Вы здесь

Сухие смеси

Производство сухих строительных смесей
Содержание компонентов в сухих строительных смесях
Виды сухих строительных смесей, их состав и назначение

Производство, применение и состав сухих строительных смесей

Современные сухие  смеси — это не просто цемент с песком, а продукт наукоемких технологий, применение которого позволяет  не только значительно увеличить  производительность труда, но и получить совершенно иные качественные результаты, недостижимые в случае использования традиционных цементно-песчаных смесей. Естественно, что производители хранят рецептуры своих смесей в глубочайшей тайне, но общие принципы формирования специфических характеристик материалов, а также компоненты, входящие в них, хорошо известны. В составе модифицированных сухих смесей можно выделить четыре основные группы компонентов: минеральные вяжущие, инертные наполнители, добавки для получения специальных свойств, в том числе водоудерживающие, а также полимерные связующие, которые работают в том же направлении, что и минеральные, но имеют совершенно иной механизм действия. 

Минеральные вяжущие вещества
В качестве гидравлического минерального вяжущего чаще всего используются портландцементы (белые и серые), быстротвердеющие высокоалюминатные цементы, a- и .-полугидратный гипс, а также их комбинации. При совместной гидратации цемента и гипса образуется большое количество минерала, называемого эттрингит, наличие которого способно привести к разрушению материала, полученного из сухой смеси, поэтому такая комбинация находит ограниченное применение, например для устройства безусадочных полов с жесткой поверхностью. Гидратированная известь (пушонка) отверждается в результате реакции c двуокисью углерода (CO2), а потому является воздушным вяжущим.  

В настоящее время известь используется в качестве добавки (5—30%) к цементным материалам, позволяющей значительно улучшить перерабатываемость затворенного раствора, а в качестве основного вяжущего — только в специализированных составах, предназначенных для реставрации исторических зданий. Если наполнитель выбран правильно, то есть имеет невысокую пористость, плотную упаковку и достаточную собственную прочность, то прочность и плотность получаемой минеральной композиции зависят только от свойств вяжущего вещества. 

К сожалению, технические характеристики цемента, даже одного производителя, могут существенно варьировать от партии к партии, что ведет к изменению свойств сухой смеси при неизменной рецептуре. Несмотря на наличие в нашей стране огромного количества месторождений CaCO3, существуют большие проблемы и с качеством извести. В связи с этим нельзя не упомянуть о международной системе менеджмента качества DIN ISO 9001. Бытует ошибочное мнение, что наличие сертификата ISO 9001 является безусловной гарантией качества продукции. Это не совсем так. Стандарт ISO 9001 не определяет качественные характеристики материалов, а гарантирует лишь стабильность свойств выпускаемой продукции. Специальная комиссия проводит обследование предприятия, оценивает состояние его оборудования, технической документации, организацию производственного процесса и качества исходного сырья.  

Решение о выдаче (или отказе в выдаче) данного сертификата принимается на основании всестороннего анализа полученных результатов. В дальнейшем при внесении в технологию производства любых изменений, способных повлиять на соответствие продукции требованиям нормативных документов, производитель обязан известить об этом комиссию, выдавшую сертификат. В свою очередь, комиссия, рассмотрев заявку, вправе принять решение о проведении повторной сертификации.  
Таким образом, знак ISO 9001, присутствующий на упаковке с сухой смесью или в технической документации, означает, что продукт изготовлен на предприятии, прошедшем сертификацию, а информация, содержащаяся в техническом описании, соответствует действительности.

Наполнители 
При производстве сухих смесей в качестве наполнителей чаще всего применяются известняковая мука и кварцевый песок. Использование доломита вместо известняковой муки не рекомендуется из-за содержания в нем большего количества растворимых солей магния, что может привести к образованию высолов. 

В состав теплоизоляционных штукатурных смесей входят и пористые наполнители, такие, как керамзит, перлит и вермикулит, а в некоторых случаях — гранулированный пенополистирол. Если необходимость применения цемента высокого качества не вызывает и тени сомнения, то целесообразность использования наполнителей и, в частности, песка определенных кондиций, с точки зрения неспециалиста совершенно не очевидна.  

А между тем, качество сухой смеси зависит не только от гранулометрического состава наполнителя, но и от содержания посторонних добавок, наличие которых существенно влияет на конечный результат. В частности, даже небольшое содержание примесей глины способно значительно уменьшить адгезию раствора, а присутствие некоторых растворимых соединений инициирует разрушение дорогостоящих органических добавок.  

Кроме того, в составе минерального наполнителя могут содержаться химические соединения (например, активный оксид алюминия), способные влиять на процесс гидратации цемента. Чтобы избежать подобных неприятностей производители стремятся использовать наполнитель из одного месторождения, что позволяет обеспечить стабильное качество конечного продукта. 

Например, нивелирующие массы торговой марки «Ветонит», пользующиеся неизменной популярностью среди наших строителей, производятся на заводе компании Optiroc, который расположен в центре карьера, песок из которого используется в качестве наполнителя.  

К сожалению, объем журнальной статьи не позволяет подробно рассмотреть такие важные параметры наполнителя, как твердость и пористость. Коротко остановимся на влиянии ситовых характеристик. Большинство растворов для тонкослойного нанесения, таких как плиточные клеи и тонкие штукатурки, содержат, как правило, зерна не крупнее 0,6 мм.

Составы, предназначенные для толстослойного нанесения, в том числе и декоративные, содержат более крупные зерна. Размер до 0,1 мм характерен для таких гладких растворов, как шпаклевки и расшивочные массы. Максимальные механические показатели, например усилие на отрыв, при минимальном расходе химических добавок могут быть достигнуты в том случае, когда наполнитель имеет достаточно плотную упаковку, то есть содержит примерно одинаковые доли различных фракций.

