Составы растворов заданных
марок с применением вяжущих различных видов устанавливают с учетом
требуемой степени долговечности, атмосферных и влажностных условий, в которых
здание или сооружение будет находиться во время эксплуатации, а также его
подвижности и необходимой водоудерживающей способности в процессе
влажностного режима твердения.
От состава раствора зависит его удобоукладываемость —
способность легко укладываться ровным слоем и хорошо заполнять неровности
камней, что обеспечивает более равномерную передачу усилий с одного ряда
кладки на другой и способствует увеличению прочности кладки.
Подвижностью (консистенцией) раствора называется его способность
растекаться под действием собственного веса или при приложении к нему внешних
сил.
Подвижность растворов определяют осадкой конуса Строй-
ЦНИЛа в сантиметрах и принимают в следующих пределах
Большие значения подвижности строительных растворов
принимают для сухих и пористых каменных материалов, а также при производстве
работ в жаркую погоду, меньшие — для плотных или хорошо смоченных каменных
материалов.
Важной характеристикой растворной смеси, тесно связанной с
подвижностью, является расслаиваемость — неоднородность по толщине слоя,
получающаяся при хранении, транспортировании или вибрировании раствора. Расслаиваемость
отрицательно влияет на его прочностные и деформативные свойства. С повышением
подвижности увеличивается и расслаиваемость. Поэтому для обеспечения
качественного выполнения работ при транспортировании во избежание
расслаивания раствора его консистенция не должна превышать 5—6 см.
Непосредственно перед укладкой раствор следует довести до требуемой
консистенции добавлением в него воды.
Водоудерживающая способность раствора значительно
сказывается на его качестве. При укладке на пористую поверхность раствор
малой водоудерживающей способности обезвоживается, его нормальное твердение
не обеспечивается, и в результате значительно снижается прочность кладки.
Водоудерживающая способность растворов неодинакова:
цементные растворы обладают наименьшей, глиняные и известковые — наибольшей
водоудерживающей способностью, а смешанные занимают промежуточное положение.
Растворы высоких марок (цементные или смешанные)
замешивают на цементе с небольшим прибавлением к нему пластифицирующих
добавок — извести или глины. Увеличение количества извести или глины в
растворах высоких марок ведет к снижению прочности, так как кристаллы
соединений извести или глины менее прочны, чем цемента. К растворам низких
марок относятся известковые, известково-глиняные и другие на низкоактивных
вяжущих.
Марки растворов для каменных кладок должны соответствовать
требованиям прочности и долговечности здания с учетом минимальных их значений
(см. 22 и 38).
Расход вяжущего зависит от его вида и требуемой марки
раствора ( 3), однако не должен превышать 500 кг на 1 м3 сухой смеси раствора. Минимальный расход вяжущего на 1 м3 песка для растворов различного назначения устанавливается в зависимости от требуемой
долговечности и влажностных условий, в которых будет находиться здание или
сооружение во время эксплуатации ( 4). При выборе вяжущих следует
руководствоваться прилож. 4.
Прочность раствора зависит от его состава, плотности,
возраста, температуры и влажностных условий твердения, что в значительной
мере определяет степень долговечности кладки.
Марку раствора по прочности на сжатие определяют
испытанием образцов-кубов размерами 70,7X70,7X70,7 мм, а на изгиб и сжатие —
образцов-балочек размерами 40X40X160 мм, изготовленных на специальном
основании. Образцы раствора обычно должны твердеть при температуре 15°С и
относительной влажности воздуха 50—60%, испытываться для кладки и монтажных швов
в возрасте 28 суток, а для виброкирпичных панелей и крупных блоков из кирпича
или камней, подвергаемых тепловой обработке, — в соответствии со специальными
указаниями на изготовление этих изделий.
В различные сроки твердения цементных и смешанных
растворов (до 90 суток) при температуре 15°С и нормально-влажно- стном режиме
их средний предел прочности при сжатии (временное сопротивление), кгс/см2,
может быть определен по формуле
Одновременно с прочностью на образцах-кубах с точностью до
10 кг/м3 определяют объемную массу затвердевшего раствора. Коэффициент
вариации объемной массы раствора, определяемый по формуле, аналогичной
формуле (5), не должен превышать 5%.
