8.2 Растворы для каменной кладки

Качество каменной кладки в большой степени зависит от свойств раствора. Раствор для кладки – правильно подобранная смесь вяжущего, мелкого заполнителя, воды и специальных добавок (в необходимых случаях).

Назначение раствора:

- связывание между собой отдельных камней;

- передача усилий с одних камней на другие, распределяя их более равномерно по площади камней;

- уменьшение продуваемости и влагопроницаемости кладки.

1) По виду вяжущего растворы бывают цементными, известковыми, гипсовыми, глинистыми, полимерными и смешанными.

Растворы, приготовленные на одном вяжущем, называют простыми, на нескольких – сложными. Вяжущие делятся на воздушные (способны твердеть и сохранять свою прочность только на воздухе – воздушная известь, гипс) и гидравлические (способны твердеть как на воздухе, так и в воде – цемент и гидравлическая известь). Для кладки цоколей ниже гидроизоляционного слоя и подземных стен применяется лишь цементный раствор, поскольку он является более морозо- и влагостойким.

Для зимних растворов (используемых для кладки при отрицательных температурах наружного воздуха) в состав раствора вводят также противоморозные и пластифицирующие добавки (поташ, нитрит натрия, нитрит кальция и др.). В качестве пластифицирующих добавок могут использоваться известь и глина.

2) По виду заполнителя и протности подразделяют на тяжелые – на речном или горном песке и тяжелых шлаках, плотностью не менее 1500 кг/мз и легкие плотностью менее 1500 кг/мз на пористых заполнителях – на песках из легких шлаков или лекгих естественных каменных пород, таких как мепза, тух, ракушечник. Легкие растворы могут получать таке с помощью пенообразующих добавок – поризованные растворы. Крупность заполнителя не должна превышать 2,5 мм для кладки из кирпича и небольших керамических или бетонных блоков. Во всех остальных случаях максимальная крупность заполнителя 5 мм.

3) По назначению строительные растворы бывают кладочные (для каменной кладки, монтажа стен из крупных элементов), отделочные (для оштукатуривания, нанесения декоративных слоев), специальные, обладающими особыми свойствами (гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные), ремонтные (для заделки швов). В современном строительстве широкое распространение получают сухие кладочные смеси.

Растворы должны обладать большой подвижностью в свежеизготовленном состоянии и необходимой прочностью после затвердения. Пластичность раствора должна характеризоваться следующей глубиной погружения конуса; 7...8 см для кладки из пустотелого кирпича и керамических камней, 9...13 см для другой кладки. Раствор должен быть использован до начала его схватывания и периодически перемешиваться во время использования на стройке. Не допускается применение обезвоженных растворов.

4) По прочности, которая оценивается временным сопротивлением на сжатие R₂ кубов размерами 70,7х70,7х70,7 мм или половинок балочек размером мм, полученных после испытания их на изгиб, после 28 сут. твердения при .

Нормами установлены следующие проектные временные сопротивления раствора на сжатие R₂, МПа: 0,4; 1; 2,5; 5; 7,5; 10; 15 и 20 МПа (Марки растворов в кг/см²: М 4; М 10; М 25; М 50; М 75; М 100; М 150; М 200). Растворы прочностью R₂,=0,4 и 1 МПа приготовляются преимущественно из извести и других местных вяжущих. При расчете свежей или оттаявшей зимней кладки принимается, что прочность раствора R₂ = 0,2 МПа или R₂ = 0.

Проектное сопротивление раствора для каменной кладки назначается с учетом требуемой долговечности конструкций, воздействия динамических нагрузок, относительной влажности окружающей среды, паро- и гидроизоляционных покрытий и других факторов. Для несущих столбов и простенков, а также кладки, работающей под динамической нагрузкой, основным раствором является цементный с пластифицирующими добавками прочностью R > 2,5 МПа. При высоте столбов больше 9 м прочность раствора R₂> 5 МПа. В растворах низких марок (4 и 10) вяжущее – известь. Такие растворы отличаются удобоукладываемостью и хорошим сцеплением с кладочным материалом, но медленно твердеют. Для ускорения твердения растворы готовят на тонкомолотой извести-кипелке. Гипсовые растворы (на гипсовом вяжущем) применяют, как правило, вместе с другими вяжущими.

