Стяжки из растворов. Состав и свойства (часть 2).
Начало данного материала здесь: Стяжки из растворов. Состав и свойства (часть 1).
Вкратце были описаны составляющие стяжек, напомню, что это связующее (вяжущее), заполнители и добавки. О вяжущих мы замолвили словечко, пришло время разобраться с остальными веществами и их влиянием на растворы стяжек (бетонные, цементно-песчаные и гипсовые).
Заполнители в стяжках бывают крупные и мелкие, мелкие имеют размер до 5 мм в поперечнике, крупные естественно больше. Крупный заполнитель можно встретить только в бетонных стяжках, конечно если к цементно-песчаной или гипсовой смеси добавить крупный заполнитель, то она станет бетонной или гипсобетонной, но делать это надо только с осознанием всех последствий, такая добавка в смесь заводской готовности не приведёт к её улучшению, напротив, результат в большинстве случаев будет отрицательный. Будем использовать факты, каждая смесь на заводе прошла лабораторный контроль, в ней оптимально подобраны все составляющие и добавка новых изменит эффективность. Крупный заполнитель имеет пустотность, содержит и впитывает влагу, имеет определённый химический состав, может иметь примеси вредных частиц (обычно речь идёт о глине) и другие свойства. Конечно поглощение влаги из раствора означает, что надо добавить больше воды, но сколько? Заполнитель будет реагировать с компонентами смеси, но как? Глина активно потребляет воду и прямо и косвенно снижает прочность раствора, но насколько? Очевидно, что ответы на такие вопросы отыщутся нелегко, поэтому добавка крупного заполнителя в готовые смеси дозволяется для изготовления стяжек, но в результате вы получите низкую прочность (до 15 кг/см2). Это касается не только применения щебня, но и добавки кирпичного боя, отходов железобетонных конструкций. Слишком крупные отходы кирпича и бетона, да и вообще любого заполнителя, использовать нельзя, стяжка будет ломаться по наиболее слабому месту - цементному раствору. Из крупных заполнителей самые часто встречаемые - щебень и гравий из природного камня (известняка, гранита и т.д.), щебень из доменного шлака, керамзит. Мелким заполнителем в большинстве стяжек является песок, реже встречается дроблёный известняк, который дороже и имеет меньшую прочность. Стяжки изготавливаемые вручную из сыпучих материалов имеют преимущество в цене, но сниженную прочность, так как старые формулы цементно-песчаных растворов (отношение цемента к песку) чрезмерно упрощены и хорошо подходили для строительства 50-60-х годов. Стоит ли покупать по машине песка и щебня, дозировать цемент, чтобы в итоге получить бетон низкого качества? Затраты на расчёт соотношения компонентов лучше доверять инженерам-строителям, которые хорошо представляют, как выполнить данную работу. В формуле будет много неизвестных (содержание примесей, активность цемента, гранулометрический состав песка и пр.), которые не позволят получить смесь оптимального качества, кроме того нужны добавки, без которых хорошего раствора вручную не получить, так что зная о таких трудностях не понаслышке, рекомендую заниматься не сомнительной экономией, а по-настоящему сэкономить время и нервы, заказав готовую бетонную или сухую смесь, оставив расчёты специалистам.
Добавки к растворам делят на множество групп, на самом деле каждая добавка может иметь несколько побочных эффектов как положительно влияющих на раствор, так и отрицательно. Отнесение добавок в какую-либо группу делается по преобладающему эффекту, поэтому проектирование растворов всегда связано с получением пробных замесов и их исследованиями, что в малоэтажном строительстве делать попросту нецелесообразно и по временным затратам и по финансовым. Кроме химических добавок в стяжках есть минеральные материалы, которые служат для экономии вяжущего или придания некоторых эффектов (жаростойкости, электропроводности, цвета, армирования). Химические добавки делят на 4 вида: регулирующие свойства смеси (пластификаторы, стабилизаторы, водоудержатели и др.); регулирующие твердение (ускорители и замедлители схватывания); регулирующие прочность, плотность и пористость смеси (воздухововлекатели, уплотнители); придающие специальные свойства (полимеры, антикоррозионные, противоморозные, гидрофобные, антисептические). Список конечно неполон, но даёт представление о разнообразии ассортимента. Минеральные добавки могут быть активными и инертными, активные (микрокремнезём, зола-унос, цеолит) вступают в реакцию с другими составляющими стяжек, инертные (армирующие волокна из нейлона, полипропилена и стекла, асбест, пигменты) - не реагируют (точнее реагируют очень слабо) с иными компонентами.
