Подбор состава и испытание строительного раствора

ПОДБОР СОСТАВА СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

ПОДБОР СОСТАВА СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

Общие сведения

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества, мелкого заполнителя, воды и в необходимых случаях различных добавок (минеральных, поверхностно-активных, химических и др.).

Смесь этих материалов до затвердевания называют растворной смесью.

Строительные растворы применяются в кладочных, отделочных и специальных работах, при возведении крупнопанельных зданий и сооружений.

По виду вяжущего растворы разделяются — на простые, изготавливаемые на одном вяжущем (цементные, известковые, гипсовые) и сложные, изготавливаемые на смешанных вяжущих (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.).

Основными показателями качества растворной смеси являются подвижность, водоудерживающая способность и расслаиваемость.

Подвижность — это способность растворной смеси растекаться под действием сил собственного веса или приложенных внешних сил.

Основными свойствами затвердевшего раствора являются прочность на сжатие, морозостойкость, средняя плотность. ГОСТ 28013-98 Растворы строительные. Общие технические условия.

По пределу прочности на сжатие растворы разделяются на марки: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200.

По средней плотности строительные растворы разделяются на тяжелые, средней плотностью 1500 кг/м 3 и более, и легкие — средней плотностью менее 1500 кг/м 3 .

Морозостойкость растворов характеризуется следующими марками: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200.

Подбор состава раствора производят с учетом назначения раствора, его марки, условий эксплуатации, а также подвижности растворной смеси, выбираемой в зависимости от назначения раствора и условий его укладки.

Подбор состава строительного раствора включает 5 этапов. На первом этапе устанавливается назначение раствора, на втором — осуществляется выбор сырьевых компонентов, на третьем — делается расчет ориентировочного состава, на четвертом – подбирается нужная подвижность смеси и на пятом – достигается требуемая марка раствора.

Цель работы

Ознакомиться с методикой подбора состава сложного строительного раствора, оценкой некоторых качественных показателей растворной смеси и раствора.

Порядок выполнения работы

Назначение раствора

В зависимости от назначения раствора устанавливаются марки раствора и подвижности растворной смеси (табл. 1,2)

Марка строительного раствора в зависимости от назначения

Подвижность растворной смеси на месте применения

в зависимости от назначения раствора

Выбор сырьевых материалов

Выбор вяжущих материалов при приготовлении растворов следует производить с учетом назначения и марки раствора, а также условий эксплуатации конструкции (табл. 3).

Рекомендации к выбору вяжущих при приготовлении растворов

Расход цемента на 1 м 3 песка в растворах на цементном и цементосодержащих вяжущих должен быть не менее 100 кг, а для кладочных растворов в зависимости от вида конструкций и условий их эксплуатации — не менее указанного в табл. 4

Минимальный расход цемента

Для улучшения свойств растворной смеси в нее вводят неорганические и органические пластифицирующие добавки. Из неорганических добавок наибольшее применение имеют известь, глина, зола ТЭЦ, молотый доменный шлак. К числу наиболее распространенных органических пластификаторов относят мылонафт, СДБ.

Качество применяемого песка должно удовлетворять требованиям ГОСТ. В качестве заполнителя следует применять: песок для строительных работ; золу-уноса; золошлаковый песок; пористые пески; пески из шлаков тепловых электростанций, черной и цветной металлургии

Наибольшая крупность зерен заполнителя должна быть, мм, не более:

— кладочные (кроме бутовой кладки) . 2,5

— бутовая кладка. 5,0

— штукатурные (кроме накрывочного слоя) . 2,5

— штукатурные накрывочного слоя. 1,25

Определение марки раствора

Марку раствора определяют испытанием на сжатие кубов (3 шт) размером 70,7×70,7×70,7 мм в возрасте, установленном стандартом на данный вид раствора.

Образцы из растворной смеси подвижностью до 5 см изготовляют в формах со стальным дном. Форму заполняют раствором в два слоя. Уплотнение слоев производят 12 нажимами шпателя: 6 нажимов вдоль одной стороны и 6 — в перпендикулярном направлении. Образцы растворной смеси подвижностью 5 см и более изготовляют в формах без дна. Форму при этом устанавливают на керамический кирпич, покрытый влажной газетной бумагой. Формы заполняют растворной смесью в один прием и уплотняют 25 штыкованиями стального стержня по концентрической окружности от центра к краям.

