Реферат по архитектуре на тему «Изменчивость свойств строительных растворов»

Введение Актуальность работы. На современном этапе развития строительства в России внедряются эффективные строительные материалы и изделия, совершенствуется и усиливается производственная база. Это требует от будущих специалистов-строителей знания научных основ строительного материаловедения, основных закономерностей, определяющих свойства строительных материалов, путей их улучшения, более рационального использования материальных ресурсов при изготовлении изделий и конструкций, возведении зданий и сооружений. Строительное материаловедение-наука, изучающая связь между составом, структурой и свойствами материалов и закономерности их изменения под действием различных факторов. На современном этапе строительное материаловедение, удовлетворяя запросы строительной практики, развивается с учетом необходимости обеспечения высокого качества материалов и изделий, их надежности и долговечности при рациональном использовании природных ресурсов, энергосбережения, повышения экологической безопасности промышленного производства. Для новых технологий обязательными признаками являются ресурсосбережение и экологическая безопасность при высоком уровне комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Объект исследования: свойства строительных растворов. Предмет исследования: характеристика строительных растворов. Цель работы: рассмотреть изменчивость свойств строительных растворов Для осуществления поставленных целей необходимо решить задачи: — рассмотреть свойства строительных растворов; — описать особенности изменения свойств растворов.

1. Свойства строительных растворов

Строительные растворы — это смеси из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя, приобретающие в результате процесса твердения однородную камнеподобную структуру. До затвердевания их называют растворными смесями и используют для каменной кладки стен, фундаментов и оштукатуривания поверхностей различных конструкций. По виду вяжущих веществ и добавок различают растворы цементные, известковые, цементно-известковые, цементно-глиняные и некоторые другие комбинации Удобоукладываемость – это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и способности смеси. Подвижность смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. Подвижность назначают в зависимости от вида и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность раствора составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами – 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки – 1-3 см Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных (состоящих из мелких частиц) добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее. Удобоукладываемую растворную смесь получают, если правильно назначен зерновой состав ее твердых составляющих, определяемой соотношением песка, вяжущего и дисперсной добавки. Тесто вяжущего заполняет пустоты между зернами песка и равномерно покрывает песчинки тонким слоем, уменьшая внутреннее трение. С удобоукладываемой растворной смесью удобно работать, в результате повышается производительность труда. От удобоукладываемости растворной сети зависит качество каменной кладки. Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается долговечность стен. Основным свойством строительных растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкости, модуль упругости, коэффициент Пуассона. Прочность при сжатии определяют испытанием образцов-кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандарте или технический условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси с подвижностью 5 см и более – в формах без поддона, установленных на основании-кирпиче (покрытой смоченной водой газетной бумагой). Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. Оптимальная добавка известкового или глинистого теста, позволяющие получить удобоукладываемые растворные смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых прочности (см. В.Г. Микульского Строительные материалы, с. 307 — график влияния дисперсных добавок (извести, глины) на прочность растворов состава (цемент : песок 1-1; 2-1:4; 3-1:5; 4-1:6; 5-1:9) для растворных смесей разного состава – от жирных 1:3 до «тощих» состава 1:9; состав указан в объемных частях – цемент : тесто : песок. На основании закономерностей, управляющих прочностью растворов, составлены таблицы рекомендованных составов разных марок, которыми широко пользуются на практике. Строительные растворы по прочности в 28-суточном возрасте при сжатии делят на марки: 4, 10 25, 50, 75, 100, 150, 200. Растворы марок 4 и 10 изготовляют на воздушной и гидравлической смеси и др. Понижение температуры замедляет рост прочности растворов. Следовательно при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 сут составляет 55-72% от марки. Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия) понижающим температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, 75 вместо 50). Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщения водой стандартные образцы-кубики размером 7,07х7,07х7,07 см (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не свыше 5%). Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

