Публикации »

Сухие смеси

Этих недостатков во многом лишены популярные в наше время сухие строительные смеси — порошкообразные композиции из вяжущего, наполнителей, заполнителей и специальных добавок (полимерных модификаторов, водоудерживающих, пластифицирующих, противоморозных и др.) заводского изготовления. На месте производства работ в сухие смеси только добавляют воду в необходимом количестве и перемешивают определенное время с заданной интенсивностью. Необходимо подчеркнуть, что только при выдерживании этих параметров будет получена растворная смесь и впоследствии затвердевший раствор с объявленными изготовителем свойствами. Кроме того, для приготовления растворных смесей (в особенности многокомпонентных) необходимо применять высокоскоростные мешалки. При ручном перемешивании зачастую заявленное производителем смеси качество раствора недостижимо. Целесообразность использования сухих смесей заводской готовности подтверждает зарубежная и отечественная практика строительства. В странах Западной Европы производство и применение сухих смесей в строительстве носит массовый характер. В пересчете на одного жителя производство сухих смесей составляет в Германии около 30 кг в год, а в Финляндии и Швеции около 20 кг; в Польше, где развилось лицензионное производство сухих смесей, эта цифра составляет около 23 кг. В России же объем потребления сухих смесей значительно ниже — немногим более 2 кг в год. Современное производство сухих смесей в России находится в стадии становления. Но уже достигнуты определенные успехи. На территории России действует порядка 15 заводов на зарубежном оборудовании с производительностью 10—50 тыс. т смесей в год. Опыт использования сухих смесей показал их высокую эффективность по сравнению с традиционными методами приготовления растворных смесей:

  • производительность труда повышается в 2—5 раз;
  • снижается расход основных материалов в 3—10 раз (при плиточных работах — до 7 раз, при устройстве полов — до 10 раз);
  • обеспечивается высокая стабильность свойств материалов;
  • приготовление раствора возможно в строго необходимых количествах (это также позволяет экономно расходовать материалы);
  • смеси (в сухом состоянии) можно достаточно долго хранить и транспортировать без потери качества. Сухими смесями часто считают простейшие цементно-песчаные смеси (реже в них добавляют минеральный пластификатор — известь, молотый известняк, золу ТЭС) марок 100 и 150, расфасованные в крафт-мешки и применяемые для кладочных и штукатурных работ. В них использован отсеянный от крупных зерен и высушенный песок, что обеспечивает длительное хранение и упрощает приготовление растворной смеси. Но в современном смысле понятие «сухая смесь» к ним может быть применено достаточно условно. Современные сухие смеси — многокомпонентные специализированные системы, в которых кроме минерального вяжущего и заполнителя содержится комплекс химических добавок, обеспечивающих необходимые реологические свойства смеси, регулирующих скорость схватывания и твердения вяжущего и обеспечивающих необходимые физико-механические свойства раствора после затвердевания. Области применения сухих смесей и, соответственно, варианты их составов весьма многообразны. На рис. 1 представлена классификация основных видов сухих смесей по их назначению. Кроме указанных на схеме возможно производство узкоспециальных смесей, например для акустических растворов, кислотостойких и т. п. Разнообразию производимых сухих смесей способствует использование различных вяжущих: портландцемента, гипса, глиноземистого цемента, растворимого стекла, а в последние годы и магнезиальных вяжущих. На российском строительном рынке чаще других встречаются сухие смеси марок Atlas (Польша), Vetonit и Serpo(фирма «Оптирок» — Финляндия), «Глимс» (Россия), UNIS, SKANMIX (Швеция), Quelyd (Франция), KNAUF (Россия), КЕМА (Словения), HENKEL и EMACO (Германия). Регулирование реологических свойств смесей достигается с помощью пластификаторов и суперпластификаторов, разжижающих растворные смеси без увеличения содержания в них воды (эти компоненты производятся в России под марками ЛСТ, С-3, НФ и др.). Повышение подвижности смеси может привести к ее расслоению и отсасыванию из нее воды в случае нанесения на пористое основание. Для предотвращения этих нежелательных явлений применяют водоудерживающие (загущающие) добавки: в основном водорастворимые эфиры целлюлозы (МЦ, ОЭЦ, КМЦ и др.), поливиниловый спирт и т. п. Эти добавки в большинстве своем привозные; один из основных производителей эфиров целлюлозы — фирма WALOCEL (Австрия). Для получения сухих смесей, которые можно применять в зимнее время, используют противоморозные добавки. Чаще других для этой цели используют комплексные солевые добавки, такие как нитрит-нитрат кальция (ННК) и нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК). Ко всем добавкам для сухих смесей предъявляется требование — низкая гигроскопичность. Это необходимо для обеспечения сохранности смеси (т. е. предотвращения преждевременного твердения вяжущего за счет адсорбируемой влаги). Поэтому гигроскопичные вещества, такие как хлорид кальция или поташ, в сухих смесях не используются. Важнейшим компонентом большинства сухих смесей являются полимерные добавки. Опыт применения полимерных дисперсий (латексов, эмульсий) для модификации растворов и бетонов на минеральных вяжущих насчитывает не один десяток лет. Добавка полимерных дисперсий улучшает удобоукладываемость смесей, повышает прочность, деформативность и водонепроницаемость затвердевших растворов. Главная же цель введения полимерных добавок в растворы — придание им высокой клеящей способности, т. е. повышение адгезионных свойств. Препятствием для использования полимерных модифицирующих добавок в сухих смесях служило то обстоятельство, что они представляли собой, как уже говорилось, водные дисперсии. Однако за рубежом на базе полимерных дисперсий на ряде крупных фирм налажено производство сухих полимерных порошков, способных к редиспергированию (процесс, аналогичный получению порошка сухого молока, из которого затем редиспергированием снова получают жидкое молоко). Фирм, выпускающих редиспергируемые порошкообразные полимеры, не так много. Основные: Dow Chemical Co, Hoechst, Rhone Poulenc, Wacker Chemie и др. В России редиспергируемые полимерные порошки требуемого качества пока не производятся; импортные добавки в широком ассортименте предлагаются фирмами «Еврохим» и Clariant. В основе почти всех полимерных добавок лежат два полимера: поливинилацетат (ПВА) и полиакрилат. Широкая номенклатура добавок с необходимыми свойствами достигается модификацией этих полимеров в процессе синтеза сополимеризацией с этиленом, стиролом, винилверсататом, винилхлоридом или использованием смесей, например полиакрилата с ПВА. Механизм действия полимерных добавок заключается в том, что во время твердения в результате постепенного обезвоживания раствора из водной дисперсии полимера путем слияния ее частиц формируются полимерные пленки. Именно они обеспечивают раствору требуемые свойства: деформативность, водонепроницаемость и др. Пленки, формирующиеся на границе раздела материалов (например, «раствор — керамическая плитка»), служат клеем, обеспечивающим хорошее сцепление материалов. Однако формирование таких пленок возможно лишь при температурах выше определенного предела, называемого минимальной температурой пленкообразования (МТП), различной для разных видов полимерной добавки. Поэтому если в рекомендациях по применению сухой смеси есть указание на минимально допустимую температуру применения (например, до +5 оС), оно должно неукоснительно выполняться. Заполнителем в сухих смесях, в основном, служит кварцевый песок. Природный песок, получаемый из карьера, в обязательном порядке подвергается «облагораживанию». Производится разделение на фракции с целью ограничения максимальной крупности зерен. Она определяется назначением сухой смеси. Так, для традиционных штукатурных растворов не допускаются зерна размером более 2,5 мм, а в смесях для отделочного слоя — 1,25 мм. Пески должны быть отмыты от глиняных и пылеватых примесей и высушены. Во многих импортных сухих смесях используют «обогащенные» пески. Их получают разделением природного песка на фракции, а затем смешиванием определенных фракций в заданной пропорции, обеспечивающей, например, при