Проверка раствора на различные деформации

По первому методу из растворной смеси на стандартной виброплощадке в течение 5 мин вибрации формуют образец размером 15×15 × 15 см. Затем последовательно из формы выбирают верхнюю и нижнюю половинки образца. Равные массы проб раствора из верхней и нижней части промывают водой на сите с размером отверстий меньше минимального размера зерен заполнителя и определяют содержание песка в верхней и нижней пробе. Расхождение в массе заполнителя более чем на 10% указывает, что раствор сильно расслаивается.

По второму методу раствор укладывают в ведро слоем высотой около 30 см и определяют глубину погружения стандартного конуса. Через 30 мин снимают верхнюю часть раствора (около 20 см) и вторично определяют глубину погружения. Разность значений погружения конуса для нерасслаивающихся растворов близка к нулю, при средней расслаиваемости — находится в пределах 2 см, а в случае сильного расслоения — превышает 2 см.

Расслаивания растворных смесей удается избежать при правильном выборе соотношения между составляющими строительного раствора и надлежащем зерновом составе заполнителя. Опытным путем установлено, что удобоукладываемая нерасслаиваемая растворная смесь с хорошей водоудерживающей способностью получится в том случае, когда пустоты в песке заполнены тестом вяжущего и вся поверхность песчинок покрыта тонким слоем этого теста. В случаях, когда по тем или иным причинам достичь этого не удается, для предотвращения расслоения и увеличения водоудерживающей способности смесей вводятся пластифицирующие добавки.

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. Важнейшее требование к таким растворам — прочность сцепления с основанием и малая усадка, предотвращающая возникновение трещин в отделке.

Прочность при сжатии растворов характеризуется маркой. Марка раствора определяется пределом прочности при сжатии образцов — кубов с длиной ребра 7,07 см, которые изготавливают из рабочей растворной смеси и испытывают в возрасте, установленном ГОСТом или ТУ на данный вид раствора. До испытания образцы твердеют в стандартных условиях или условиях, соответствующих эксплуатационным. На каждый срок испытания изготавливают три образца.

Из растворной смеси подвижностью менее 5 см образцы изготавливают в формах с поддоном. При подвижности смеси 5 см и более образцы-кубы изготавливают в формах без поддона, которые устанавливают на пористое основание — керамический кирпич. Водопоглощение кирпича должно быть 10... 15% по массе, влажность — не более 2%.

По пределу прочности при сжатии (кгс/см2) строительные растворы имеют следующие марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Раствор марок 4 и 10 изготавливают преимущественно на извести или местных вяжущих, например известково-шлаковом или известково-пуццолановом. Как правило, прочность растворов на растяжение в 5... 10 раз меньше их прочности при сжатии.

На прочность растворов влияют многие факторы, важнейшие из которых качество примененных материалов и пористость раствора, которая зависит прежде всего от водовяжущего отношения. Водовяжущее отношение получается при делении массы воды затворения на массу вяжущих материалов. В зависимости от вида вяжущего материала различают водоцементное (В/Ц), водоизвестковое (В/И) отношение и так далее.

Опытным путем установлено, что при увеличении водовяжущего отношения выше определенного предела прочность раствора снижается. Однако работать с растворами с низкими значениями водовяжущего отношения, т.е. содержащими малое количество воды, очень трудно, а иногда и просто невозможно, так как смесь очень жесткая. Поэтому при приготовлении строительных растворов воды берут значительно больше, чем это требуется для обеспечения химической реакции затвердевания вяжущего вещества (например, в цементных растворах В/Ц близко к 0,5, хотя для полной гидратации цемента достаточно, чтобы В/Ц = 0,2). Избыток воды, которая испаряется с наружной поверхности или поглощается из раствора пористым основанием, формирует в растворе множество тонких капиллярных пор и полостей, что ведет к снижению плотности и прочности раствора.

Прочность раствора определяется как прочностью затвердевшего теста вяжущего, так и прочностью его сцепления с заполнителем. Прочность затвердевшего теста вяжущего зависит от активности вяжущего (марки) и соответствия условий твердения раствора оптимальным условиям твердения вяжущего. Так, для успешного твердения цементных растворов необходимо поддерживать влажность раствора длительное время — до нескольких недель, так как рост его прочности происходит постепенно, однако скорость нарастания прочности со временем падает. Гипсовые растворы твердеют быстро и требуют сухих условий твердения. Известковые растворы твердеют медленно и имеют невысокую прочность.

Прочность цементного раствора при отсутствии отсоса воды зависит от активности цемента и цементно-водного отношения (Ц/В). Зависимость предела прочности раствора при сжатии в возрасте 28 сут нормального твердения определяется формулой Н. А. Попова.

Прочность смешанных цементных растворов, уложенных на пористое основание (например, кирпич), удобно выразить в зависимости от расхода вяжущего вещества, а не от Ц/В, поскольку после отсоса воды основанием в растворах разного состава остается примерно одинаковое количество воды.