Модифицирующие  добавки
Применение специальных добавок (модификаторов) при создании рецептур модифицированных сухих смесей обусловлено необходимостью получения определенных технических и технологических характеристик этих материалов и, в первую очередь, — потребностью удержания воды в затворенном растворе после его нанесения. Вода впитывается в основание и испаряется с поверхности раствора, что приводит к сокращению времени пребывания цемента в фазе геля, уменьшению степени гидратации и, как следствие, к снижению прочности. Чем меньше толщина слоя раствора, тем больше сказываются на качестве образующегося цементного камня указанные недостатки.

В начале прошлого века в Германии был разработан способ получения водорастворимых эфиров целлюлозы. Исследования показали, что вследствие слабого межмолекулярного взаимодействия с молекулами воды эти полимеры обладают великолепной водоудерживающей способностью. Каждая молекула полимера может удерживать до 20 тыс. молекул воды. 

Энергия этого взаимодействия сопоставима с энергией испарения и капиллярной диффузии в основу, что является препятствием для ухода воды. В свою очередь, эта энергия несколько меньше, чем энергия диффузии воды при гидратации цемента, что позволяет ему отбирать эту воду.  

Фактически вода в растворе заменяется гомогенным желеобразным раствором метилцеллюлозы, в котором взвешены частички цемента и заполнителя. Высокая водоудерживающая способность такой системы способствует полной гидратации цемента и позволяет раствору набирать необходимую прочность даже при тонкослойном нанесении. После ухода воды полимер в виде тончайшей пленки остается на поверхностях между цементным камнем и наполнителем, никак не влияя на механические характеристики затвердевшего раствора.

Таким образом, добавление незначительного количества (0,02—7%) водорастворимых эфиров целлюлозы к цементно-песчаным смесям приводит к существенному увеличению открытого времени и дает возможность раствору гидратироваться равномерно по всему объему, а также обеспечивает существенное повышение адгезии к основанию и улучшение качества поверхности.  

Чем больше толщина слоя цементного раствора, тем меньше метилцеллюлозы требуется для обеспечения необходимой степени начальной гидратации, поэтому на этикетке сухой смеси должна быть четко указана минимально допустимая толщина нанесения состава. В свою очередь, недопустимо и толстослойное (10 мм и более) применение раствора с высоким содержанием эфира целлюлозы, предназначенного для тонкослойных технологий. В этом случае может проявиться «эффект карамели», когда поверхность отверждается нормально, а внутри сохраняется не отвердевший цементный раствор. По этой причине для подготовки неровных оснований (с перепадами более 10—15 мм) рекомендуется применение системы материалов, состоящей из сухой смеси для грубого выравнивания и тонкослойной нивелирующей массы, обеспечивающей получение гладкого финишного слоя, на поверхность которого и укладывается напольное покрытие. Системный подход не только позволяет избежать перечисленных неприятностей, но и снизить уровень затрат на материалы.  

К следующей группе добавок относятся дисперсионные порошки, которые, в отличие от водорастворимых производных целлюлозы, при затворении водой образуют не растворы, двухфазные системы, состоящие из полимерных частиц (на основе сополимеров винилацетата и этилена, винилхлорида, стирол-акрилата и т.п.), диспергированных в воде.

Добавление этих составов в продукты строительной химии позволяет активно влиять на характеристики конечного материала и обеспечивает получение результатов, недостижимых при использовании только традиционных минеральных вяжущих. 

Первые попытки модификации цементных смесей полимерами заключались в добавлении к воде затворения дисперсии винилацетата, извест- ной как клей ПВА. В процессе образования винилацетатной пленки происходит значительная (до 10%) усадка, что влечет за собой растрески- вание полимерно-цементного материала, поэтому от применения ПВА быстро отказались. 

Следующим этапом стало использование двухкомпонентных составов, состоящих из цементно-песчаной смеси, приготовленной в заводских условиях, и полимерной дисперсии, поставляемой в жидком виде, которые смешиваются на строительной площадке. Двухкомпонентные растворы применяются до сих пор, но водная дисперсия теряет свои свойства при замерзании, поэтому в холодное время года ее транспортировка и приготовление рабочего раствора вызывают определенные затруднения.  

Начало производства однокомпонентных сухих строительных смесей относится к 1953 году, когда специалистам фирмы Wacker (Германия) удалось получить сухой редиспергируемый порошок, образующий после затворения водой двухфазную систему, обладающую свойствами исходной полимерной дисперсии.  

Дисперсии отличаются от метилцеллюлозы и механизмом действия. По мере расходования вода концентрируется в порах цементного камня и там же концентрируется дисперсия, образуя «эластичные мостики», работающие на растяжение и изгиб несравненно лучше, чем цемент. Комбинация минеральных и полимерных вяжущих предоставляет возможность производства продуктов строительной химии, обладающих не только повышенными прочностными свойствами и улучшенной адгезией (в том числе и к таким «проблемным» основаниям, как металл, дерево, пластик, глазурованная плитка и т.п.), но и управляемыми реологическими (тиксотропность, пластичность) и специальными (гидрофобность, текучесть) характеристиками.  

Например, выравнивающие растворы для полов содержат комбинацию специальных дисперсионных добавок с органическими и синтетическими пластификаторами, наличием которых и определяются такие специфические свойства этих материалов, как способность к растеканию и гладкость получаемой поверхности. Дисперсионные модификаторы, входящие в состав клеевых составов для плиточных работ, улучшают условия работы, продлевают срок жизни затворенного раствора и повышают тиксотропность (способность загустевать в состоянии покоя и разжижаться при перемешивании) материала.  