Образцы раствора, предназначенного для эксплуатации в воздушно сухих условиях и приготовленные на воздушных вяжущих, твердеют на воздухе при температуре 20 ±2 °С и относительной влажности воздуха 65 ±10 %. Образцы раствора, приготовленные на гидравлических вяжущих, в течение первых 3 сут должны храниться в камере нормального твердения при относительной влажности воздуха 95…100 %. Дальнейшее твердение обусловлено условиями эксплуатации. Если это влажная среда то образцы хранятся в воде, если воздушная — в помещении при относительной влажности воздуха 65 ± 10 %.

За проектный возраст раствора, если иное не установлено в проектной документации, следует принимать, сут:

— для растворов, приготовленных без применения гидравлических вяжущих. 7 сут;

— для растворов с применением гидравлических вяжущих …….28 сут.

Предел прочности раствора на сжатие определяется по формуле:

, (62)

где Р — разрушающая нагрузка, Н (кгс); А — площадь сечения образца, м 2 (см 2 ).

Если требуемая марка не достигнута, то делается корректировка состава.

Приборы, инструменты, материалы: весы технические по ГОСТ 16474, весы торговые по ГОСТ 16474, мерный сосуд объемом 0,5 л, коническая чаша для перемешивания растворной смеси, конусное ведро емкостью 3 л, стандартный конус СтройЦНИЛа для определения подвижности растворной смеси, формы размером 70,7 × 70,7 × 70,7 мм или балочки размером 40 х 40 х 160 мм, шпатель для уплотнения растворной смеси в формах, штыковка диаметром 10. 12 мм, штангенциркуль по ГОСТ 166, гидравлический пресс по ГОСТ 8905-82, цемент, кварцевый песок, пластифицирующая добавка, вода.

Читать еще: Как устроится на работу симорон

Аттестационные вопросы

1. Что представляет собой строительный раствор?

2. Как классифицируются строительные растворы по средней плотности, виду вяжущего и прочности на сжатие?

3. По каким показателям осуществляется выбор вида вяжущего для строительного раствора?

4. Перечислите основные показатели качества растворной смеси и раствора.

5. С какой целью вводят в строительные растворы неорганические и органические добавки?

6. Какие исходные данные должны быть известны перед определением состава смешанного строительного раствора?

7. Изложите последовательность подбора состава смешанного строительного раствора.

8. Опишите методику приготовления пробного замеса растворной смеси.

9. Как определяется подвижность растворной смеси?

10. Как производится определение прочности раствора и его марки?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Схема испытания

Таблица 2. Требования ГОСТ к срокам начала схватывания растворных смесей на основе сухих строительных смесей на гипсовом вяжущем

ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Строительные растворы. Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной смеси, состоящей из вяжущего, мелкого заполнителя, воды и добавок. До начала затвердевания ее называют растворной смесью.

Строительные растворы классифицируют по плотности, виду вяжущего, составу и назначению.

По средней плотности различают растворы тяжелые плотностью более 1500 кг/м и легкие плотностью менее 1500 кг/м.

По виду вяжущего растворы бывают известковые, гипсовые, цементные и на основе смешанных вяжущих. В зависимости от свойств вяжущего растворы подразделяют на воздушные, твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, известковые, гипсовые), и гидравлические, начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях.

По степени готовности растворы делят на: сухие смеси и растворные смеси, готовые к применению.

По составу растворы делят на простые и сложные (смешанные). Растворы, приготовленные на одном вяжущем, заполнителе и воде, называют простыми. Составы простых растворов обозначают двумя числами. Например, известковый раствор состава 1 : 4 означает, что в растворе на одну часть извести приходится четыре части заполнителя (песка). Растворы, приготовленные на нескольких вяжущих, заполнителе и воде, называют сложными или смешанными. Составы сложных растворов обозначают тремя числами. Например, состав известково-цементного раствора 1:1:9 обозначает, что на одну часть извести в растворе приходится одна часть цемента и девять частей заполнителя.

По назначению строительные растворы различают:

кладочные — для каменной кладки фундаментов, стен, столбов, сводов и др.,

отделочные — для оштукатуривания стен, потолков,

Рис.2. Штукатурка стен и потолка

защитно-декоративные — для отделки наружных поверхностей зданий и сооружений,

Рис.3. Фасадная штукатурка

декоративные — для отделки внутри помещений;

Рис.4. Фактурная штукатурка

монтажные — для заполнения и заделки швов между крупными элементами при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей;

специальные — водонепроницаемые, кислотостойкие, жаростойкие, акустические, теплоизоляционные, инъекционные, рентгенозащитные и перекачиваемые по трубопроводам.

