Строительные растворы — это неотъемлемая часть строительных процессов, обеспечивающая прочность и долговечность конструкций. Они играют важную роль в возведении зданий и сооружений, соединяя элементы в единый монолит и обеспечивая эстетическую привлекательность отделки.
На протяжении веков человечество использовало различные виды строительных растворов, развивая их состав и улучшая характеристики. В этом контексте важно понимать не только состав, но и особенности применения растворов в зависимости от их назначения и характеристик.
История строительных растворов насчитывает несколько тысяч лет. Первые растворы использовались в Древнем Египте для кладки камней при строительстве пирамид и храмов. Египтяне применяли в качестве вяжущих веществ натуральные материалы, такие как известь, которая в сочетании с песком и водой образовывала прочную смесь.
В Древнем Риме были усовершенствованы методы производства строительных растворов. Римляне ввели в состав растворов гашеную известь, что обеспечивало улучшенные характеристики, такие как повышенная прочность и водостойкость. Именно римские инженеры использовали бетон, который стал основой для построения акведуков, мостов и других великих сооружений.
С развитием технологий в эпоху Возрождения и Нового времени, а также с массовым применением цемента в XIX веке, строительные растворы претерпели существенные изменения. Современные растворы основаны на научных разработках и включают различные добавки, которые обеспечивают специфические характеристики, такие как водостойкость, морозостойкость, акустические и теплоизоляционные свойства.
В зависимости от назначения строительные растворы делятся на:
- кладочные — для монтажа стен из керамического и силикатного кирпича, бутового камня и других аналогичных изделий;
- облицовочные — для крепления облицовочных материалов, таких как плитка из керамики, камня или бетона, на стенах, выполненных из кирпича;
- штукатурные — для нанесения на стены слоя грунта, набрызга или накрывки при выполнении штукатурных работ;
- специальные — включают декоративные, теплоизоляционные, гидроизоляционные, акустические, жаростойкие и кислотостойкие составы, а также тампонажные.
- простые (например, цементные, известковые или гипсовые);
- сложные (например, цементно-известковые, цементно-глиняные и другие).
- тяжелые, с плотностью 1500 кг/м3 и выше;
- легкие, с плотностью менее 1500 кг/м3.
- керамзитовый;
- перлитовый;
- вермикулитовый;
- пески, полученные из металлургических шлаков и другие.
Строительные растворы, предназначенные для склеивания камней в кладке, называются кладочными, а те, что применяются для оштукатуривания, — штукатурными.
Растворы, созданные с использованием гидравлических вяжущих (например, цемента), имеют водостойкость и называются гидравлическими.
Растворы, основанные на воздушных вяжущих веществах (таких как известь или гипс), проявляют стойкость только в условиях сухой воздушной среды, и они называются воздушными.
В зависимости от типа песка в растворе могут быть получены как тяжелые, так и легкие смеси.
Тяжелые растворы с плотностью от 1500 кг/м3 до 2200 кг/м3 получают при использовании обычного песка в качестве заполнителя.
Легкие растворы с плотностью до 1500 кг/м3 могут включать в свой состав пемзу, шлак и другие пески.
Растворы, содержащие одно вяжущее вещество (цемент, известь или гипс), называются простыми. Когда в составе присутствуют несколько вяжущих веществ, такие растворы называют сложными, например, цементно-известковыми, цементно-глиняными и другими.
Строительным раствором называется искусственный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно подобранной смеси вяжущих веществ, воды, мелкого заполнителя (песка) и, при необходимости, добавок.
До затвердевания такая смесь называется растворной смесью.
Добавки, используемые в растворах, могут быть минеральными, химическими или поверхностно-активными.
Для всех типов растворов обязательным является определение таких характеристик, как подвижность, плотность и прочность на сжатие.
Если необходимо, также проводится анализ расслаиваемости и водоудерживающей способности растворной смеси.