Кроме повышения адгезии к сложным основам, дисперсионные порошки выполняют функции полимерного вяжущего в тех случаях, когда величи на сдвиговых нагрузок превышает возможности цементно-песчаных растворов, модифицированных только эфиром целлюлозы. Пластичность таких клеевых составов позволяет, в частности, компенсировать термические напряжения, возникающие между облицовочным материалом и основанием.В первую очередь это относится к фасадным системам, где суточные колебания температуры могут достигать 70—80°С и «теплым» полам, где перепады температур также очень велики.  

Очень высокое (20—30%) содержание полимера приводит к тому, что цемент уже не образует непрерывной кристаллической решетки, а отдельные фрагменты цементного камня связаны между собой только эластичными полимерными цепочками. Такие материалы применяются для устройства гидроизоляции. Ассортимент многих производителей компонентов строительной химии включает в себя дисперсионные порошки с температурой пленкообразования порядка 0°С, что позволяет использовать сухие смеси с добавкой этих материалов при низких (но не отрицательных) температурах, а некоторые марки дисперсионных порошков имеют температуру пленкообразования на уровне –15°С. Растворы, в рецептуре которых используются такие порошки, предназначены для проведения строительноотделочных работ в зимний период (при температурах не ниже –10°С).  

Составление рецептуры сухих смесей — это сложный и длительный процесс, невозможный без участия квалифицированного персонала и предполагающий обязательное наличие современной лаборатории для анализа и испытания образцов, оснащенной высококлассным оборудованием. В связи с этим хочется предостеречь потребителей от попыток кустарной «модификации» простых цементных растворов.  

В частности, распространенная в нашей стране практика «улучшения» простых цементно-песчаных смесей дисперсией винилацетата (клей ПВА) приводит к весьма плачевным результатам. Низкая стойкость к щелочным растворам, присущая винилацетату, вызывает его омыление в местах с повышенной влажностью (ванные комнаты и т.п.). Именно это обстоятельство является причиной того, что отваливается плитка, уложенная на раствор с добавлением клея ПВА.

http://www.vashdom.ru/articles/ard-center_4.htm


Производство  сухих строительных смесей

Сухие строительные смеси ( CCC ) - это приготовленные в заводских условиях, оптимизированные по составу смеси вяжущих веществ, заполнителей, наполнителей и функциональных добавок.

Развитие производства сухих смесей в мировой практике связано, прежде всего, с необходимостью увеличения производительности труда строителей при выполнении отделочных и специальных строительных работ и с повышением их качества, что определяется углублением специализации применяемых материалов. Для каждого вида строительных работ разработаны специальные виды растворных смесей, приготовление которых по традиционной «мокрой» технологии нерационально.

Основные преимущества сухих строительных смесей по сравнению с традиционными составами и технологиями следующие:

- сухие смеси  обеспечивают широкую номенклатуру  научно-обоснованных составов (для каждого вида строительных работ); 
- заводское изготовление смесей при весовом дозировании компонентов обеспечивает стабильность их составов; 
- упрощается доставка, обеспечиваются всесезонность и длительные сроки хранения, упрощается утилизация тары; 
- обеспечивается негорючесть, низкая категория химической вредности; 
- обеспечивается повышение производительности труда строителей в 2-5 раз, особенно при использовании специальной техники для применения смесей; 
К этому нужно добавить высокую производительность труда на заводах по производству сухих строительных смесей, снижение материалоёмкости строительных работ (применение тонкослойных технологий), а также возможность производства сухих смесей нестроительного назначения (например, огнеупорных, тампонажных), а также специальных цементов (путём смешения компонентов).

По содержанию основных компонентов (вяжущих веществ, заполнителей, наполнителей) и добавок, в зависимости от проектируемого уровня свойств и целевого назначения, концентрация каждого из компонентов в составе смеси может значительно меняться. В табл. 1 приведена общая информация о диапазоне составов сухих строительных смесей.

Табл. 1 Содержание компонентов в сухих строительных смесях

Компоненты смеси Состав компонента Содержание,  
% масс.
Вяжущие вещества

(минеральные)

  • силикатные цементы (на основе портландцементного клинкера)
  • алюминатные цементы
  • смесь цементов
  • гидратная известь
  • строительный гипс
  • гидросиликаты натрия и калия
  • глина молотая
5-50

3-30

20-40

3-15

5-90

5-15

15-40

Вяжущие вещества

(органические)

  • редиспергируемые полимерные порошки (сополимеры винилацетата, этилена, акрилата, стирола и др.)
  • водорастворимые эфиры целлюлозы
2-12

2-5

Вяжущие вещества

(органо-минеральные)

  • полимер-цементные и полимерсиликатные композиции
15-40
Заполнители
  • строительные и кварцевые пески
  • мраморная, известняковая, доломитовая, гранитная крошка, техногенные продукты
10-80
Наполнители
  • кальцит (молотый мрамор, известняк)
  • доломит (молотый доломит)
  • молотый кварц (кварцевая мука)
  • золы, шлаки, отходы камнепереработки и др. техногенные продукты
5-80
Функциональные  добавки
  • пластификаторы
  • водоудерживающие
  • полимерные порошки (редиспергируемые)
  • ускорители и замедлители схватывания и твердения
  • упрочнители, расширяющиеся, противоморозные и др.

0,01-4


Вяжущие вещества

Основу подавляющего большинства сухих строительных смесей составляют минеральные вяжущие вещества и строительный песок (преимущественно кварцевого состава).

Наиболее распространены смеси на основе портландцемента, во многих случаях они содержат также гидратную известь, а иногда приготавливаются на смеси портландского и глинозёмистых цементов.

В отдельные  группы выделяют смеси на основе гипсовых вяжущих веществ, известковые смеси (обычно, для реставрационных работ), смеси на основе редиспергируемых порошков органических вяжущих веществ (бесцементные).

Заполнители

Кроме строительного (кварцевого) песка, заполнителями (преимущественный размер частиц >0,16 мм) для сухих  строительных смесей могут быть пески  из дроблёных горных пород или отсевов дробления (мрамора, известняков, доломитов, гранитов и др.), а также техногенные продукты (промышленные отходы) соответствующего состава и гранулометрии. Возможность применения техногенных продуктов в составе сухих строительных смесей в каждом конкретном случае должна быть подтверждена проведением исследований, определяющих уровень их строительно-технических и санитарно-химических свойств. Это требование справедливо и для тонкодисперсных наполнителей (преимущественный размер частиц <0,16 мм).

Модифицированные и немодифицированные смеси

Суммарная доля минеральных вяжущих веществ, минеральных  заполнителей и наполнителей в составе  смесей (по массе) может достигать 95-98%. Или даже 100%, в этом случае речь идет о производстве так называемых немодифицированных сухих смесей, типа известковых и цементных гарцовок (смесей вяжущих и мелких заполнителей).

Немодифицированные смеси выпускаются в заводских условиях, в том числе и на заводах сухих строительных смесей. Однако перспектива развития отрасли связывается преимущественно с расширением производства модифицированных смесей. Такие смеси содержат в своём составе модифицирующие (функциональные) добавки, придающие сухим смесям, растворным смесям, полученным при затворении сухих смесей водой и затвердевшим растворам заданный уровень строительно-технических свойств. В этом случае сухие строительные смеси (сухие порошки) содержат все необходимые компоненты и требуют лишь смешения смеси с заданным количеством воды.

Классификация ССС

В основу классификации сухих строительных смесей положены разные принципы: состав смесей, условия и область их применения. Наиболее распространенной является классификация по виду вяжущего вещества и по дисперсности наполнителя, согласно которой сухие смеси могут быть отнесены к одной из трех групп:

- на минеральных  связующих;  
- на органических связующих;  
- на полимер-цементном связующем.

По области применения сухие строительные смеси также можно распределить по трем группам:

1 группа - общестроительные (конструкционные, отделочные):

- немодифицированные  растворные и бетонные сухие  смеси;  
- кладочные растворные смеси, в том числе декоративные, для газобетонных блоков и др.;  
- штукатурные смеси, в том числе декоративные, теплоизоляционные;  
- шпатлёвки (ровнители) для стен, в том числе фасадные;  
- смеси для устройства полов и др.

2 группа - специальные строительные:

- гидроизоляционные  смеси;  
- санирующие штукатурки;  
- клеи для систем наружной теплоизоляции;  
- клеи и затирки для керамических и каменных настенных и напольных плит;  
- инъекционные составы;  
- ремонтные составы, в том числе безусадочные и расширяющиеся;  
- составы для торкрет- и набрызг-бетона;  
- сухие грунтовки и сухие краски, в том числе фасадные.

 3 группа – нестроительные (общетехнические):

- жаростойкие  и огнеупорные составы (для тепловых агрегатов);  
- огнезащитные составы (защита строительных конструкций);  
- кислотоупорные смеси;  
- буровые растворные смеси; тампонажные смеси;  
- электродные массы;  
- литейные формовочные смеси.

 
Сухие строительные смеси могут быть также классифицированы по условиям применения:

- для внутренних  работ, 

- для наружных  работ, выполняемых в реальных  атмосферных условиях (для фасадных  работ),

- для применения  в условиях низких (<5°С) и отрицательных  температур или, наоборот, повышенных и высоких температур,

- в условиях  водопритока, 

- для проведения  работ со строительными конструкциями,  характеризующимися высокой влажностью  и высоким содержанием водорастворимых  солей и др.

Виды ССС

Основными видами сухих строительных смесей являются штукатурные (цементные, гипсовые), клеи (адгезивы) для приклеивания керамических плиток или натурального камня, кладочные, системы для устройства полов, шпатлёвки и заполнители (затирки) для швов.

Требования к исходным материалам

При проектировании составов сухих строительных смесей основными условиями обеспечения необходимого уровня свойств, как растворных смесей, так и затвердевших растворов, являются: выбор вяжущей системы (вяжущих веществ заданных характеристик, смесей вяжущих веществ), выбор вида и гранулометрии заполнителей и наполнителей и обоснование применения функциональных добавок. Эти три условия являются равноценными для гарантии получения заданного уровня свойств.

Требования к вяжущему

Цементы

Большинство рецептур сухих строительных смесей базируются на применении портландцемента.

Цементы, рекомендуемые  к применению, чаще всего являются высокопрочными (марка «500» и выше), быстротвердеющими (прочность в 2 сут. >25 МПа) и бездобавочными (ПЦ Д-0) и  имеют удельную поверхность S>450 м2/кг. Именно такая характеристика цементов в большинстве случаев обеспечивает необходимую кинетику формирования свойств в условиях «тонкослойной технологии» при минимальном расходе функциональных добавок. Но иногда используют рядовые цементы с минеральными добавками.

Значительное  количество рецептур базируется на применении глинозёмистых цементов, обеспечивающих быстрое нарастание прочности, а  также смесей портландского и  глинозёмистого (высокоглинозёмистого) цемента для обеспечения быстрого схватывания и ранней прочности.

В некоторых  случаях применяют специальные  цементы: декоративные, напрягающие  и др.

Известь

Гидратная известь  для сухих строительных смесей должна быть кальциевой (MgO<5%), в ней должны отсутствовать крупные частицы (>0,6 мм), содержание непогасившихся зёрен не должно превышать 2-3%, влажность - менее 5%.

Гипс

Гипсовые вяжущие  вещества перспективны для большой  номенклатуры сухих строительных смесей: штукатурок, шпатлёвок, затирок, клеев  для гипсобетонных блоков, смесей для устройства полов и др.

Основной продукцией производителей гипсовых вяжущих является гипс невысоких марок (Г-2-Г-6), однако на рынке присутствуют и гипсовые вяжущие высоких марок (Г-16-Г-22).

Свойства гипсовых сухих смесей определяются качеством  гипсового вяжущего, поскольку его содержание в составе смеси 70-90%.

Гипс для сухих  строительных смесей должен контролироваться по следующим показателям: марка, сроки  схватывания, тонкость помола, влажность.

Свойства гипсовых сухих смесей дополнительно регулируются с помощью функциональных добавок, при этом учитываются сроки схватывания (замедление), пластические свойства, повышение трещиностойкости, прочности сцепления с основанием, водоудерживающие свойства и др.

Требования к заполнителям и наполнителям

Обязательными компонентами практически всех сухих строительных смесей являются заполнители и наполнители - минеральные природные или искусственно приготовленные материалы определённого зернового состава. Они составляют до 70-80% всего объёма строительных растворных смесей и позволяют сократить расход вяжущих без заметного падения прочности растворов, а также уменьшить усадочные деформации цементного камня.

Заполнитель способствует релаксации (снятию) механических напряжений, возникающих в цементном камне  вследствие усадки. Деформации смесей цемента с заполнителем снижаются примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня.

Важнейшими характеристиками заполнителей, используемых в составе  строительных сухих смесей, являются:

- минералогический  состав,

- зерновой состав,

- плотность зёрен, 

- насыпная плотность, 

- влажность, 

- наличие пылевидных  и глинистых частиц, глины в  комках и различных примесей.

К вредным примесям в песках, используемых в качестве заполнителей, относят аморфные разновидности  кремнезёма (халцедон, опал, кремень и др.), сульфиды и сульфаты, слюду, галоидные соединения (NaCl и KCl), уголь и органические примеси.

В составе сухих  строительных смесей в основном используются кварцевые пески. Важнейшими характеристиками заполнителей, определяющими технологические и строительно-технические свойства растворных смесей и растворов, являются:

- зерновой состав,

- пустотность, 

- водопотребность, 

- форма зёрен  заполнителя. 

Оптимальный, с  точки зрения формирования свойств  растворных смесей и растворов, гранулометрический состав заполнителя достигается, если его характеристика совпадает с «идеальной» кривой просеивания, соответствующей такому зерновому составу заполнителя, у которого упаковка зёрен наиболее плотная.

С целью улучшения  фракционного состава заполнителя вместо того, чтобы увеличивать долю вяжущего, целесообразнее вводить наполнители - тонкодисперсные материалы с размером частиц 0,05-0,16 мм.

К особому виду наполнителей можно отнести волокна, которые могут быть как минерального происхождения (стекловолокна, базальтовые), так и органического (полипропиленовые, целлюлозные и др.). Волокна должны быть устойчивы по отношению к щелочной коррозии. Они вводятся в растворы в количестве до 1-1,5 кг/м3 для придания им увеличенной прочности при изгибе и растяжении, эластичности, тиксотропности и повышения устойчивости при вибрационных воздействиях.

Функциональные (модифицирующие) добавки

На практике (даже при тщательном подборе состава  и соотношения вяжущего, заполнителей и наполнителей) не удаётся получить весь комплекс заданных характеристик сухой смеси, и применение функциональных добавок разного назначения становится неизбежным.

Применение функциональных добавок для регулирования свойств  растворных смесей и растворов является традиционным научно-техническим направлением в строительном материаловедении.

Основные требования к добавкам для сухих строительных смесей:

- добавка должна  быть сухой и негигроскопичной; 
- добавка должна хорошо распределяться в смеси при сухом смешении компонентов и быть к ним химически устойчивой; 
- добавка должна быть быстрорастворимой или быстродиспергируемой: при затворении сухой смеси водой время растворения (диспергирования) добавки не должно превышать для разных составов 2-10 мин (20°С); 
- добавка должна отвечать требованиям нетоксичности, пожаро-, взрыво- и химической опасности.

Возникновение и развитие производства модифицированных сухих строительных смесей стало  возможным только благодаря разработке функциональных добавок, пригодных  для этих целей. Оказалось возможным иногда использовать традиционные «добавки для бетонов», однако в большинстве случаев потребовалась разработка специальных функциональных добавок для сухих строительных смесей, отвечающих вышеперечисленным требованиям.

Добавки для  сухих строительных смесей условно могут быть подразделены на следующие группы:

- водоредуцирующие,

- водоудерживающие,

- загущающие,

- редиспергируемые  полимерные порошки (РПП),

- воздухововлекающие,

- пеногасители,

- ускорители  схватывания, 

- ускорители твердения,

- замедлители  схватывания, 

- гидрофобизаторы, 

- противоусадочные,

- противоморозные, 

- препятствующие  биохимической. 

Из многочисленных добавок разного назначения целесообразно  выделить три группы, которые используются в подавляющем большинстве сухих строительных смесей: водорастворимые модифицированные эфиры целлюлозы, редиспергируемые полимерные порошки (РПП) и суперпластификаторы.