Большинство растворов, используемых в отделочных работах, должны иметь относительно невысокую марку 25... 50, в то время как минимальная марка цемента — 300. Поэтому, чтобы уменьшить расход цемента и снизить стоимость раствора, сохранив необходимые свойства растворной смеси, применяют смешанные вяжущие: цемент и известь (или глину). Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. На основании опытных данных, обобщенных в виде формул и графиков, составлены таблицы для определения состава смешанных растворов различных марок, в которых даны оптимальные дозировки известкового или глиняного теста и которыми широко пользуются на практике.

Прочность раствора в значительной степени зависит от прочности заполнителя. Так, прочность раствора с заполнителем из прочных горных пород может быть на 25... 50% выше, чем при использовании заполнителей с невысокой прочностью (керамзит, шлак).

Морозостойкость раствора в значительной степени зависит от свойств исходных материалов, их соотношения и особенностей сформировавшейся при твердении капиллярно-пористой структуры раствора. Чем выше плотность раствора, тем он более морозостоек. Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов «замораживания и оттаивания» до потери 25 % первоначальной прочности (или 5 % массы). Нормируемые марки по морозостойкости находятся в широких пределах- F10...F200.

Водонепроницаемость раствора зависит от его плотности и структуры. Практически водонепроницаемых растворов нет и принято считать водонепроницаемым раствор, пропускающий такое количество воды, которое полностью испаряется с его поверхности не оставляя мокрых пятен. Раствор мелкопористой структуры и однородного состава, тщательно уплотненный и достаточно затвердевший, практически водонепроницаем в слоях достаточной толщины. Для повышения водонепроницаемости необходимо при изготовлении раствора использовать материалы высокого качества, создавать условия твердения, способствующие повышению степени гидратации цемента и исключающие появления в растворе микротрещин. Хорошие результаты дает применение гидрофобно-пластифицирующих и уплотняющих добавок.

Водонепроницаемость раствора имеет большое значение при наружной штукатурке зданий, штукатурке или подстилающем слое под облицовку керамической плиткой в ванной комнате, для специальных гидроизоляционных штукатурок промышленных сооружений.

Усадка раствора, т. е. уменьшение его объема, проявляется при твердении раствора в атмосферных условиях или при недостаточной влажности среды, способствующей высыханию раствора. Усадка раствора возрастает с увеличением в его объеме содержания камня вяжущего вещества. Особенно быстро деформации усадки нарастают в начальной стадии твердения раствора, затем постепенно уменьшаются и с течением времени прекращаются. Абсолютный размер усадки колеблется в значительных пределах — для обычных растворов он достигает 0,1 ...0,4 мм на 1 м длины. Чтобы уменьшить усадку, растворы приготавливают с небольшим количеством вяжущего материала, а также применяют расширяющие и полимерные добавки.

В штукатурных и облицовочных растворах усадка весьма нежелательное явление, так как деформации усадки вызывают скалывающие напряжения между штукатурным слоем и основанием, подстилающим слоем и облицовкой, а также могут вызвать появление трещин в отделанной поверхности.

Прочность сцепления с основанием штукатурных растворов должна быть достаточной, чтобы исключить преждевременное отслоение и выкрашивание раствора от основы, а также вздутие и растрескивание отделочного слоя. Для обеспечения хорошего сцепления раствор наносят на влажную чистую поверхность, шероховатость которой может быть специальным образом повышена для лучшего сцепления. Прочность сцепления, а следовательно, и долговечность штукатурки повышают обработкой основания составами, улучшающими адгезию раствора и основы (например, полимерные смолы), а также армированием отделочного слоя прикрепленными к основанию металлическими сетками или деревянной обрешеткой. Удобоукладываемый раствор с хорошей водоудерживающей способностью, затекая во все неровности и поры основания, сцепляется с основанием весьма прочно.

Для оценки прочности сцепления штукатурного слоя и основания готовят растворную смесь заданного состава и наносят ее на влажное основание (например, кирпич) ровным слоем заданной толщины, но не менее 1 см. После твердения в течение необходимого времени в условиях, соответствующих условиям эксплуатации штукатурного слоя, образцы подвергают испытанию. Для этого сверлом-коронкой слой штукатурки не подрезают до основания. Важно, чтобы при этом штукатурка не повредилась и не ослабилось ее сцепление с основанием. В полученное отверстие, площадью чуть более 50 см2 и освобожденное от пыли, на поверхность штукатурки смолой приклеивают круглую металлическую пластину площадью 50 см2 с захватом. После затвердевания смолы образец устанавливают в специальное устройство и определяют разрушающую нагрузку (Р, кН), при которой произойдет отрыв или отслоение штукатурки от основания.

Данная методика эффективна при проведении сравнительных испытаний растворов различного состава и ее использование в комплексе с другими испытаниями позволяет выявить оптимальный состав раствора в лабораторных условиях.

Для простейшей проверки прочности сцепления штукатурного раствора с основанием делают следующее. Насыщенный водой кирпич укладывают плашмя на горизонтальную поверхность и вокруг него устанавливают рамку высотой на 2 см выше верхней плоскости кирпича. В рамку укладывают раствор и штыкуют его 25 раз металлическим стержнем. Рамку и избыток раствора удаляют, а кирпич переворачивают на тычок. Если через 5 мин не будет заметно сползание раствора, кирпич переворачивают на другой тычок также на 5 мин. Раствор с хорошим сцеплением не сползает.