В составе растворов нет крупного заполнителя, поэтому в сущности они представляют собой мелкозернистые бетоны. Общие закономерности, характеризующие свойства бетона в принципе применимы и к растворам. Однако при использовании растворов надо учитывать две особенности. Во-первых, их укладывают тонкими слоями (1…2 см), не применяя механического уплотнения. Во-вторых, растворы часто наносят на пористые основания (кирпич, бетон, легкие камни и блоки из пористых горных пород), способные сильно отсасывать воду. В результате этого изменяются свойства раствора, что необходимо учитывать при определении его состава.

Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов

Составы растворных смесей выбирают или подбирают в зависимости от назначения раствора, требуемой марки и подвижности и условий производства работ. Подобранный состав растворных смесей должен иметь необходимую подвижность (без расслоения и водоотделения при укладке) при минимальном расходе вяжущего вещества и обеспечить получение требуемой прочности в затвердевшем состоянии.

Составы строительных растворов подбирают по таблицам и расчетным путем, в обоих случаях они уточняются экспериментально применительно к конкретным материалам.

Расчетно-экспериментальный метод подбора состава раствора основан на выполнении предварительного расчета расхода составляющих (вяжущего, заполнителей, воды и добавок) на основе научно обоснованных и экспериментально проверенных зависимостей, приведенных ниже. Он применяется для подбора состава тяжелых кладочных и монтажных растворов.

Состав растворов марок 25…200 подбирают следующим образом. Для получения заданной марки раствора в случае применения вяжущих, отличающихся маркой М_вф от приведенных в 5.8 (таблица 4 ) СП 82-101-98 Приготовление и применение растворов строительных, расход вяжущего на 1 м 3 песка определяется по формуле

где Q_в — расход вяжущего с активностью по таблице 4 на 1 м 3 песка, кг;

Q _вф — расход вяжущего с иной активностью;

R _в Q _в — принимается по таблице 4 для данной марки раствора.

Количество неорганических пластификаторов (известкового или глиняного теста) V _д на 1 м 3 песка определяется по формуле

где V _д — неорганическая добавка на 1 м 3 песка, м.

Расчету состава раствора должно предшествовать определение активности (марки) и средней насыпной плотности цемента, зернового состава и модуля крупности песка, средней плотности неорганического пластификатора (извести или глины).

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

Процесс приготовления растворной смеси состоит из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы в растворосмесителях периодического действия с принудительным перемешиванием. По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным или вертикальным лопастным валом. Последние называются турбулентными смесителями.

Читать еще: Как построить дом из сип панелей самому

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 быстровращающиеся роторы — 65; 500 и 800 л.

Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности его состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешивают дольше. Для облегчения данного процесса известь и глину вводят в раствор в виде известкового или глиняного молока. Известковое тесто и комовую глину для смешанных растворов использовать нельзя, так как в этом случае практически невозможно добиться однородности растворной смеси.

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. Растворы, как правило, приготовляют на централизованных бетонорастворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает получение продукции высокого качества. Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора — песок и воду — подогревают до температуры не более 60 °С. Вяжущее подогревать нельзя.

Транспортирование. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами или специально оборудованным транспортом, исключающим потери цементного молока, загрязнение окружающей среды, увлажнение атмосферными осадками, снижение температуры. Дальность перевозки зависит от вида раствора, состояния дороги и температуры воздуха. Чтобы предохранить раствор от переохлаждения и замерзания зимой, кузова автомашин утепляют или обогревают отработанными газами двигателя.

На 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), а в высохший известковый раствор можно добавить воду и вторично его перемешать. Цементные растворы необходимо использовать в течение 2…4 ч; разбавление водой и повторное перемешивание схватившихся цементных растворов не допускается, так как это приводит к резкому снижению его качества, т. е. падению марки раствора.

Растворы для кладки фундаментов и цоколей ниже гидроизоляционного слоя

Подбор состава сложного строительного раствора. Определение плотности раствора. Определение марки строительного раствора.

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ СТУДЕНТОВ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Тема: Подбор состава сложного строительного раствора. Определение плотности раствора. Определение марки строительного раствора .

Количество часов: 2

Цель работы: Изучение свойств строительных растворов. Определение влияния различных технологических факторов (крупности песка, вида и содержания добавок и др.) на свойства строительных растворов

Требуется подобрать состав сложного строительного раствора марки Rp = 75 при следующих данных: подвижность растворной смеси 9. 10 см; активность используемого шлакопортландцемента Rц = 320 × 0,1 МПа; насыпная плотность цемента ρнц = 1100 кг/м3; песок средней крупности (Мк = 1,5); минеральная добавка – известковое тесто плотностью ρд = 1400 кг/м3.

