- Mg – O – Mg -, на концах которых находятся атомы хлора или гидроксильные группы.
Магнезиальный цемент в качестве вяжущего материала применяется при изготовлении мельничных жерновов, точильных камней, различных плит. Его смесь с древесными опилками (ксилолит) используют для покрытия полов.
Металлофосфатные вяжущие материалы . Широкое применение находят вяжущие материалы на основе оксидов различных металлов и ортофосфоной кислоты (или ее солей). Особенностями получаемых на их основе веществ являются повышенная адгезия к различным материалам, жаропрочность и жаростойкость.
Впервые фосфатные вяжущие материалы были применены в зубоврачебной практике (их так же, как и магнезиальный цемент, называют цементом Сореля) на основе гидрофосфата и гидроксофосфата цинка. Этот цемент получается из оксидов цинка, магния, кремния и висмута. Смесь после обжига измельчают в порошок и обрабатывают ортофосфорной кислотой. Образующаяся пластичная масса схватывается за 1-2 мин.
Растворы цинкфосфатных и алюмофосфатных связующих с мольным отношением оксидов цинка и алюминия к оксиду фосфора (V) 1:5 после нанесения на древесину создают тонкослойное (толщиной менее 1 мм) покрытие, переводят древесину в категорию трудносгораемых материалов.
Производство алюмохромфосфатного вяжущего материала сводится к получению смеси соединений хрома (+3), гидроксида алюминия и ортофосфорной кислоты. Полученный вязкий прозрачный раствор зеленого цвета отвечает составу Аl 2 Оз·0,8Cr 2 O 3 ·3P 2 O 5 . На основе фосфатных связок разработаны антикоррозионные, огнезащитные и декоративные покрытия и краски, жаростойкие бетоны, обмазки, клеи и керамические огнеупорные, теплоизоляционные и конструкционные материалы.
Органические вяжущие материалы
Битумы – это вяжущие, состоящие из различных углеводородов и кислородных органических соединений азота и серы. Они растворимы в органических растворителях и подразделяются на природные и нефтяные. Битумы – сложные органические вяжущие, представляющие собой коллоидные системы, в которых дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой – асфальтены. Масляные фракции битумов состоят из углеводородов со средней молекулярной массой 600 а.е.м.. У смол она около 800 а.е.м.. Сера, кислород и азот входят в состав активных групп OH, NH, SH, COOH. В битумах имеются углеводороды метанового, нафтенового и бензольного рядов и представляют свыше нескольких сот тысяч соединений.
Свойства битумов оценивают по температуре размягчения, твердости и растяжимости, которые характеризуют их пластичность и способность связывать минеральные материалы. Парафины ухудшают свойства битумов, повышая хрупкость при низкой температуре. С течением времени происходит медленное изменение свойств битумов –их старение. Хрупкость и твердость битумов при этом возрастают.
Асфальт – смесь битума и тонко измельченных минеральных материалов, которые придают им прочность при изменении температуры. Разновидностями природных асфальтов являются горные смолы, асфальтиды, асфальтовые породы. В асфальтовых породах преобладают минеральные вещества типа известняков и песчаников (до70-80%). Асфальты получают также искусственно путем смешения порошкообразного известняка с битумом, количество которого колеблется в пределах от 13 до 60%.
Асфальтены – наиболее высокомолекулярные вещества природной нефти, массовый вес которых колеблется в пределах 600-6000а.е.м. В зависимости от химического состава нефти они могут находиться в виде истинных или коллоидных растворов. Асфальтены в основном состоят из С (80-86%), О(1-9%), N(lj 2%), S(0-9%),количество которых зависит от состава нефти. Асфальтены рассматривают как продукты конденсации нефтяных смол. Это темно-бурые порошки, легко растворимые в бензоле, хлороформе, сероуглероде, что используется для выделения из нефти и нефтепродуктов.
Асфальтовые растворы приготовляют из смеси нефтяного битума с тонкодисперсными минеральными добавками (известняк, шлаки, кварцевый песок и т.п.). Их включение в битумы повышает твердость и температуру размягчения раствора. Асфальтовые растворы водоенпроницаемы, атмосферостойки, достаточно прочны и применяются для покрытия тротуаров, нанесения гидроизоляции и защиты от коррозии.