- подвижность;
- способность удерживать воду;
- расслаиваемость;
- температурный режим применения;
- средняя плотность;
- влажность (для сухих смесей).
- прочность на сжатие;
- морозостойкость;
- средняя плотность.
Таблица 2. Расход вяжущего в кг на 1 м3 песка в растворах разных марок
| Вяжущее | Марка вяжущего | Марка раствора | |||||||
| 200 | 150 | 100 | 76 | 50 | 25 | 10 | 4 | ||
| Цемент по ГОСТ 10178-85* | 500 | 440 | 365 | 240 | 180 | — | — | — | — |
| 400 | 550 | 440 | 280 | 220 | 140 | — | — | — | |
| 300 | — | 550 | 360 | 270 | 180 | 90 | — | — | |
| 200 | — | — | — | 360 | 240 | 120 | — | — | |
| Вяжущее | 150 | — | — | — | — | — | 240 | 100 | 75 |
| 100 | — | — | — | — | — | 350 | 140 | 75 | |
| 50 | — | — | — | — | — | — | 280 | 115 | |
| 25 | — | — | — | — | — | — | — | 250 | |
Таблица 3. Составы растворов для каменной кладки
| Вид раствора | Марка цемента | Составы в объеме растворной дозировки для марок | |||
| 100 | 75 | 50 | 25 | ||
| Цементно-известковый | 400 | 1:0,3:4 | 1:0,5:5 | 1:1:8 | — |
| 300 | 1:0,2:3 | 1:0,3:4 | 1:0,7:6 | 1:1,7:12 | |
| 200 | — | 1:0,2:3 | 1:0,4:4,5 | 1:1,2:9 | |
| Цементный | 400 | 1:4 | 1:5 | — | — |
| 300 | 1:3 | 1:4 | 1:6 | — | |
| 200 | — | 1:3 | 1:4,5 | — | |
Примечание. При подборе составов растворов для каменной кладки принято: цементы марок 200—400, плотностью 1100 кг/м3, песок в рыхлонасыпном состоянии с естественной влажностью 1—3 %; известь плотностью 1400 кг/м3.
Таблица 1. Марки растворов для кладок
| Условия эксплуатации | Наименование растворов | Минимальные марки растворов для кладки при степени долговечности конструкции | ||
| I | II | III | ||
| Наружные стены зданий с влажностью не выше нормальной (60% и менее) и фундаменты в сухих грунтах | Цементно-известковые | 10 | 10 | 4 |
| Цементно-глиняные | 10 | 10 | 4 | |
| Известковые | — | 4 | 4 | |
| Наружные стены влажных помещений (до 75%), карнизы, цоколи, фундаменты во влажных грунтах | Цементно-известковые | 25 | 25 | 10 |
| Цементно-глиняные | 25 | 25 | 25 | |
| Наружные стены мокрых помещений (более 75%), открытые конструкции, фундаменты в грунтах, насыщенных водой, и т. д. | Цементно-известковые | 50 | 25 | 18 |
| Цементно-глиняные | 50 | 50 | 25 | |
Таблица 5. Подвижность штукатурных растворов и наибольшая крупность песка
| Наименование слоя | Подвижность раствора, см, при его нанесении | Наибольшая крупность песка, мм | |
| механизированным способом | вручную | ||
| Подготовительный (обрызг и грунт) | 6—10 | 8—12 | 2,5 |
| Отделочный (накрывка из растворов): | |||
| содержащих гипс | 9—12 | 7—12 | 1,2 |
| без гипса | 7—8 | 7—8 | 1,2 |
При приготовлении смешанных растворов с неорганическими пластификаторами (глиной, известью и т. п.), а также цементных, известковых и глиняных растворов в растворомешалку вначале подают воду, затем загружают заполнитель, вяжущее и пластификатор.
Продолжительность перемешивания раствора с момента окончания загрузки материалов в растворомешалку должна составлять не менее 1 мин при приготовлении тяжелых и 2 мин легких растворов.