1 Расход цемента на 1 м3 песка

Qц = Rр ⋅ 1000 / 0,88Rц;

Qц = (75 ⋅ 1000) / (0,88 ⋅ 320) = 282 кг;

Vц = Qц / ρнц; Vц = 282 / 1100 = 0,225 м3.

2 Расход известкового теста на 1 м3

Vд = 0,17 (1 – 0,002 Qц) = 0,17 (1 – 0,002 ⋅ 282) = 0,057;

Qд = Vд ρд; Qд = 0,057 ⋅ 1400 = 88 кг.

3 Состав сложного раствора в частях по объему устанавливают путем деления расхода каждого

компонента раствора на расход цемента по объему

Vц / Vц : Vд / Vц : 1 / Vц = 0,255 / 0,255 : 0,057 / 0,255 : 1 / 0,255 = 1 : 0,2 : 3,9.

4 Ориентировочный объем воды на 1 м3 песка

В = 0,5(Qц + Qдρд) = 0,5 (282 + 88 ⋅ 1,4) = 202 кг.

Расход материалов на 1 м3 песка для приготовления сложного строительного раствора марки 75

Известковое тесто — 0,057 м3

Задание для практической работы:

1. Определить пористость отвердевшего портландцементного теста, если известно, что воды содержалось 40 % по отношению к массе цемента (В/Ц = 0,4), количество химически вязанной воды после отвердения составило 15 % от массы цемента, т.е. В/Цсв = 0,15. Плотность портландцемента принять равной 3,1 г/см3, а изменения объема при твердении цементного камня в расчетах не учитывать.

2. Подсчитать расход материалов на 1 м3 известково-песчаного раствора состава 1 : 5 по объему при условии, что известковое тесто и готовый раствор пустот не имеют, а песок имеет объем пустот равный 38 %; В/Ц = 0,9.

3. Рассчитать расход материалов на 1 м3 цементно-песчаного раствора состава 1 : 4 по объему, если В/Ц = 0,5, песок имеет объем пустот равный 40 %, объемный вес цемента 1300 кг/м3, плотность цемента 0,5. Определить расход цемента по весу и объему, песка – по объему.

4. Рассчитать количество материалов для приготовления 1 м3 цементно-известково-песчаного раствора состава 1 : 1 : 5 по объему. Плотность цемента 0,42, известковое тесто без пустот, количество пустот в песке 0,40, удельный вес цемента 1300 кг/м3. Воды израсходовано 1,0 объема по отношению к вяжущему (цемент + известковое тесто).

5. Рассчитать количество материалов для приготовления 1 м3 цветного цементно-песчаного раствора состава 1 : 2 по объему для отделки панелей; раствор укладывается на поверхность панели после пропаривания. В раствор вводят 3 % воздухововлекающей добавки ГК и 5 % железного сурика (добавки вводятся от веса цемента). Кварцевый песок имеет пустотность 38 %, объемный вес цемента 1300 кг/м3.

Читать еще: Блоки газобетонные гост 21520 89

6. Рассчитать количество материалов для приготовления 1 м3 раствора, который наносится в виде отделочного слоя на плиты газосиликата. Рекомендуется применять цветной раствор состава 1 : 1 : 3 : 4 (цемент : известь : молотый песок : песок) по объему. Объемный вес раствора 1300кг/м3. Водотвердое отношение 0,24. К раствору добавлено 3 % воздухововлекающей добавки (гидрофобной). Для придания цвета раствору добавлено 10 % охры. Количество добавок вводится от веса цемента. При испытании материалов были определены: пористость цемента – 58 %, пористость молотого песка – 45 %, пористость песка– 40 %. Принято, что известковое тесто пористости не имеет.

7. Рассчитать количество материалов для приготовления 1 м3 раствора, который наносится в виде отделочного слоя на плиты газосиликата. Рекомендуется применять цветной раствор состава 1 : 1 : 3 : 4 (цемент : известь : молотый песок : песок) по объему. Объемный вес раствора 1300 кг/м3. Водотвердое отношение 0,24. К раствору добавлено 3 % воздухововлекающей добавки (гидрофобной). Для придания цвета раствору добавлено 10 % охры. Количество добавок вводится от веса цемента. При испытании материалов были определены: пористость цемента – 58 %, пористость молотого песка – 45 %, пористость песка– 40 %. Принято, что известковое тесто пористости не имеет.