2. Особенности изменения свойств растворов

Удобоукладываемость — важнейшее свойство строительного раствора. Под удобоукладываемостью подразумевают способность растворной смеси распределяться на основании тонким однородным слоем. Элементы кладки надежно скрепляются раствором в том случае, когда смесь равномерно заполняет все неровности и шероховатости основания. Жесткий, неудобоукладываемый раствор контактирует с основанием лишь частично, и это понижает прочность кладки. При использовании неудобо-укладываемых растворов резко ухудшается и сопротивляемость кладки физико-химическому воздействию окружающей среды. Водоудерживающая способность отражает свойство растворной смеси удерживать в своем составе достаточное для твердения вяжущего количество воды в условиях интенсивного ее отсоса пористым основанием. Знание этого свойства позволяет избежать получения малопрочных растворов в конструкции. Водоудерживающую способность оценивают по потере воды слоем растворной смеси толщиной 12 мм (соответствует толщине шва в каменной кладке), уложенным на 10 листов промокательной бумаги. Расчет водоудерживающей способности V производят по формуле V= 100-AS, где ДВ — относительное содержание воды, отсосанной промокательной бумагой, выраженное в процентах от первоначальной массы растворной смеси. Чем выше значения V, тем лучше водоудерживающая способность смеси. Раствор с хорошей водоудерживающей способностью при укладке на пористое основание отдает лишнюю воду постепенно, становясь при этом плотнее и прочнее. Растворы с недостаточной водоудерживающей способностью, как правило, склонны к расслоению. Это выражается в отделении воды и оседании наиболее тяжелого компонента — песка. Расслоение нарушает однородность смеси и, следовательно, понижает прочность раствора. Смеси, расслоившиеся при перевозке, необходимо перемешивать на месте работ. Нужная удобоукладываемость достигается при правильном выборе соотношения между составляющими строительного раствора и надлежащем зерновом составе песка. Опытами установлено, что удобоукладываемая смесь получается в том случае, когда пустоты в песке заполнены тестом вяжущего и поверхность песчинок покрыта тонким слоем этого теста. Примерное количество вяжущего для изготовления вполне удобоукладываемой смеси определяют следующим расчетом, Пустотность крупного песка равна 35… 40%, следовательно, 1 м3 песка содержит в среднем 375 дм3 пустот. Для получения удобоукладываемой смеси необходимо заполнить эти пустоты вяжущим тестом с. некоторым избытком (около 1,2…1,3). Таким образом, объем цементного теста должен составлять 450…500 дм3 на 1 м3 бетона. При таком расходе цемента получают очень прочный раствор. Между тем от строительных растворов обычно требуется невысокая прочность-1… 5 МПа, для достижения которой необходим гораздо меньший расход цемента. Так, вводя на 1 м3 песка около 100 кг цемента МЗОО, можно получить раствор с пределом прочности при сжатии 2,5 МПа. Однако такой раствор будет неудобоукладываемым. Таким образом, чтобы выполнить условие удобоукладываемости, следует расходовать цемента в 3…4 раза больше, чем необходимо по условию прочности, а это недопустимо по экономическим соображениям. Как совместить эти противоречивые требования? Теория рекомендует два пути, позволяющие получать удобоукладываемые растворы с необходимыми свойствами при умеренном расходе цемента. Первый заключается в применении специальных низкомарочных цементов, изготовляемых на цементных заводах путем совместного помола небольшого количества кликера (25…35%) с большим количеством минеральных веществ, например известняка, доломита, шлака. Активность смешанного вяжущего, как известно, обратно пропорциональна количеству тонкомолотой добавки, играющей роль наполнителя. Получаемый низкомарочный «кладочный» цемент, называемый также цементом для строительных растворов, имеет М200. Однако такой цемент выпускают пока в небольших количествах. Поэтому для получения удобо-укладываемых растворных смесей основным является другой путь: введение добавок-пластификаторов, сообщающих смесям необходимые свойства при небольшом расходе цемента. Пластифицирующие добавки для строительных растворов бывают неорганические и органические. Неорганические пластификаторы состоят из очень мелких частиц и способны удерживать в своем составе значительное количество воды, образуя пластичное тесто. Из числа неорганических пластифицирующих добавок наиболее часто применяют известь и глину. Добавки вводят в количестве 30…200 % от массы цемента. Органические пластификаторы — это поверхностно-активные вещества, которые вводят в состав раствора в небольших количествах — всего 0,03…0,3 % от массы цемента. Таким образом, производство строительного раствора с органическими пластификаторами по сравнению с неорганическими является менее материалоемким. Вместе с тем поверхностно-активные вещества улучшают технические характеристики затвердевших растворов: сокращают водопоглощение и усадку, повышают морозостойкость. К числу наиболее распространенных органических пластификаторов относят гидрофобизирующие вещества (мылонафт, кубовые остатки синтетических жирных кислот), употребляемые иногда в сочетании с добавкой ЛСТ (комплексный пластификатор «Флегматор-1»). Применяют и добавки-микропенообразователи. Для растворов прочностью 10 МПа и выше к песку предъявляют те же требования, что и к песку для бетонов; песок для кирпичной кладки должен иметь крупность зерен не более 2 мм. Затвердевшие строительные растворы должны обладать такими свойствами, которые гарантируют их безотказную работу в течение всего периода эксплуатации конструкции. Из комплекса свойств в соответствии с назначением строительного раствора обычно выделяют главные, которые определяют его качество. Например, в растворах для каменной кладки и монтажа сборных конструкций такими характеристиками являются прочность при сжатии и морозостойкость. В отделочных растворах определяющим условием служит совместная работа отделочного слоя и основания. Важнейшие требования к таким растворам — прочность сцепления с основанием и малая усадка, предотвращающая возникновение трещин в отделке. Предел прочности растворов при сжатии определяют на образцах-кубах с длиной ребра 7,07 см или балочках размерами 4х4х Х16 см. Если раствор предназначен для укладки на пористое основание, то контрольные образцы для определения прочности изготовляют в формах, не имеющих дна, и устанавливают на водоотсасывающее основание кирпич. Водопоглощение кирпича должно быть 10…15 % по массе, влажность -не более 2%. Условия хранения образцов до момента испытания (обычно 28 сут) должны соответствовать будущим условиям эксплуатации раствора. По пределу прочности при сжатии строительные растворы имеют следующие марки (МПа): МОД; М1,0; М2,5; М5,0; М7,5; М10.0; М15.0; М20,0. Растворы марок МОД и Ml,0 изготовляют преимущественно на извести или местных вяжущих, например известково-шлаковом или известково-пуццолановом. Морозостойкость растворов зависит от тех же факторов, что и морозостойкость бетонов, т. е. от свойств исходных материалов, их соотношения и особенностей сформировавшейся при твердении структуры раствора. Нормируемые марки по морозостойкости находятся в широких пределах- F10…F300