Если в асфальтовый раствор ввести крупный заполнитель, то получают асфальтобетоны , которые затем укладывают в горячем виде при покрытии автодорог. На основе битумов и латексов производят рубемаст, стеклобит, стеклопласт, битумно-полимерный элабит, обладающий высокой эластичностью на холоде при большой механической прочности.
Новый рулонный гидроизоляционный материал фольгорубероид изготовляют из алюминиевой фольги, битумного вяжущего и картона. Он применяется для защиты и теплоизоляции трубопроводов при температурах от - 40 до +70 о С. Выпускается также битумная черепица различного цвета, стойкая в суровых климатических условиях.
Вяжущими строительными материалами или просто вяжущими называют природные или искусственные вещества, которые обладают способностью в результате физико-химических процессов переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное, при этом одновременно развиваемся сцепление их с другими материалами.
Классификация вяжущих строительных материалов
Вяжущие вещества подразделяются на две основные группы:
- неорганические, или минеральные вяжущие (известь, гипс, цемент и др.);
- органические вяжущие (битум, деготь, клей и др.).
Неорганические вяжущие материалы в свою очередь делятся на воздушные и гидравлические.
Воздушные вяжущие материалы твердеют только на воздухе; гидравлические твердеют и на воздухе, и в воде.
При твердении неорганических вяжущих различают две стадии: схватывание - процесс постепенного перехода теста, состоящего из вяжущего и воды, из жидкотекучей фазы в твердую фазу и собственно твердение, при котором материал, оставаясь внешне неизменным, постепенно становится все более прочным.
Все неорганические вяжущие изготовляются из широко распространенных нерудных ископаемых. Однако они существенно различаются по стоимости, что объясняется различной сложностью и энергоемкостью процесса их изготовления.
Воздушные вяжущие
К воздушным вяжущим относятся:
- известь,
- гипс,
- растворимое стекло и
- кислотостойкий цемент.
Известь - простейшее и наиболее древнее вяжущее - получают путем обжига известняков. В результате обжига получают безводную окись кальция - СаО - негашеную известь, которую для получения строительного вяжущего гасят водой. При этом выделяется большое количество тепла, обусловливающее повышение температуры до 300°.
Твердение извести протекает с присоединением углекислого газа из воздуха, что и определяет ее свойство твердеть только на воздухе. Малое содержание углекислот газа в воздухе об\ словливает очень медленное твердение извести, которое в очень толстых стенах продолжается годами, в связи с чем прочность строительной извести не регламентирована.
Гипсовые вяжущие материалы получают путем обжига природного гипсового камня (двуводный гипс). В результате обжига двуводный гипс теряет 75% воды и превращается в так называемый полуводный гипс, который в измельченном виде при смешивании с водой быстро схватывается, а затем твердеет на воздухе. Схватывание гипса протекает настолько быстро, что СНиПом ограничивается срок не только окончания, но и начала схватывания (4 мин от начала затворения).
Этим свойством гипса, как известно, широко пользуются в медицине при лечении переломов.
Прочность строительного гипса на сжатие 35-45 кг/см2.
Однако гипс обладает недостаточной водостойкостью, выражающейся в понижении прочности при увлажнении, и поэтому его используют только для внутренних работ (для перегородок, штукатурки) в сухих помещениях, а также в качестве добавки к другим вяжущим для ускорения схватывания.
Растворимое, или «жидкое», стекло представляет собой специально изготовляемый на стекольных заводах силикатный материал, имеющий вид стеклообразных глыб, которые могут быть растворены паром (в автоклавах) или горячен водой до необходимой консистенции. Растворенное стекло представляет собой минеральный клей, твердеющий на воздухе.
Жидкое стекло используют для изготовления огнезащитных красок, кислотостойких замазок и пленок, а также для укрепления слабых песчаных грунтов.
Кислотостойкий кварцевый кремнефтористый цемент (КЦ) представляет собой порошкообразную смесь молотого кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Смесь, затворенная на жидком стекле, после твердения на воздухе превращается в прочное камневидное тело, способное противостоять действию большинства кислот.
Кислотостойкий цемент применяется при защите строительных конструкций от кислотной коррозии, для устройства коррозионно-стойких иолов и т. д.
Гидравлические вяжущие
Наиболее массовым видом гидравлических вяжущих являются цементы, а среди них на первом месте стоит портландцемент - искусственное вяжущее, получаемое из природных мергелей или смеси известняка с глиной.