малом расходе вяжущего высокие прочностные показатели. В сухих смесях, используемых в тонких слоях или от которых не требуются высокие прочностные показатели, используют тонкодисперсные наполнители: молотый известняк, мел, тонкодисперсные золы электростанций и т. п., как бы разбавляющие цементное вяжущее. В отделочных растворах вводятся всевозможные декорирующие добавки (пигменты, цветной заполнитель, слюда и «чипсы» — плоские цветные частицы). В качестве усиливающего (армирующего) заполнителя применяют минеральные и органические волокна. Обзор всех видов сухих смесей (составов, их технических характеристик, особенностей приготовления и применения) занял бы несколько десятков страниц. Мы попытаемся дать краткие характеристики основным направлениям использования сухих смесей, подчеркнув их специфику. Кладочные растворы По объемам производства составляют большую часть сухих смесей. Это обычные цементно-песчаные растворы марок от М50 до М200. В них могут быть использованы минеральные (известь) или органические пластифицирующие добавки. Для работы зимой вводятся противоморозные добавки. Штукатурные растворы Представлены очень широкой гаммой сухих смесей от тривиальных цементно-песчаных растворов с лимитированной крупностью песка до сложных декоративных систем (пигментированных, с декоративным заполнителем), приближающихся к фактурным окрасочным составам. Улучшенные цементно-песчаные смеси предлагает, например, фирма KNAUF. Для оштукатуривания поверхностей, подвергающихся увлажнению (цоколей, стен подвалов), производится смесь «Зокельпутц УП 310», для оштукатуривания стен — «Унтерпутц УП 210». Для оштукатуривания внутренних стен и потолков целесообразны смеси на основе гипсового вяжущего. Они дают поверхность высокого качества, готовую под окраску и оклейку обоями. Для ремонта стен, пораженных грибком или просто имеющих повышенную влажность и солевые выцветы, ряд фирм предлагает санирующие (от лат. sanatio — лечение) штукатурные системы. Они предполагают полное снятие старой штукатурки и последовательное нанесение грунтовочного, защитно-гидрофобизирующего и финишного декоративного слоя. Подобная система под маркой «Капатек-Санирпутц-систем» предлагается фирмой Caparol. Сухие смеси для полов В этой группе сухих смесей можно выделить два типа: 1) смеси для устройства стяжек; 2) смеси для устройства лицевого покрытия пола. Задачи, выполняемые материалом стяжки, — выравнивание основания пола под лицевое покрытие и передача нагрузки от покрытия к основанию. Смеси, используемые как лицевое покрытие, кроме сказанного, должны обладать высокими прочностными свойствами, стойкостью к износу и низкой пористостью. Для стяжек и покрытий полов эффективны самовыравнивающиеся (self-leveling) смеси. Эти смеси после затворения водой и интенсивного перемешивания, благодаря совместному действию системы пластифицирующих и водоудерживающих добавок, обладают свойствами «жидкого тела». Они могут растекаться под действием собственного веса, образуя ровную горизонтальную поверхность. При этом у них не наблюдается седиментации — расслоения с выделением воды вверх и оседанием заполнителя. Использование полимерных модификаторов обеспечивает высокую износостойкость пола. В смесях для стяжек в качестве вяжущего применяют портландцемент и гипс, а для лицевых покрытий — портландцемент или глиноземистый цемент. Очень эффективны безусадочные сухие смеси. Плиточные клеи и шпатлевки Клей для укладки плитки и шпатлевочные составы, можно сказать, самые популярные виды сухих смесей. Сухая смесь для таких работ удобна тем, что ее можно готовить малыми порциями. Известно большое количество сухих смесей для крепления плитки, но все они представляют цементные системы, модифицированные редиспергируемой полимерной добавкой. Именно она обеспечивает высокие адгезионные свойства. Такие смеси наносятся тонким (3—12 мм) слоем на основание с помощью зубчатого шпателя. Температура воздуха, при которой производятся работы, а также температура плитки и основания не должны быть ниже указанной в инструкции к смеси (иначе не будет обеспечено формирование полимерных пленок). Обычно фирма-производитель применяет полимерный модификатор, работающий при температурах до +5 оС. Для заделки швов между плитками выпускаются специальные затирочные смеси разных цветов; раньше затирка швов производилась тем же раствором, на котором укладывали плитку. Шпатлевочные сухие смеси близки по составу к плиточным смесям. Они также содержат полимерную добавку и тонкодисперсный наполнитель. Основные требования к ним: удобообрабатываемость, хорошая адгезия к основанию и низкая усадка при твердении, а также легкость шлифовки. Гидроизоляционные и другие специальные смеси Сухие смеси для гидроизоляционных работ могут быть получены на специальных цементах, обеспечивающих расширение раствора при твердении во влажных условиях (например, на напрягающем цементе НЦ или расширяющихся цементах). Другой путь — модификация растворной смеси полимерами. Специальные сухие смеси выпускаются для закрепления наружной теплоизоляции (пенопластовых или минераловатных плит) на поверхности стен и последующего оштукатуривания их лицевой поверхности. Для получения кислотостойких покрытий в качестве вяжущего используют порошкообразный водорастворимый силикат натрия (раствор которого в воде называют «жидкое стекло»), выпускаемый отечественными производителями по ТУ 6-18-161-82. Все многообразие сухих смесей, применяемых в современном строительстве, от самых простых «цемент + песок» до сложных многокомпонентных систем, охватить в одной статье невозможно. Но в заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что расширение применения сухих смесей — еще один шаг в современной технологии строительства, направленной на повышение качества и надежности строительных работ. Сухие строительные смеси требуют от строителя определенных навыков и неукоснительного исполнения требований инструкции по применению каждой смеси. Без соблюдения этих условий свойства смеси, объявляемые заводом-изготовителем, могут быть не получены. И с другой стороны, изготовление сухих смесей высокого качества — достаточно сложный процесс, требующий специального оборудования и тщательного соблюдения технологического регламента.

    Автор: К. Н. Попов, профессор, М. Б. Каддо, доцент, С. М. Пуляев, доцент, Кафедра строительных материалов МГСУ
    Дата: 12.11.2001
    Журнал Стройпрофиль №4
    Рубрика: ***

    Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной.




    «« назад