5) По морозостойкости, которую определяют числом циклов попеременного замораживания и оттаивания до потери 15% первоначальной прочности (или 5% массы). По морозостойкости растворы подразделяют на марки F10-F300.

Для получения ровного шва в кладке с оптимальной толщиной 8-12 мм раствор должен обладать такими свойствами, как удобоукладываемость, т.е. способностью укладываться на основании тонким слоем с заполнением всех его неровностей без специального уплотнения. Удобоукладываемость растворных смесей обуславливается их подвижностью и водоудерживающей способностью.

6) По подвижности – способности растворной смеси растекаться под действием собственной массы. Подвижность определяют (в см) глубиной погружения в растворную смесь эталонного конуса массой 300 г с углом вершины и высотой 15 см. Конус погружают в растворную смесь вершиной: чем глубже он погружается, тем большей подвижностью обладает растворная смесь.

Степень подвижности смеси зависит от количества воды затворения, от состава и свойств исходных материалов. Для повышения подвижности растворных смесей в их состав вводят пластифицирующие добавки, а также поверхностно-активные вещества.

Подвижность строительных растворов в зависимости от их назначения и способа укладки должна быть следующей, см:

- для кладки стен из кирпича, бетонных камней, камней из легких горных пород – 9-13;

- для кладки стен из пустотелого кирпича керамических камней – 7-8;

- для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из бетонных блоков и панелей; расшивка вертикальных и горизонтальных швов – 5-7;

- для буутовой кладки – 4-6;

- для заполнения пустот в бутовой кладке- 13-15.

5) По водоудерживающей способности – свойству растворной смеси удерживать воду при укладке ее на пористое основание и не расслаиваться в процессе транспортирования. Водоудерживающая способность зависит от соотношения составных частей растворной смеси. Она повышается при увеличении расхода цемента, замене части цемента известью, введении высокодисперсных добавок (золы, глины и др.), а также некоторых поверхностно-активных веществ.

Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего, водоцементного отношения, длительности и условий твердения (температуры и влажности окружающей среды). При укладке раствора на пористое основание, способное интенсивно отсасывать воду, прочность затвердевшего раствора выше, чем того же раствора, уложенного на плотное основание.

При выборе кладочных материалов и изделий следует учитывать наличие местного сырья и изделий, возможность максимальной индустриализации строительных работ, облегчение массы зданий и сооружений. При этом рекомендуется соблюдать требования по экономичному расходованию металла и цемента. При кладке стен малоэтажных зданий рекомендуется применение растворов на гидравлических содержащих известь вяжущих веществах. Для стен многоэтажных зданий проектная прочность раствора должна назначаться дифференциально, исходя из требуемой прочности кладок.

Вяжущее выбирают в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации зданий и сооружений.

Цементные растворы широко применяемые как в сухих, так и во влажных условиях, приготавливаются на портландцементе. Для подземных кладок при агрессивных грунтовых водах применяют растворы на пуццолановых цементах.

Вода для затворения растворов не должна содержать примесей,оказывающих вредное влияние на твердение вяжущего вещества.

В состав растворов, предназначенных для применения в зимних условиях, вводят ускорители твердения, а так же добавки, снижающие температуру замерзания воды (хлористый кальций, хлористый натрий, поташ, нитрат натрия и др.).

Состав строительного раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 или относительным соотношением (по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок, состав обозначают, например , 1:4, т.е. на 1 мас.ч. вяжущего приходится 4 мас. ч. песка. Смешанные растворы, состоящие из двух вяжущих или содержащие минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например, 1:3:4 (цемент: известь: песок).