Исходный материал измельчают, затворяют водой и обжигают до спекания во вращающихся цилиндрических печах. Продукт обжига (клинкер) измельчают в шаровых мельницах. Получаемый при помоле тонкий порошок светло-серого цвета и является цементом.
Цемент является наиболее универсальным, но вместе с тем и наиболее дорогим из неорганических вяжущих.
При затворении цемента водой в количестве 20-50% образуется цементное тесто, которое по истечении некоторого времени схватывается, превращаясь в цементный камень. Твердение цементного камня при благоприятных температурно-влажностных условиях продолжается многие годы. Однако прочность нарастает быстро только в первое время и поэтому за стандартный срок твердения цемента принят период в 28 дней (4 недели).
Прочность цементов характеризуется их марками. Для определения марки цемента приготовляют стандартные образцы в виде балочек размерами 4X4X16 см (принимая 3 части песка на 1 часть цемента). Балочки испытывают на изгиб (до разрушения), а половинки их на сжатие.
Маркой цемента называется численная величина предела прочности в кг/см2 при испытании на сжатие. Кроме того, для цемента каждой марки стандартом установлена и минимальная прочность на изгиб.
Цементная промышленность сейчас производит основные марки портландцемента 300, 400, 500, 600 и 700.
Обыкновенный портландцемент применяется для бетонных и железобетонных конструкций, за исключением подверженных действию морской, минерализованной или даже пресной, но проточной воды.
Другие виды цемента:
- шлакопортландцемент, получаемый совместным помолом цементного клинкера с доменным гранулированным шлаком (в количестве 30-70%), который, являясь отходом доменного производства, сам со себе обладает вяжущими свойствами;
- пуццолановый портландцемент, получаемый совместным помолом цементного клинкера со специальными дотиками, которые при твердении цемента связывают свободную известь и этим повышают стойкость бетона против выщелачивания;
- глиноземистый цемент (марок 400, 500 и 600), отличающийся особо быстрым твердением; в отличие от других цементов, глиноземистый цемент достигает своей марочной прочности уже через 3 дня.
Расширение производства быстротвердеющих цементов имеет большое народнохозяйственное значение, так как дает возможность ускорить и удешевить процесс изготовления сборного железобетона, а также ускорить возведение монолитных железобетонных конструкций, так как скорость твердения цемента определи ет и скорость твердения бетона.
Органические вяжущие и материалы на их основе
Органические вяжущие делятся на три основные группы:
- битумные,
- дегтевые и
- синтетические.
Все эти материалы носят характер смол - размягчаются и плавятся при нагревании.
Битум и деготь имеют черный или темно-бурый цвет; поэтому их иногда называют черными вяжущими.
Природные битумы как вяжущие материалы встречаются в основном в составе осадочных горных пород. Такие породы в молотом, оплавленном и отформованном виде называются асфальтовой мастикой (асфальтом) .
Нефтяные жидкие и полутвердые битумы представляют собой продукт окисления тяжелых остатков перегонки нефти.
Каменноугольный деготь - побочный продукт коксования каменного угля - также выпускается в жидком или полутвердом виде.
Нефтяные битумы и каменноугольные дегти используются для изготовления рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов.
Рубероид представляет собой гибкий картон, пропитанный битумом. Покровный рубероид (для верхних слоев кровли) имеет такой же покровный слой. Такой же материал, только пропитанный битумом (без покровного слоя), называется подкладочным рубероидом (пергамин).
Аналогичные рубероиду и пергамину рулонные материалы, изготовленные на основе каменноугольного дегтя, называются соответственно толем и толькожей.
Мастика представляет собой смесь битума или дегтя с волокнистыми или пылевидными наполнителями (асбест, древесная мука, трепел, кварц и др.), повышающими теплостойкость мастики и расход вяжущего.
Различают мастики горячие, разжижаемые нагреванием, и холодные, разжижаемые растворителями.
Битумная и дегтевая мастика применяются при устройстве рулонных кровель из рубероида и толя, а также и самостоятельно - для гидроизоляции.
Асфальтовая мастика применяется для устройства асфальтовых полов, тротуаров, дорожных покрытий и т. д.
Синтетические смолы составляют основу пластмасс, которые вследствие ограниченного их применения в строительстве здесь не рассматриваются.