Изменение прочности раствора при твердении его более 90
суток описывается логарифмической зависимостью Б. Г. Скрам- таева
Интенсивность твердения растворов зависит от их состава,
температуры и влажностных условий твердения; цементные и смешанные растворы
набирают прочность значительно быстрее, чем известковые, поэтому прочность
известковых растворов в возрасте одного — трех месяцев принимается равной 4
кгс/см2, а в возрасте б месяцев — 10 кгс/см2.
Хранение цементных материалов при влажности воздуха
W<90% сопровождается их высыханием, обезвоживанием цементного камня,
замедлением или приостановлением развития процессов гидратации. Обезвоживание
раствора даже в раннем возрасте (1—14 суток) сопровождается прекращением
роста прочности.
Высушенный раствор при повторном увлажнении приобретает
вновь способность твердеть и наращивать прочность, хотя потенциально
возможная прочность его ни при каких условиях не восстанавливается.
Увеличение температуры твердения (до 100°С) при
благоприятной влажности (W>90%) во много раз ускоряет гидратацию цемента,
повышает прочность раствора в целом. С понижением температуры интенсивность
твердения растворов падает и приостанавливается при замерзании до последующей
оттепели ( 5).
Нарастание прочности раствора на кварцевом песке после
одного — трех месяцев твердения незначительно, хотя может про-должаться
десятилетиями, и при проектировании каменных конструкций не учитывается ( 18,
а). Однако для некоторых видов легких растворов, в частности на вулканических
туфовых или шлаковых песках с большим количеством пылевидных частиц,
вследствие активности последних по отношению к продуктам гидратации цемента
рост прочности может быть существенным: в возрасте одного-двух лет прочность
раствора может в 2—2,5 раза превышать марочную прочность, что должно быть
учтено при проектировании и эксплуатации зданий.
При твердении цементных и смешанных растворов
иногда наблюдается снижение их прочности, вызванное неоднородностью состава и
структуры. В результате происходит концентрация тем- пературно-усадочных
напряжений, превышающих сопротивление раствора растяжению и вызывающих
появление микротрещин. Последующее твердение раствора может в некоторой мере
восстановить потерянную прочность ( 18, б).
Условия твердения раствора в швах кладок из пористых
камней существенно отличаются от условий твердения образцов-кубов с ребром 70,7 мм. Сразу после укладки раствора на камень начинается миграция влаги из раствора в камень, и к
началу схватывания фактическое водоцементное отношение раствора значительно
меньше начального. По мере обезвоживания раствора возможна обратная миграция
влаги из камня в раствор. В результате прочность раствора при сжатии в швах
кладки на 20— 30% выше прочности образцов-кубов, за исключением тех случаев,
когда в результате низкой водоудерживающей способности раствора и высокой
всасывающей способности камня наступает чрезмерное обезвоживание раствора,
которое приводит к снижению его прочности.
Прочность раствора в горизонтальных швах кладки и
монтажных швах панельных стен определяют испытанием на сжатие кубов с ребром
30—40 мм, составленных из двух пластинок раствора, вынутых из швов, через
сутки после изготовления кубов. Для перехода к прочности кубов с ребрами
длиной 70,7 мм результаты испытания умножаются на коэффициент 0,8.
Деформативность раствора, как и прочность, зависит от его
состава и плотности.. Тяжелые растворы обладают значительно меньшей
деформативностью, чем легкие.
При твердении раствора наблюдаются объемные деформации
усадки, связанные с его сушкой, и деформации набухания, связанные с
увлажнением, а также с происходящими физико-химическими процессами. При
длительном загружении в растворе развиваются деформации ползучести,
превышающие в 2 и более раза деформации от кратковременной нагрузки при
одинаковых напряжениях ( 18, в).
Составы растворов марок 4—200 на различных видах вяжущих
(цементно-известковые, цементно-глиняные, цементные), которые рекомендуется
применять для кладки наземных и подземных каменных конструкций зданий I—III
степени долговечности, приведены в прилож. 2. Составы даны в объемной
дозировке Ц : И : П — цемент : известь : песок.
|