Технология производства ССС

Технология сухих  строительных смесей относительно проста, хотя и имеет свои специфические особенности. Упрощённо она может быть сведена к сушке и фракционированию заполнителей (песков), сушке и размолу минеральных наполнителей (в случае, если они не поставляются на завод в готовом виде), складированию (хранению) всех компонентов (в том числе вяжущих веществ и добавок) и их дозированию в аппарат-смеситель.

Аппарат-смеситель (основной агрегат технологического цикла) - периодически действующий сухой  смеситель, способный гомогенизировать порошки из исходных компонентов, отличающихся друг от друга по размеру частиц (от долей микрона до 5 мм) и плотности (от 0,5 г/см3 до 4,0 г/см3).

Заключительный  цикл технологического процесса - упаковка и отгрузка готовой продукции (преимущественно  в бумажных мешках).

www.allbeton.ru


Виды  сухих строительных смесей, их состав и  назначение

Кладочные растворы 
В качестве кладочных растворов могут быть использованы сухие строительные смеси марок 100 и 200, в состав которых вводят дополнительно кварцевый компонент до получения заданной марки. Чтобы сохранить удобоукладываемость таких растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические пластифицирующие добавки, повышающие способность растворной смеси удерживать воду. 

Неорганические дисперсные добавки состоят из мелких частиц, хорошо удерживающих воду (известь, зола - унос, молотый доменный шлак, глина и т.п.). 

Органические поверхностно - активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки вводят в растворные смеси в количестве 0,05...0,2% от массы вяжущего. Они улучшают удобоукладываемость растворных смесей, а также экономят вяжущее, повышают морозостойкость, снижают водопоглащение и усадку раствора. 

Для каменной кладки наружных стен зданий применяют растворы марок 10, 25, 50 в зависимости от влажностных условий и долговечности.  

Гидроизоляционные материалы 

Воздействие воды на строительные материалы и конструкции можно с уверенностью отнести к агрессивным воздействиям. В связи с этим принципы гидроизоляции корреспондируются с принципами антикоррозионной защиты.  

Существующие методы герметизации зданий и сооружений можно разделить на две группы: первичные и вторичные. Для первичной защиты в качестве гидроизоляции используются непосредственно ограждающие конструкции из бетона соответствующей водонепроницаемости. 

При вторичной защите производится дополнительная пропиточная, штукатурная, обмазочная гидроизоляция ограждающих конструкций. 

Первичная гидроизоляция применяется при новом строительстве, а вторичная - при реконструкции и ремонте. 

Другим направлением для получения бетонов повышенной водонепроницаемости весьма перспективным является применение в качестве вяжущего расширяющегося или напрягающего цементов (НЦ).  

Отметим, что для гидроизоляции швов сборной обделки метрополитенов в течение нескольких десятков лет применяется композиция БУС, состоящая из смеси портландцемента, глиноземистого и гипсоглиноземистого цементов.  

Бетоны на основе НЦ являются практически водонепроницаемыми (W 12-20). Газонепроницаемость бетона на основе НЦ примерно в 40 раз меньше, чем тяжелого бетона на основе портландцемента. 

Долговечность железобетонных конструкций на основе НЦ в условиях климата средней полосы России в значительной степени определяется высокой морозостойкостью (F 500 и более) - до 1500 циклов замораживания-оттаивания, благодаря своей мелкоячеистой структуре с замкнутыми порами бетоны на НЦ в 3-6 раз повышает долговечность железобетонных конструкций. 

Имея плотную мелкозернистую структуру, бетоны на основе НЦ обладают повышенной коррозионной стойкостью, в том числе в сульфатных средах.  

Как отмечалось выше, первичная гидроизоляция выполняется из бетона с повышенной водонепроницаемостью. 

Сухие смеси для проникающей  гидроизоляции 

Представляют собой смесь портландцемента (белого цемента), специально обработанного заполнителя и химически активных веществ. 

Принцип действия проникающей гидроизоляции основан на проникновении в бетон химически активных элементов по капиллярным порам, с последующим химическим взаимодействием со свободной известью и конденсацией на поверхности пор. Поэтому сухие смеси проникающего действия используются на основаниях с развитой капиллярной пористостью и не могут быть использованы для гидроизоляции асбестоцементных конструкций, в бетонах с крупными сквозными порами и др. 

Сухие смеси для обмазочной гидроизоляции представляют собой тонкие непроницаемые покрытия толщиной 1-3 мм, нанесенные на поверхность изолируемой конструкции. Для этого вида изоляции используются сухие смеси, состоящие из гидравлических вяжущих, наполнителей и полимерных добавок. 

В отличие от гидроизоляции проникающего действия, обмазочная гидроизоляция на основе сухих смесей может быть использована для материалов с практически любой пористостью. Покрытие имеет высокую деформативность и изолирует конструкцию не только от воды, но и от фильтрации воздуха и газов. 

На Московском опытном заводе сухих смесей (ОЗСС) разработаны и выпускаются сухие смеси для гидроизоляции с использованием бетонитовых глин.  

Для наружной гидроизоляции подземных частей зданий, фундаментов на ОЗСС разработана полимерминеральная композиция. Материал предназначен для отсечения грунтовых или паводковых вод от фундаментов по периметру. В основу материала положены противофильтрационные свойства некоторых видов глин, которые при затворении водой и в набухшем состоянии обеспечивают образование водонепроницаемого слоя. 

Гидроизоляционные сухие смеси, разработанные на ОЗСС, используются для засыпки, плотной укладки или закачки под давлением (в виде пасты) в места поступления грунтовых или паводковых вод в подземную часть зданий, сооружений и др. 

Гидроизоляционная смесь укладывается в конструкцию только в сухом виде и используется для наружной изоляции подземных объектов при новом строительстве, создания водохранилищ, насыпных плотин и др. Для этого рядом с вертикальной стеной изолируемого объекта предусматривается узкое пространство шириной не менее 100 мм. В нее помещается сухая смесь в жесткой опалубке, для чего используются листы ЦСП или асбестоцемента. 

Для избежания попадания сточных вод в подземные части зданий (подвалы, хранилища), опалубку с сухой смесью выводят над поверхностью подземной части стены и закрывают отместкой. 

На горизонтальных поверхностях поверх сухой смеси в опалубке устраивается бетонная стяжка или укладываются плиты. Засыпанную смесь необходимо уплотнять, чтобы при эксплуатации не допускать разрывов внутри слоя, особенно тщательно - места сочленения горизонтальных и вертикальных поверхностей. 
После насыщения смесь образует гелеобразную массу - так называемый "глиняный замок", выдерживающий давление воды до 0,6 МПа. 

Плиточные клеи и шпатлевки 
Отделка фасадных поверхностей и внутренних помещений зданий и сооружений керамической плиткой имеет определенную значимость в общем перечне отделочных работ. 

Довольно просто решается вопрос о креплении плитки к поверхности сборных железобетонных конструкций, например панелей. Этот процесс совмещается с формованием конструкций ("лицом вниз" или "лицом вверх"). При этом используются адгезионные свойства цементного теста бетонной сме При креплении плитки к поверхностям зданий и сооружений необходимо применять адгезивы - клеевые композиции. Обычно в этом качестве для плиточных работ использовался цементно-песчаный раствор, который наносили на поверхность слоем толщиной 1...2 см. 

Для повышения адгезионной прочности в состав цементно-песчаных растворов поливинилацетатную дисперсию ПВАД. 

В ССС, применяющиеся в качестве плиточных клеев, вводят порошкообразные полимеры, в том числе поливинилацетаты и эфиры целлюлозы. 
Плиточные клеи экономичны. Расход композиции составляет при толщине слоя 5...7 мм 7...9 кг на м2 поверхности. 

Основание под керамические плитки должно быть прочным, ровным, очищенным от пыли, грязи, жира и остатков масляной краски. Все слабоприлегающие элементы основания перед нанесением клея удаляются. Сильнопоглощающие или пылящие основания (старые известковые штукатурки), комбинированные поверхности необходимо обрабатывать грунтовочной эмульсией, которую наносят кистью или малярным валиком на ровную поверхность. 

Трещины, неровности и другие дефекты предварительно устраняются при помощи штукатурных смесей. Выравнивание основания начинают с того места, где дефектов больше всего. За один проход наносится слой не более 20 мм. После затвердевания выравнивающего слоя можно приступать к укладке плиток. 

Приготовление клеевого состава отличается простотой и экономичностью: сухую смесь затворяют водой и размешивают вручную или с помощью механизмов (дрель с насадкой).

Состав выдерживают 5 мин для лучшего растворения химиче ских добавок и еще раз перемешивают. После этого клей готов к нанесению и сохраняет свои качества около 2 ч. Кладку плитки желательно проводить при температуре +5 - +30°С. При более низкой или более высокой температуре технические характеристики клеев ухудшаются и могут привести к браку в работе. 

Нанесение клея производится гладкой стороной шпателя тонким слоем (толщина 3-7 мм) и распределяется по поверхности зубчатой стороной так, чтобы полоски располагались вертикально. Величина зубьев шпателя (2-12 мм) подбирается с учетом размеров плитки (чем больше плитка, тем больше размеры зубьев шпателя). 

Площадь нанесения раствора должна быть не более 1м2, так как нанесенный раствор сохраняет свои клеящие свойства на основании в течение 15-30 мин. Это время зависит от типа основания, температуры и влажности воздуха: пористые поверхности быстрее забирают воду из раствора и соответственно ускоряют схватывание. Повышенная температура также способствует быстрейшему высыханию раствора. Засохший раствор утрачивает свои клеящие свойства, поэтому для продолжения работ его необходимо удалять и наносить новый слой. 

Такая технология в сравнении с традиционной позволяет значительно экономить материалы и полезную площадь помещения за счет сокращения толщины цементной подушки.

Использование сухих клеев предусматривает четкое планирование расположения плиток, а высокая адгезия состава позволяет выполнять работы сверху вниз на вертикальных поверхностях. 

Клеевые составы обычно имеют серый цвет и не имеют декоративных качеств, расшивка швов, как заключительный элемент облицовки, придает поверхности законченный внешний вид и производится через 24 ч после достаточного затвердевания клея специальными цветными фуговочными смесями. 

Фуговочный состав подбирается под цвет плитки и может выпускаться белого, голубого, розового, черного, бежевого и зеленого цвета. 

Готовый раствор, отличающийся высокой пластичностью, позволяет заполнять швы до 6 мм. Основание под затирку необходимо очищать от пыли и других загрязнений. Желательно, чтобы швы имели равную глубину, так как разнотолщинность фуговочного слоя ведет к неравномерному высыханию и различию в цвете. Через 48 ч поверхность можно эксплуатировать. 

Штукатурные растворы 
Современные растворы для штукатурки и отделки бывают сухими или мокрыми и изготавливаются в заводских условиях. 

Для декоративной отделки стен зданий, сложенных из кирпича и других каменных материалов, и защиты стен от атмосферных влияний применяют следующие способы: оштукатуривание известняковыми, цементными или смешанными растворами, ранее представленными в разделе 4.1., под окраску или оштукатуривание декоративной штукатуркой. 

