Расширение номенклатуры модифицированных сухих строительных смесей
Сухие строительные смеси (ССС) находят все большее применение в строительстве для монтажных и отделочных работ, для санирования и ремонта зданий благодаря ряду преимуществ по сравнению с товарными растворными и бетонными смесями. Об их основных видах и подразделении в зависимости от назначения, о структуре и характеристиках, о некоторых недостатках и методах их устранения, а также об ССС, наиболее употребляемых сейчас в строительстве, нашему корреспонденту рассказывает д. т. н. В. Ф. КОРОВЯКОВ, зам. директора по научной работе ГУП "НИИМосстрой".
Сухие смеси, несмотря на свою многокомпонентность, точно дозируются и перемешиваются в специальных смесителях, поэтому имеют стабильный состав, гарантирующий заданную марку, и другие технические характеристики. ССС содержат необходимые добавки, которые улучшают технологические и эксплуатационные свойства (пластифицирующие, ускорители или замедлители схватывания, водоудерживающие, позволяющие работать при отрицательных температурах, увеличивающие прочность сцепления с основанием, и др. в зависимости от условий применения). Использование ССС позволяет приготавливать рабочие растворы порциями в расчете на необходимый объем работ, что исключает потери, имеющие место при использовании товарных растворных смесей. Применение сухих смесей повышает уровень механизации работ, благодаря чему снижается численность рабочих и повышается культура производства. Уменьшаются факторы, отрицательно влияющие на окружающую среду.
Качество ССС для большинства растворов должны соответствовать требованиям ГОСТ 28013-98 "Растворы строительные. Общие технические условия" и СП 82-101-98 "Приготовление и применение растворов строительных".
ССС в зависимости от назначения подразделяются на смеси для монтажных, штукатурных, облицовочных работ, для отделки фасадов и интерьеров, для полов, шпаклевочные смеси, а также специального назначения.
В последние годы зарубежные и некоторые отечественные фирмы стали широко выпускать и применять гипсовые сухие строительные смеси для оштукатуривания стен и потолков. Обычно эти смеси содержат гипсовые вяжущие и модификаций, ангидрит или их смеси, добавки, замедляющие схватывание, ускорители твердения, водопонижающие, а также полимерные добавки, увеличивающие прочность сцепления штукатурного слоя с поверхностью и водостойкость. В гипсовые смеси можно вводить фракционированный песок, тонкодисперсные наполнители.
В соответствии с указанной классификацией сухие гипсовые смеси могут быть подразделены на следующие основные виды:
- штукатурные (в т. ч. декоративные и защитные);
- шпаклевочные;
- монтажные;
- выравнивающие для устройства пола, в том числе саморазравнивающиеся.
Смеси на основе неводостойких гипсовых вяжущих применяют для внутренней отделки зданий и сооружений с сухим и нормальным режимами помещений, а сухие гипсовые смеси на основе водостойких гипсовых вяжущих - для отделочных работ в помещениях с влажным и мокрым режимами, а также при отделке фасадов зданий согласно действующим нормативным документам СНиП 3.04.01-87, СНиП 2.03.13-88, СНиП П-3-79*.
Наибольшее распространение в практике строительства получили штукатурные и шпаклевочные смеси, эффективность которых обусловлена рядом уникальных свойств гипсовых вяжущих:
- возможностью регулирования сроков схватывания в широких диапазонах;
- достаточной прочностью и твердостью готового материала, быстротой их достижения;
- сравнительно низкой теплопроводностью и хорошей звукоизолирующей способностью;
- необходимой паропроницаемостью;
- высокой огнестойкостью;
- экологической чистотой.
Кроме того, как показывают исследования фирмы "КНАУФ", применение гипсовых сухих смесей более эффективно, чем известково-цементных, поскольку благодаря меньшей плотности гипсового раствора из одной тонны гипсовой сухой смеси получают в 2 раза большую площадь оштукатуренной поверхности.
Гипсовые сухие смеси предназначены для внутренней отделки помещений с относительной влажностью воздуха не более 75 %. Растворы из таких смесей должны соответствовать техническим требованиям, предъявляемым нормативными документами. Они должны иметь высокую адгезию к основанию, легко наноситься ручным или механизированным способом и заглаживаться. Гипсовый раствор должен быть совместим с обрабатываемым материалом, а получаемая поверхность - с другими видами отделки (покраской, оклейкой и т. п.).
Благодаря изначально белому (или с оттенками) цвету гипсового вяжущего, входящего в раствор, упрощается финишная отделка поверхностей.
Очень перспективно изготовление готовых сухих гипсосодержащих смесей, которые могли бы применяться при изготовлении не только растворных штукатурных и шпаклевочных смесей для внутренней отделки в помещениях с сухим и нормальным температурно-влажностным режимом, но и в помещениях с высокой влажностью, а также для наружной отделки, для производства различных изделий и монолитного бетонирования. Но этому препятствуют такие отрицательные свойства гипсовых вяжущих и материалов из них, как их высокая водопотребность и низкая водостойкость. Кроме того, гипсовым растворам присуща малая морозостойкость, необходимость длительной сушки до приобретения эксплуатационной влажности.
