2.3. Пластификаторы для растворов

Марки растворов по прочности обычно значительно ниже марок цемента. Поэтому, чтобы получить раствор заданной прочности, требуется небольшое количество цемента. Но, с другой стороны, растворная смесь должна быть пластична и обладать высокой водоудерживающей способностью. Этого, наоборот, можно достичь только при большом содержании в растворе вяжущего. Чтобы разрешить это противоречие, применяют смесь вяжущих, одно из которых придает раствору прочность, а другое — пластичность, или вводят в раствор органические пластификаторы.

В качестве смеси вяжущих для получения растворов чаще всего используют цемент и известь — цементно-известковые растворы. Известь в таких растворах благодаря своей высокой дисперсности игра­ет роль не только второго вяжущего, но и пластификатора.

В 30-х годах проф. Н. А. Поповым были предложены цементно-глиняные растворы, в которых в качестве пластифицирующей добавки использовалась глина. Казалось бы, что по аналогии с бетоном присутствие глины должно снижать прочность, водо- и морозостойкость раствора. Однако в цементно-глиняных растворах частицы глины равномерно распределены по всему объему, а не находятся в виде комьев или пленок, обволакивающих песок. Это достигается путем введения глины в растворную смесь в виде глиняной суспензии (жидкого теста). В таком случае глина, так же, как и известь, играет роль пластификатора.

В качестве неорганических пластификаторов применяют и другие минеральные порошки: золы ТЭС, молотые шлаки, известняки и т. п.

Неорганические пластификаторы позволяют получить высококачественные (удобоукладываемые, нерасслаивающиеся) растворные смеси и увеличить прочность растворов при небольшом расходе цемента. Оптимальное количество неорганических пластифицирующих добавок увеличивается с повышением доли песка (соотношения песок : цемент) в растворной смеси.

Так, для растворов состава 1 : 5 (цемент : песок) оптимальное количество добавки составляет 100 %, для растворов 1 : 7,5 — 150 %; а для растворов 1 : 9— 200 % от массы цемента (рис. 11.2).

Для приготовления растворов выпускается специальный кладочный цемент, в состав которого входит 20...30 % цементного клинкера, остальное — тонкомолотые неорганические добавки.

Для растворов марки 100 и выше рациональнее применять органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки — лигносульфонаты технические (ЛСТ и ЛСТМ), сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др., вводимые в очень малых количествах (0,25...0,5 % от массы цемента). Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в растворную смесь (микропенообразование) и дополнительном диспергировании частиц цемента, что как бы увеличивает количество вяжущего в растворной смеси. Воздушные пузырьки придают пластичность растворной смеси, уменьшают водопоглощение и, образуя замкнутые поры, увеличивают морозостойкость раствора.

В настоящее время для пластификации растворных смесей начинают применять суперпластификаторы — высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, вводимые в растворную смесь в количестве до 1 % от массы цемента. Преимущество суперпластификаторов — сильная диспергация цемента в растворе: мелкие комочки цемента, которые трудно разбить механическим перемешиванием, распадаются на мельчайшие частицы под действием пластификатора, в результате чего увеличиваются поверхность вяжущего, удобоукладываемость и водоудерживающая способность растворной смеси.

Органические пластифицирующие добавки эффективны лишь для растворов с относительно большим расходом цемента (марок 100 и выше). Передозировка органических пластификаторов может привести к замедлению твердения раствора и снижению его прочности.

Органические пластификаторы, так же, как и неорганические, позволяют существенно сократить расход цемента. В некоторых случаях применяют совместно органические и неорганические пластификаторы.

2.4 ПОДБОР СОСТАВА, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ

Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемой прочности (марки), подвижности, назначения раствора и условии производства работ.

Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения I м растворной смеси или соотношением сухих компонентов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего принимают за 1. Например, состав растворной смеси, в которой на 1 ч. цемента приходится 0,7 ч. извести и 6 ч. песка, записывается 1 : 0,7 : 6.

Составы растворов марок 25...100 обычно подбирают, пользуясь специальными таблицами. В табл. 11.1 приведены ориентировочные составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов с добавкой органического пластификатора и без нее.