Заключение

Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, удобоукладываемость, 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 изготовляют достаточно подвижными. Подвижность растворной смеси определяют глубиной погружения в смесь металлического конуса массой 300 г с углом при вершине 30°. Удобоукладываемость — способность легко, с минимальной затратой энергии укладываться на основание тонким, равномерным по плотности слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью основания. Растворная смесь, приготовленная на одном портландцементе, часто содержит мало цементного теста и получается жесткой, неудобоукладываемой. В таких случаях применяют добавки минеральных или органических поверхностно-активных пластификаторов из рассмотренных выше. 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 минеральные и органические пластификатор

Список литературы

1. Булатов, А.И. Буровые промывочные и тампонажные растворы / А.И. Булатов, П.П. Макаренко, Ю.М. Проселков. — М.: Недра, 2017. — 424 c. 2. Ершов, М. Н. Современные технологии отделочных работ. Учебное пособие / М.Н. Ершов. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2013. — 208 c. 3. Жмакин, Максим Внешняя отделка загородного дома и дачи. Сайдинг, камень, штукатурка / Максим Жмакин. — М.: Рипол Классик, 2012. — 810 c. 4. Журба, Ю.И. Краткий справочник по фотографическим материалам и растворам / Ю.И. Журба. — М.: Искусство, 2012. — 320 c. 5. Завражин, Н. Н. Отделочные работы / Н.Н. Завражин. — М.: Academia, 2009. — 320 c. 6. Зоткин, А. Г. Бетоны с эффективными добавками / А.Г. Зоткин. — М.: Инфра-Инженерия, 2014. — 160 c. 7. Картушный пистолет для штукатурки: моногр. . — Москва: Высшая школа, 2010. — 114 c. 8. Кровля. Современные материалы и технология: моногр. / В.И. Теличенко и др. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2012. — 816 c.