Известковые растворы затвердевают под воздействием двуокиси углерода путем карбонизации, а известково-цементные (смешанные) растворы методом карбонизации и градации под влиянием влаги. Чем больше цемента в растворе, тем прочнее будет штукатурка и быстрее будет достигнута окончательная прочность. 

Составы штукатурных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации зданий. Подвижность штукатурных растворов и предельная крупность применяемого мелкого заполнителя для каждого слоя различны. 

Для увеличения подвижности растворов вводят гидро-фонопластифицирующие добавки. 

Декоративные (отделочные) растворы изготавливают на белом, цветном и обычном портландцементах. Заполнителем служит чистый кварцевый песок, либо дробленные пески из белого известняка, мрамора и т.п. Для лицевого отделочного слоя панелей наружных стен применяют раствор марки 50 (для легких бетонов), а для железобетонных изделий - марки 150 с морозостойкостью не ниже F 35.

Технические требования к сухим  строительным смесям

Ввиду многообразия ССС технические требования к  мим зависят от их назначения (кладочные и штукатурные растворы, плиточные клеи, шпатлевки и т.д.) и формулируются в соответствующих нормативных документах. 

На строительные растворы распространяется ГОСТ 28013-89. 

Основными показателями качества растворной смеси являются: подвижность, водоудерживающая способность, расслаиваемость, средняя плотность. 

В зависимости от подвижности растворные смеси подразделяют на марки: Пк4, ПК8, Пк12, и ПК14. 

Водоудерживающая способность свежеприготовленной растворной смеси, определяемая в лабораторных условиях, должна быть не менее: 
90% - для растворных смесей, приготовляемых в зимних условиях; 
95% - для растворных смесей, приготовляемых в летних 
условиях. 

Водоудерживающая способность растворной смеси, определяемая на месте производства работ, должна быть не менее 75% водоудерживающей способности, установленной в лабораторных условиях. 

Расслаиваемость свежеприготовленной растворной смеси должна быть не более 10 %. 

Отклонение средней плотности растворной смеси в сторону увеличения допускается не более 10% от установленной проектом. При применении воздухововлекающих добавок снижение плотности не должно превышать 6%. 

Составы растворных смесей должны подбираться таким образом, чтобы обеспечить получение растворных смесей с заданными свойствами при наименьшем расходе вяжущего. 

Сухие растворные смеси, изготовленные в заводских условиях, должны иметь влажность, не более 0,1% по массе При приготовлении растворных смесей дозирование вяжущих и заполнителей должно производиться по массе, а воды и добавок в жидком виде - по массе или по объему и корректироваться при изменении свойств, входящих в состав растворной смеси материалов. Погрешность дозирования не должна превышать: 
±2% - для вяжущих, воды, сухих добавок, рабочего раствора жидких добавок; 
±2,5% - для заполнителей. 

Дозирующие устройства должны отвечать требованиям ГОСТ 10223. Температура растворов, применяемых в зимний период, должна быть не менее 9°С. Вода для затворения растворов должна иметь температуру не более 80°С, а с добавками полимеров и метилцеллюлозы - не более 70°С. 

Растворные смеси должны приготовляться в смесителях цикличного или непрерывного типа, гравитационного или принудительного действия. 

Основными показателями качества раствора являются: прочность при сжатии, морозостойкость, средняя плотность. 

Прочность раствора характеризуют марками по прочности на осевое сжатие в возрасте 28 суток. Марку прочности раствора на осевое сжатие назначают и контролируют во всех случаях. Для раствора установлены следующие марки по прочности при сжатии: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200. 

Для растворов, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, в увлажненном состоянии в конструкциях зданий и сооружений назначают и контролируют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100. Растворы должны удовлетворять требованиям по морозостойкости, установленным проектом. 

По средней плотности растворы подразделяют, на: тяжелые (со средней плотностью менее 1500 кг/м3 и более), легкие (со средней плотностью менее 1500 кг/м3). Отклонение средней плотности раствора допускается не более 10 % от проектного. 

Основные технические требования к плиточным клеям и достаточной степени сформулированы в стандарте ДИН 18-156 (ФРГ). К ним относится: 
наибольшее зерно (остаток на сите по ДИН 4188-2 не должен превышать 0,5%); 
прочность на отрыв склееной системе (не менее 5 МПа); 
образование засыхающей пленки (не ранее 10 мин); 
налипание клея (не менее 65%); 
сползание плитки (не более 0,5 мм); 
время для корректировки - открытое время (не менее 10 мин). 

Особое место в номенклатуре ССС занимают шпатлевки. Это вязкие массы, предназначенные для заполнения неровностей и исправления дефектов отделываемых поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений. 

Показатели качества шпатлевок определяются в соответствии с ГОСТ 10277-90. К ним относятся цвет, внешний вид, условная вязкость, способность шлифоваться, прочность при ударе. 

Вышеуказанный ГОСТ распространяется на шпатлевки, приготовляющиеся на полимерных связующих. При этом вязкость таких композиций определяется на вискозиметрах типа ВЗ (ВЗ-2, ВЗ-4). Для шпатлевок на минеральных вяжущих условную вязкость целесообразно определять на вискозиметре Суттарда согласно ГОСТ 125-80. 
Способность шлифоваться производят без применения воды шлифовальной шкуркой зернистостью 4-6 по ГОСТ 6456. 
Стекание определяют на одном образце - пластинке. При этом шпатлевочная композиция не должна стекать с вертикально поставленной пластинки.

http://www.si-remont.ru

Вверх