Растворы с органическими пластификаторами приготавливают, перемешивая вначале пластификатор с водой в течение 30—45 с, затем загружают остальные материалы и перемешивание продолжают до получения однородной смеси, но не менее 1 мин.
Таблица 6. Основные характеристики керамзитового гравия
| Марка | Объемная масса, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, не менее, кгс/м2 | |
| Класс А | Класс Б | ||
| 150 | До 150 | 4 | 3 |
| 200 | 150—200 | 5 | 4 |
| 250 | 201—250 | 7 | 6 |
| 300 | 251—300 | 10 | 8 |
| 350 | 301—350 | 13 | 10 |
| 400 | 350—400 | 16 | 12 |
| 450 | 401—450 | 20 | 15 |
| 500 | 451—500 | 25 | 18 |
| 550 | 501—550 | 30 | 21 |
| 600 | 551—600 | 35 | 21 |
| 700 | 601—700 | 45 | 30 |
| 800 | 701—800 | 55 | 40 |
Таблица 7. Ориентировочный расход пластификатора (при полном исключении из раствора извести)
| Наименование органических пластификаторов
(5%-х водных растворов) |
Расход пластификатора | |
| % от массы песка | на 1 м2 раствора, кг | |
| Мылонафт | 0,07—0,15 | 1—2 |
| ЦНИПС-1 | 6,15—0,35 | 2—5,5 |
| Отходы соапстока | 0,15—0,25 | 2—3,5 |
Таблица 8. Прочность растворов, приготовленных с применением цементных вяжущих, в зависимости от температуры твердения
| Возраст образца, сут | Прочность раствора, %, при температуре твердения , °С | ||||||||
| 1 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 80 | 35 | 40 | |
| 1 | 1 | 4 | 6 | 10 | 14 | 19 | 24 | 29 | 34 |
| 1,5 | 2 | 6 | 10 | 15 | 20 | 26 | 33 | 39 | 46 |
| 2 | 3 | 8 | 13 | 19 | 25 | 32 | 40 | 48 | 67 |
| 3 | 5 | 12 | 19 | 25 | 35 | 44 | 52 | 61 | 70 |
| 5 | 10 | 20 | 30 | 39 | 48 | 57 | 65 | 74 | 82 |
| 7 | 16 | 27 | 39 | 50 | 59 | 69 | 76 | 84 | 92 |
| 10 | 24 | 37 | 51 | 62 | 72 | 80 | 87 | 94 | 100 |
| 14 | 33 | 48 | 63 | 75 | 84 | 91 | 97 | 102 | 106 |
| 21 | 45 | 62 | 78 | 90 | 97 | 100 | 106 | 109 | — |
Таблица 9. Состав растворов для камневидных штукатурок (в частях по объему)
| Материал | Количество составляющих при имитации под | |||
| белый мрамор | желтый мрамор | красный гранит | серый гранит | |
| Портландцемент: белый
серый |
1
— |
1
— |
— 1 | — 1 |
| Известь-тесто | 0,5 | 0,25 | 0,1 | 0,1 |
| Мраморная мука | 0,5 | 0,25 | — | — |
| Мраморная крошка | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Слюда (от объема цемента) | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Пигмент (% от массы цемента) | — | Охра 3—5 | Сурик железный 5—10 | Перекись марганца 1—5 |
Таблица 10. Допускаемые отклонения по качеству штукатурки
| Наименование отклонения | Допускаемые отклонения для штукатурки | ||
| простой | улучшенной | высококачественной | |
| Неровности поверхности (обнаруживаются при накладывании правила или шаблона длиной
2 мм) |
Не более трех неровностей глубиной или высотой до 5 мм | Не более двух неровностей глубиной или высотой до 3 мм | 2 мм |
| Отклонения поверхности от вертикали | 15 мм на всю высоту помещения | 2 мм на 1 м высоты, но не более 10 мм на всю высоту помещения | 1 мм на 1 м высоты, но не более 5 мм на всю высоту помещения |
| То же, от горизонтали | 15 мм на всю высоту помещения | 2 мм на 1 м длины, но не более 10 мм на длину помещения или его часть, ограниченную прогонами, балками | 1 мм на 1 м длины, но не более 7 мм на всю длину помещения или его часть, ограниченную прогонами, балками
и т. п. |
| Отклонения лузг, усенков, оконных и дверных откосов, пилястр, столбов и т. п. от вертикали к горизонтали | 10 мм на весь элемент | 2 мм на 1 м высоты или длины, но не более 5 мм на весь элемент | 1 мм на 1 м высоты или длины, но не более 3 мм на весь элемент |
| Отклонения радиуса криволинейных поверхностей от проектной величины (проверяются лекалом) | 10 мм | 7 мм | 5 мм |
| Отклонения ширины оштукатуренного откоса от проектной | Не проверяется | 3 мм | 2 мм |
| Отклонения тяг от прямой линии в пределах между углами пересечения тяг и раскреповки | 6 мм | 3 мм | 2 мм |
Таблица 11. Сухие растворы и шпаклевки
| Технические данные
и область применения |
1. Растворы для стен и потолков | 2. Растворы для полов | |||||||
| Универсальный | Обычный | Основной | Поверхностный | Самовыравнивающийся | Основной | Основной | Поверхностный | Дисперсия | |
| ТТ | S | LK | LH | Conflow | |||||
| 100 | 500 | 500 Rapid | 300 | Primer | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Вяжущий компонент | Цемент | Цемент | Полимер | Полимер | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Полимер |
| Упаковка, кг | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 5,10 |
| Макс. зерно, мм | 0,7 | 0,5 | 0,6 | 0,3 | 0,5 | 1 | 1 | 0,3 | Жидкость |
| Дозировка воды, л/меш. | 4 | 7,5 | 8,5 | 10 | 5,5 | 3,5 | 5,5 | 7 | — |
| Время использ. раствора | 4—6 ч | 4—6 ч | 1 неделя | 1 неделя | 30 мин | 30 мин | 15 мин | 30 мин | — |
| Объем раствора, л/меш. | 18 | 20 | 20 | 21 | — | — | — | — | — |
| Расход | 1,3
кг/м2/мм |
1,2
кг/м2/мм |
1,3
кг/м2/мм |
1,2
кг/м2/мм |
1,6
кг/м2/мм |
1,6
кг/м2/мм |
1,6
кг/м2/мм |
1,6
кг/м2/мм |
0,2 л/м2 |
| Макс. толщина, мм | 10 | 5 | 5 | 2 | 20 | 50 | 50 | 5 | — |
| Цвет | Серый | Серый | Белый | Белый | Серый | Серый | Серый | Серый | Белый |
| Прочность при сжатии после 28 суток, МПа | — | — | — | — | 30 | 25 | 30 | 20 | — |
Таблица 11 Сухие растворы и шпаклевки
| Технические данные и область применения | 3. Система растворов для плиток | 4. Растворы для каминов и печей | ||||||||
| Растворы | Изоляция | Кладка атичная | Кладка для огнеупоров | Бетон огнеупорный | Античная штукатурка | Раствор
для дымоходов |
||||
| Для керамических плиток | Реставрация для керамической плиток | Расшивки для керамических плиток | Влагоизоляция | Гидроизоляция | ||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| Вяжущий компонент | Цемент | Цемент | Цемент | Полимер | Полимер | Каолин | Каолин | Цемент | Цемент | Цемент |
| Упаковка, кг | 25 | 25,10 | 10,25 | 13,10 | 14 | 25 | 25,5 | 25 | 25 | 25 |
| Макс. зерно, мм | 0,6 | 0,6 | 0,3 | Жидкость | 0,3 | 4 | 0,6 | 6 | 0,6—1,5 | 2 |
| Дозировка воды, л/меш. | 0,2 л/кг | 0,25 л/кг | 0,4 л/кг | — | — | 7 | 5 | 4 | 5—6 | 4 |
| Время использ. раствора | 4 ч | 4 ч | 2 ч | — | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч |
| Объем раствора, л/меш. | 17 | 17 | 18 | — | 18 | 14 | 12 | 11 | 16 | 16 |
| Расход | 2 кг/м2 | 2 кг/м2 | 1 кг/м2 | 0,15—0,3
л/м3 |
2 кг/м3 | 1—1,5
кг/кирп. |
0,25
кг/кирп. |
2 кг/м2/мм | 2—3
кг/м2/мм |
1,5
кг/м2/мм |
| Макс. толщина, мм | — | — | 5 | — | 5 | — | — | — | — | — |
| Цвет | Серый | Серый | 10 цветов | Светлый | Серый | Светло
серый |
Бежевый | Темно
серый |
Белый | Серый |
Таблица 11 (продолжение)
| Технические данные и область применения | Контактные | Основные | Фактурная | Коррективная | Сухой бетон | Цементный раствор | Бетон быстротвердеющий «Р1КА» | Бетон высокопрочный | ||
| КS 10/90 КS 20/80 | КS 35/65 КS 50/50 КS 65/35 | |||||||||
| KS 70/30 | KS 70/30 | S 100 | S 30 | S 06 | 600/3 | 1000/3 | ||||
| 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| Вяжущий компонент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент |
| Упаковка, кг | 25,1000 | 25,1000 | 25 | 25,1000 | 25,1000 | 25,1000 | 25,1000 | 25 | 25,1000 | 25,1000 |
| Макс. зерно, мм | 4 | 4 | 0,6 | 0,6 | 10 | 3 | 0,6 | 4 | 3 | 3 |
| Дозировка воды, л/меш. | 4 | 4 | 3 | 5 | 3 | 4 | 5 | 2,5 | 2,5—3 | 2,5 —
3,0 |
| Время использ. раствора | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 2 ч | 30 мин | 1 ч | 1 ч |
| Объем раствора, л/меш. | 13 | 13 | 13 | 13—14 | 13 | 13 | 14 | 13—14 | 11—12 | 11—12 |
| Расход | 2 кг/м2/мм | 2 кг/м2/мм | 2 кг/м2/мм | 1,8—2
кг/м2/мм |
1,8—2
кг/м2/мм |
2
кг/м2/мм |
2
кг/м2/мм |
1,8—2
кг/м2/мм |
ок.2,3 кг/дм2 | ок.2,3 кг/дм2 |
| Макс. толщина, мм | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Цвет | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый |
| Прочность при сжатии после 28 суток, МПа | — | — | — | — | 45 | 45 | — | 45 / 7 | 60 | 90 |
Таблица 11 (окончание)
| Технические данные и область применения | Раствор для кладки кирпича | Раствор для кладки зимний | Клей цементный | Технополы | Легкие технополы | Супертехнополы | Защита бетонных конструкций | |
| 100/600 | 100/500 | 100/500 | ||||||
| 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 |
| Вяжущий | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент | Цемент |
| Упаковка, кг | 25; 1000 | 25; 1000 | 25; 1000 | 25 | 25 | 25 | 25; 1000 | 25 |
| Макс. зерно, мм | 4 | 4 | 4 | 0,6 | 4 | 0,6—2 | 0,6 | 0,6 |
| Дозировка воды, л/меш. | 3 | 3 | 2,5 | 5 | 2 | 5,5 | — | 3 |
| Время использ. раствора | 2 ч | 2 ч | 30 мин | 2 ч | 30 мин | 30 мин | 1ч | 30 мин |
| Объем раствора, л/меш. | 13—14 | 13—14 | 13—14 | 16—17 | 12 | 12 | — | — |
| Расход | — | — | — | — | 2,5
кг/м2/мм |
1,9
кг/м2/мм |
1,5
кг/м2/мм |
2,2
кг/м2/мм |
| Макс. толщина, мм | — | — | — | — | 12—15 | 15 | 1—2 | 2 |
| Цвет | 10 цветов | Серый | Серый | Серый | Серый | Серый | Светлокоричневый | Светлосерый |
| Прочность при сжатии после 28 суток, МПа | — | — | — | — | 60 | 35 | — | — |
Таблица 12. Составы растворов для накрывочного слоя
| Вид грунта оштукатуриваемых поверхностей | Вид и состав раствора (по объему) | |||
| Цементные | Цементноизвестковые | Известковые | Известковогипсовые | |
| А. Наружная штукатурка стен, цоколей, карнизов и т. п., подвергающихся систематическому увлажнению, а также внутренняя в помещениях с относительной влажностью воздуха свыше 60% | ||||
| Цементный и цементно-известковый | 1:1—1,5 | 1:1—1,5:1,5—2 | — | — |
| Б. Наружная штукатурка стен, не подверженных систематическому увлажнению, и внутренняя штукатурка в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60% | ||||
| Цементный и цементно-известковый | — | 1:1—1,5:2—3 | — | — |
| Известковый и известково-гипсовый | — | — | 1:1—2 | 1:1—1,5:0 |
Оштукатуривание откосов проемов осуществляется механизированным способом по литьевой технологии, при которой откосы формируются при заливке раствора за установленную в проеме переставную опалубку.
Таблица 13. Трудозатраты процесса отделки откосов проемов по литьевой технологии
| Операция | Продолжительность, мин | Трудозатраты, чел.-мин |
| Распалубка очередного проема | 10 | 16 |
| Переноска оснастки | 6 | 6 |
| Подготовка проема и оснастки | 9 | 8 |
| Установка оснастки | 15 | 30 |
| Подготовка насоса к работе | 6 | 6 |
| Нагнетание раствора | 13 | 26 |
| Передвижка насоса | 5 | 10 |
| Доводка откосов | 15 | 15 |
| Схватывание раствора | 20 | — |
Итого на 1,8 м2 оштукатуренной поверхности — 117 чел.-мин. Продолжительность полного цикла при совмещении операций — 39 мин, количество занятых рабочих — 3 чел.
Интересные факты:
-
Римский бетон: Римляне изобрели бетон, который использовался для создания величественных сооружений, таких как Пантеон и Колизей. В отличие от современного бетона, римский бетон имел в своем составе вулканический пепел, что придавало ему необыкновенную прочность и устойчивость к воздействию морской воды.
-
Секреты старинных растворов: Некоторые старинные строительные растворы, такие как те, что использовались при строительстве египетских пирамид, до сих пор изучаются учеными. Их состав оказался удивительно прочным, несмотря на отсутствие современных химических добавок.
-
Применение инновационных добавок: Современные строительные растворы используют такие добавки, как суперпластификаторы, которые позволяют увеличить подвижность раствора без увеличения водоцементного отношения, а также фиброволокно, которое улучшает прочность на растяжение.
Строительные растворы — это ключевая составляющая строительной индустрии, которая непрерывно развивается. Современные решения в области составления строительных растворов обеспечивают высокую прочность, долговечность и устойчивость конструкций к воздействию внешней среды. Развитие технологий и инновационные подходы к добавкам и компонентам растворов позволяют применять их не только для традиционных строительных целей, но и для создания устойчивых материалов с уникальными характеристиками, такими как тепло- и гидроизоляция, а также шумопоглощение.
Таким образом, строительные растворы продолжают быть важным элементом в строительстве, обеспечивая надежность, безопасность и долговечность зданий, а их эволюция в процессе развития строительных технологий продолжает восхищать и удивлять.