Создание оригинальных отечественных разработок - водостойких гипсовых вяжущих - позволило устранить ряд существенных недостатков гипсовых вяжущих. Наиболее известными и изученными являются гипсоцементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ), которые достаточно широко используются при производстве санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, стеновых камней, панелей оснований под полы, крупнопанельных и пазогребневых перегородок, но еще редко используются при приготовлении растворов, в том числе в сухих смесях.
В то же время, как показали исследования ВНИИСТРОМа и МГСУ, замена гипсового вяжущего в растворных смесях на гипсоцементно-пуццолановое позволяет использовать их во влажных и мокрых помещениях.
Значительным прорывом в повышении эффективности водостойких гипсовых вяжущих являются исследования кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов МГСУ по созданию ГЦПВ нового поколения - композиционных гипсовых вяжущих низкой водопотребности (КГВ).
Технология их производства основана на достижениях в области механохимической активации материалов, позволяющей получать качественно новый уровень свойств материалов.
Новые вяжущие представляют собой гомогенную смесь любого гипсового вяжущего с гидравлическим компонентом, предварительно получаемым совместной активацией портландцемента, кремнеземистой добавки и суперпластификатора. Этот гидравлический компонент является органо-минеральным модификатором (ОММ) гипсовых вяжущих, он может быть приготовлен заранее и использован по мере необходимости. Получение ОММ механо-химической активацией содействует повышению скорости и степени гидратации портландцемента в КГВ, увеличению активности кремнеземистых компонентов, повышению реакционной способности трехкальциевого алюмината и других минералов, что способствует повышению прочности и долговечности сформировавшейся структуры затвердевшего вяжущего с течением времени.
Для получения КГВ используются: любая модификация гипсовых вяжущих ( - и -полугидрат сульфата кальция, ангидрит, эстрих-гипс), минеральная кремнеземистая добавка, портландцемент любой разновидности, в том числе сульфатостойкий, марок 400…500; сухая пластифицирующая добавка (суперпластификатор С-3, лигносульфонаты технические и модифицированные и др.). Кроме того, при необходимости можно вводить регуляторы схватывания и твердения, полимерные добавки, загустители и другие модификаторы свойств.
Эти вяжущие и растворы (бетоны) на их основе характеризуются новым уровнем технологических и технических свойств и отличаются улучшенными эксплуатационными свойствами.
Структура камня из затвердевшего вяжущего представляет собой следующую модель. Кристаллы дигидрата сульфата кальция, образующие каркас первоначальной структуры сразу после затворения водой вяжущего, и эттрингит, который также образуется на ранней стадии твердения, будут в разной степени, в зависимости от состава, защищены стабильными новообразованиями, полученными в результате реакций между продуктами гидратации активированного портландцемента и тонкодисперсным кремнеземом. Одновременно со снижением концентрации гидроксида кальция постепенно исчезают условия образования высокоосновных гидроалюминатов кальция и эттрингита. Полости между кристаллами дигидрата сульфата кальция заполняются мельчайшими частицами новообразований и ультрадисперсными частицами, входящими в состав ОММ. Это способствует увеличению контактов между кристаллами и повышению плотности, которая обеспечивается степенью гидратации портландцемента и их высокой дисперсностью, низким водосодержанием за счет пластификатора, адсорбированного на поверхности активированных частиц, коллоидно-химическими явлениями, обеспечивающими максимум контактов кристаллов дигидрата сульфата кальция, достигаемых правильным выбором компонентов. Все это способствует повышению прочности и долговечности затвердевшего вяжущего. Получение такой структуры может достигаться оптимальной дисперсностью и активностью компонентов благодаря их механохимической активации на стадии приготовления композиций. Это обеспечивает долговечность затвердевшего камня и повышает эффективность использования клинкерной составляющей; предопределяет низкую пористость, высокую прочность и водостойкость бетонов и растворов на их основе.
Растворы и бетоны из сухих смесей на КГВ с успехом могут применяться при зимнем бетонировании благодаря быстрому схватыванию и твердению и достаточно большой теплоте гидратации, что позволяет работать без теплой опалубки.
Для производства сухих гипсовых смесей применяют следующие виды вяжущих:
- для штукатурных и шпаклевочных смесей используются гипсовые вяжущие (строительный и штукатурный гипс) марок Г-4 - Г-7 по ГОСТ 125;
- для шпаклевок повышенной прочности и составов для монтажных работ, а также в составах саморазравнивающихся смесей для устройства пола применяют высокопрочный гипс марки не ниже
Г-13 по ГОСТ 125;
- для кладочных и штукатурных работ в помещениях с нормальным, влажным и мокрым режимами эксплуатации и для наружных работ применяют водостойкие гипсовые вяжущие по ТУ 21-0284757-1-90;
- для штукатурных смесей и выравнивающихся смесей для устройства пола используют также ангидритовые вяжущие (из природного сырья или отходов промышленности) по ТУ 21-0284747-1-90;
- в штукатурных составах и в составах самовыравнивающихся смесей для устройства пола в качестве добавки к гипсовому вяжущему применяют известь гидратную по ГОСТ 9179.