Подготовка сырьевых материалов. Для кладочных растворов применяют песок максимальной крупности 2,5 мм; содержание в нем глинистых и органических примесей ограничено стандартом. Известь применяют в виде известкового молока или реже известкового теста, предварительно пропущенного через сито № 025, чтобы в раствор не попали непогасившиеся частицы.

При использовании глины вместо извести ее тщательно размачивают в течение нескольких дней. Делают это для того, чтобы разъединить частицы глины. Затем глину и воду приблизительно в равных объемах загружают в смеситель и перемешивают в течение 3...5 мин. Получившееся глиняное молоко сливают из смесителя через сетку, а в смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20 замесов смеситель очищают от нераспавшихся комьев и камней.

Таблица 2.1. Ориентировочные составы растворов (в частях по объему)

Марка цемента	Требуемая марка раствора
	25	50	100
Без добавок поверхностно – активных веществ (цемент: известковое или глиняное тесто: песок)
200	1: 0,7: 6,5	1: 0,2: 3,5	-
300	1: 1,2: 10	1: 0,7: 6,7	1: 0,2: 3,5
400	-	1: 1,2: 8,0	1: 0,5: 5,0
С добавками пластифицирующих поверхностно – активных веществ (0,25…0,5% от массы цемента) (цемент: известковое тесто: песок)
200	1: 0,15: 7,5	1: 0 :4	1: 0 :3
300	1: 0,3: 10	1: 0,15: 7,5	1: 0 :4
400	-	1: 0,3: 9	1: 0,15: 5

Приготовление растворов. Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей или в виде сухих смесей, затворяемых водой перед использованием.

Процесс приготовления растворной смеси состоит из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы.

По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным (рис. 11.3, а) или вертикальным (рис. 11.3,6) лопастными валами, последние называют турбулентными смесителями.

Растворосмесители с горизонтальным лопастным валом выпускают вместимостью по готовому замесу 30; 65; 80; 250 и 900 л. Все эти смесители, за исключением последнего,— передвижные. Вместимость по готовому замесу турбулентных смесителей, рабочим органом которых служат быстро вращающиеся роторы, 65, 500 и 800 л.

Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности его состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя продолжительность цикле перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин Легкие растворы перемешивают дольше. Как уже говорилось, для облегчения перемешивания известь и глину вводят в раствор в виде известкового или глиняного молока.

Для приготовления цементных растворов с неорганическими пластификаторами в растворосмеситель заливают известковое (глиняное) молоко такой консистенции, чтобы не нужно было дополнительно заливать воду, а затем засыпают заполнитель и цемент. Органические пластификаторы сначала перемешивают в растворосмесителе с водой в течение 30...45 с, а затем загружают остальные компоненты.

Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора — песок и воду — подогревают до температуры не более 60 °С. Вяжущее подогревать нельзя.

Растворы целесообразно готовить на централизованных бетоно-растворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает получение продукции высокого качества. В последние годы все большую популярность приобретают сухие строительные смеси, изготовленные на специализированных заводах и расфасованные в мешки по 5...50 кг. На стройке сухие смеси требуют только

добавле­ния воды и перемешивания.

Рис. 11.3. Растворосмесители:

а — лопастной СО-46А; б — турбулентный СБ-43Б; 1 — рама; 2 — барабан; 3 — решетка; 4 — ло­пасть; 5—привод; 6—разгрузочное устройство; 7—бак

добавле­ния воды и перемешивания.

Транспортирование. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно подмешивается, что предохраняет ее от расслоения. Если используют автосамосвалы, во избежание расслоения смеси нормируется дальность ее перевозок (например, дальность перевозок цементно - известковых растворов по асфальтовой дороге — не более 10 км, по булыжной — 5...6 км).

На крупных стройках растворную смесь подают к месту использования по трубам с помощью растворонасосов.

Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства долго (пока из них не испарится вода).

В высохший известковый раствор можно добавить воду и вторично перемешать его. Цементные растворы необходимо использовать в течение 2...4 ч; добавление воды и повторное перемешивание схватившихся цементных растворов не допускаются, так как это приводит к резкому падению марки раствора.