Наиболее благоприятными для твердения глиноземистого цемента являются влажные условия и нормальная температура 20±5 °C. Нарастание прочности цемента в условиях температуры выше 25 °C уменьшается, возможно даже ухудшение достигнутой прочности и разрушение бетона в результате перекристаллизации двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый. Такое явление называют «болезнью глиноземистого цемента». Поэтому пропаривание изделий на глиноземистом цементе не допускается. При температуре ниже нормальной и близкой к нулю твердение глиноземистого цемента происходит удовлетворительно, что объясняется его высокой экзотермией. В течение 1–3 суток твердения он выделяет в 1,5–2 раза больше тепла, чем портландцемент. Большое тепловыделение ограничивает применение глиноземистого цемента в массивных конструкциях, так как разогрев бетона внутри массива и охлаждение его снаружи вызывают растягивающие напряжения в наружных слоях и образование трещин.
Применение глиноземистого цемента существенно ограничивается его стоимостью (он в 3–4 раза дороже портландцемента), хотя по своим физико-химическим свойствам (скорости твердения, стойкости в различных средах) он превосходит все другие вяжущие вещества, в том числе и портландцемент. Применяют глиноземистый цемент в тех случаях, когда наиболее рационально используются его специфические свойства, например при срочных восстановительных работах (ремонт плотин, дорог, мостов, при срочном возведении фундаментов). Химическая стойкость глиноземистого цемента делает целесообразным его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности, на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей. Глиноземистый цемент по сравнению с другими вяжущими обладает стойкостью против действия высоких температур (1200–1400 °C и выше), что позволяет использовать его для изготовления жаростойких бетонов, применяемых в качестве футеровки тепловых аппаратов.
Строительным раствором называют отвердевшую смесь вяжущего вещества, мелкого заполнителя (песка) и воды. По своему составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и для него справедливы закономерности, присущие бетонам. Среди большого разнообразия растворов отдельные их виды имеют много общего. В основу групповой классификации растворов положены следующие основные признаки: плотность, вид вяжущего вещества, назначение и физико-механические свойства.
По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м 3и более (для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески); и легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м 3, заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.
Свойства строительных растворов
Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, удобство укладки, водоудерживающая способность, а растворов – прочность и долговечность.
Растворная смесь в зависимости от состава может иметь различную консистенцию – от жесткой до литой. Строительные растворы для каменной кладки, отделки зданий и других работ готовят достаточно подвижными. Подвижность растворной смеси определяют глубиной погружения в смесь металлического конуса массой 300 г с углом при вершине 30°.
Растворная смесь, приготовленная на одном портландцементе, часто содержит мало цементного теста и получается жесткой, неудобной для укладки. В таких случаях применяют добавки минеральных или органических поверхностно-активных пластификаторов. Водоудерживающая способность характеризуется свойством раствора не расслаиваться при транспортировании и сохранять достаточную влажность в тонком слое на пористом основании. Растворная смесь, имеющая низкую водоудерживающую способность, при транспортировании расслаивается, а при укладке на пористое основание (керамический кирпич, бетон, дерево) быстро отдает ему воду. Степень обезвоживания раствора может оказаться столь значительной, что воды будет недостаточно для твердения раствора и он не достигнет необходимой прочности. Повышают водоудерживающую способность добавлением в раствор минеральных и органических пластификаторов. Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего вещества и величины вод о-цементного отношения.
Прочность смешанных растворов зависит также от вводимых в них тонкомолотых добавок. Каждый состав цементного раствора имеет свое оптимальное значение добавки, при котором смесь наиболее удобна для укладки и дает раствор наибольшей прочности.
Прочность раствора характеризуется, как отмечалось ранее, маркой. Марка раствора обозначается по пределу прочности при сжатии образцов размером 70,7x70,7x70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси на водоотсасывающем основании после 28-суточного твердения их при температуре 15–25 °C. Средняя относительная прочность цементных растворов (в том числе смешанных), твердеющих в условиях нормального влажностного режима при температуре 15–25 °C в возрасте 3 суток, составляет 0,25 от марочной 28-суточной прочности, в возрасте 7 суток – 0,5; 14 суток – 0,75; 60 суток – 1,2 и в 90-суточном возрасте – 1,3. Если твердение цементных и смешанных растворов происходит при температуре, отличной от 15 °C, то относительную прочность этих растворов принимают по специальным таблицам.
При использовании растворов, изготовленных на шлакопорт-ландцементе и пуццолановом портландцементе, следует учитывать замедление нарастания прочности при температуре твердения ниже 10 °C. В целях экономии вяжущего для приготовления растворов на цементах высоких марок необходимо вводить минеральные тонкомолотые добавки.
Классификация строительных растворов
По виду вяжущего вещества строительные растворы бывают: цементные , приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые — на воздушной или гидравлической извести, гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ (гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих); смешанные – на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.
По назначению строительные растворы делят на: кладочныедля каменных кладок и кладки стен из крупных элементов; отделочныедля штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т. д.).
По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине прочностипри сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкостив циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.
Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м 3раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов), состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 часть вяжущего приходится 6 частей песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент: известь: песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.
В качестве мелкого заполнителя применяют для тяжелых растворов – кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород, для легких – пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также придания монолитной структуры стыкам сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона – не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки – не более 1,2 мм.