Полимерные добавки придают растворам различные свойства: водоудерживающие, гидрофобные, воздухововлекающие, пластифицирующие, морозостойкие, адгезионные и т.д. Полимеры также выступают как связующее в стяжках, влияют на прочность и таким образом являются одним из самых важных компонентов. Примеры полимерных добавок: дисперсии поливинилацетатной, акриловой, кремнийорганической смол.
Пластификаторы и суперпластификаторы - улучшают подвижность смеси. Они повышают текучесть и снижают расход воды, это очень важно, так как перебор воды в стяжке приводит к её растрескиванию, а хорошее расплывание позволяет получить жидкий самовыравнивающийся раствор для получения идеально гладких покрытий. Примеры пластификаторов - модифицированные лигносульфонаты, известковое тесто; суперпластификаторов - сульфонированные меламинформальдегидные и нафталинформальдегидные смолы, поликарбоксилатные и полиакрилатные смолы.
Ускорители твердения - уменьшают время твердения смесей, иногда и схватывания. Это важно для стяжек на цементной основе, они твердеют долго. Все ускорители это хорошо растворимые соли сильных кислот, то есть сульфаты, нитраты и хлориды. Хлориды не используют для стяжек армированных сталью, либо применяют совместно с ингибиторами коррозии.
Противоморозные добавки - снижают температуру замерзания раствора. Это необходимо при проведении работ в зимнее время, добавки связывают воду электрохимически (вода притягивается за счёт заряда ионизированных молекул) и она используется только во время химической реакции образования кристаллов цементного камня. Чтобы получить такой результат нужны те же самые соли сильных кислот, которые ускоряют твердение, кроме того получили распространение карбонаты (соли) и мочевина.
Замедлители твердения - увеличивают время жизнеспособности раствора. Данный эффект необходим для гипсовых смесей, которые твердеют слишком быстро. Эту добавку применяют для бетонных стяжек, если раствор нужно долго перевозить. Примеры замедлителей: цитрат кальция, сахароза, глюконат натрия и другие органические соединения.
Воздухововлекающие добавки - создают замкнутые пузырьки воздуха в растворе. Это повышает морозостойкость, водонепроницаемость и стойкость к коррозии. Данная добавка особенно хороша для стяжек, которые эксплуатируются в неотапливаемых помещениях и на улице (кровли, дороги). Примеры воздухововлекающих добавок: натриевые соли жирных кислот (то есть твёрдые мыла), смола омыленная водорастворимая, понизитель вязкости фенольный лесохимический, подмыльный щёлок и др.
Гидрофобные добавки - снижают водопоглощение за счёт создания системы замкнутых воздушных пор. Их принцип действия совпадает с воздухововлекающей добавкой, но также имеются пластифицирующий и водоудерживающий эффекты. Примеры гидрофобных добавок: гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости (этилсиликонат, метилсиликонат, алюмосиликонат натрия).
Уплотнители - снижают пористость стяжки, что повышает водонепроницаемость. Растворные стяжки в отличие от сборных оснований во время твердения образуют пористую структуру и вода попадая в капилляры и открытые поры может беспрепятственно проникать вглубь, для получения более плотного камня используют данные добавки. Примеры уплотняющих добавок: нитрат кальция, хлорид и сульфат железа, этиленгликолевые смолы.
Водоудержатели - вещества, которые связывают воду в растворе, не позволяя ей впитываться в основания и испаряться. Это очень важно для тонкослойных растворов (толщиной до 15 мм), которые при потере воды рассохнутся, не успеют приобрести прочность и разрушатся. Водоудерживающая добавка используется для всех вяжущих (цементных и гипсовых). Примеры водоудержателей: эфиры целлюлозы (метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза), бентонитовые глины.
Активные минеральные добавки - улучшают пластичность, водоудерживающую способность и другие свойства растворов. Имеют малый размер, огромную пористость и химическую активность, могут выступать как вяжущее в растворах.
Инертные армирующие добавки - волокна различных веществ повышающие трещиностойкость и снижающие усадку стяжек. Примеры: полипропиленовые, акрилонитрильные волокна.