В качестве наполнителей (заполнителей) в сухих гипсовых смесях применяют:
- песок перлитовый вспученный по ГОСТ 10832 - в составах облегченных и теплоизоляционных штукатурных смесей;
- песок вспученный вермикулитовый;
- песок кварцевый по ГОСТ 2138 - в составах штукатурных и монтажных смесей и в составах выравнивающих смесей для устройства пола;
- порошок минеральный для асфальтобетонных смесей по ГОСТ 16557 - в составах штукатурных и шпаклевочных смесей.
Для направленного регулирования свойств сухих гипсовых смесей применяют различные добавки:
- водоудерживающие добавки - на основе простых эфиров целлюлозы - метилцеллюлоза марки МЦ, этилоксиэтилцеллюлоза (ЭОЭЦ), натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ); на основе сложных эфиров целлюлозы - метилгидроксиэтилцеллюлоза (МГЭЦ), метилгидроксипропилцеллюлоза (МГПЦ), которые различаются своими основными свойствами (дисперсностью, растворимостью, вязкостью и др.);
- воздухововлекающие добавки (анионоактивные ПАВ, сульфонат олефина);
- загущающие добавки (на основе эфира крахмала, на основе гекторитовых глин);
- пластифицирующие добавки (нафталин-формальдегидные, например, С-3 (Россия), меламин-формальдегидные (ФРГ), поликарбоксилатные (ФРГ);
- редисперсионные полимерные порошки различного назначения;
- регуляторы сроков схватывания гипсового вяжущего (лимонная кислота, цитрат натрия, винная кислота, полифосфаты, белковые гидролизаты, клей КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы), клеи животного происхождения; смесь лигносульфонатов и др.).
Для растворов на гипсовых вяжущих большое значение имеет правильный выбор добавок, регулирующих сроки схватывания. При этом необходимо учитывать не только характеристики исходного гипсового вяжущего, но и показатели РН среды приготовленного гипсового раствора.
Так, для нейтральной среды гипсового раствора эффективными замедлителями схватывания могут быть лимонная кислота, цитрат натрия, полифосфаты, белковые гидролизаты, клей КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы), клеи животного происхождения, смесь лигносульфонатов.
Для гипсовых растворов со щелочной средой эффективными замедлителями схватывания являются винная кислота и ее сочетания с другими веществами. Для слабокислой среды, например, в штукатурных растворах на основе гипсового вяжущего из фосфогипса, в качестве замедлителя схватывания используют гидратную известь и триполифосфат натрия.
Чтобы достичь требуемого замедления схватывания гипсового раствора, целесообразно использовать комплексные добавки. При выборе замедлителей схватывания следует учитывать такой показатель, как интервал между началом и концом схватывания, требования по которому различны в зависимости от области и условий применения раствора.
Сухие гипсовые смеси на основе водостойких гипсовых вяжущих с успехом могут применяться для отделки фасадов и интерьеров в виде декоративной штукатурки поверхностей. В большинстве случаев применяют цветные штукатурки, приготовленные из растворов с добавлением пигментов и наполнителей разной крупности. Отделка цветным раствором позволяет разнообразить решение фасадов, имитировать более дорогие виды отделки, например, облицовку природным камнем.
Эти смеси включают водостойкое гипсовое вяжущее в основном белого цвета, иногда с добавкой извести, соответствующий пигмент, кварцевый или мраморный песок. Штукатурки из таких растворов могут имитировать осадочные породы: песчаник, травертин и др.
Гипсовые смеси для устройства полов содержат гипсовое вяжущее, в основном водостойкое, мелкий песок, пластифицирующие, водоудерживающие, пеногасящие и др. добавки. стяжки из таких смесей легко растекаются, обладают незначительной усадкой, не растрескиваются, имеют гладкую поверхность, быстро твердеют. Они предназначены для покрытия полов различными линолеумами и другими рулонными материалами, а также плитками.
На основе гипсовых вяжущих можно получать и специальные строительные смеси, к которым относят минеральные и органоминеральные клеи, теплоизоляционные и гидроизоляционные составы, смеси для устройства защитной штукатурки от радиации и других воздействий. Такие смеси характеризуются наличием в своем составе специфических компонентов, придающих им соответствующие свойства. например, в состав теплоизоляционной сухой смеси входит вспученный перлитовый песок или другие пористые заполнители и порообразователи.
Минеральные клеи содержат минеральное вяжущее, например, ГЦП вяжущее, оптимальной тонкости помола, дисперсные наполнители и модифицирующие добавки. Их применяют для кладки блоков из ячеистого бетона и других мелкоштучных стеновых изделий с точными геометрическими размерами.
Применение гипсовых сухих смесей, особенно на основе водостойких гипсовых вяжущих, способствует повышению производительности труда при производстве отделочных работ, их высокому качеству, повышению эстетических и эксплуатационных характеристик отделки.
| Автор: по материалам редакции Дата: 25.03.2004 Журнал Стройпрофиль 2-04 Рубрика: сухие смеси Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |