Материал: Материаловедение. лабораторный практикум. Черкасов С.В., Адоньева Л.Н
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ПОДБОР СОСТАВА СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА
9.1. 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 специ-
альных 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.
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/м3 и более, и легкие - средней плотностью менее 1500 кг/м3.
Морозостойкость растворов характеризуется следующими марками: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200.
Подбор состава раствора производят с учетом его назначения, 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.
9.2. Цель работы
Ознакомиться с методикой подбора состава сложного строительного раствора, оценкой некоторых качественных показателей растворной смеси и раствора.
66
9.3.Порядок выполнения работы
9.3.1.Назначение раствора
Взависимости от назначения раствора устанавливаются его марка и подвижность растворной смеси (табл. 37, 38).
Таблица 37 Марка строительного раствора в зависимости от назначения
№ |
Область применения раствора |
Марка |
|
|
|
|
|
1 |
Кладка стен зданий (в зависимости от |
их этажности |
4-150 |
|
и влажности воздуха в помещениях) |
|
|
2 |
Кладка столбов, простенков, рядовых перемычек, карнизов |
25-150 |
|
3 |
Заполнение горизонтальных швов при |
монтаже стен |
50 |
|
из легких бетонных панелей, не ниже |
|
|
Таблица 38
Подвижность растворной смеси на месте применения в зависимости от назначения раствора
|
Глубина по- |
Марка по |
Основное назначение раствора |
гружения |
подвижно- |
|
конуса, см |
сти Пк |
А. Кладочные: |
|
|
- для бутовой кладки: |
1-3 |
Пк1 |
вибрированной |
||
невибрированной |
4-6 |
Пк2 |
- для кладки из пустотелого кирпича |
7-8 |
Пк2 |
или керамических камней |
|
|
- для кладки из полнотелого кирпича; керамических |
8-12 |
Пк3 |
камней; бетонных камней или камней из легких пород |
|
|
- для заливки пустот в кладке и подачи растворонасо- |
1314 |
Пк4 |
сом |
|
|
- для устройства постели при монтаже стен из круп- |
5-7 |
Пк2 |
ных бетонных блоков и панелей; расшивок горизон- |
||
тальных и вертикальных швов в стенах из панелей и |
|
|
крупных бетонных блоков |
|
|
Б. Облицовочные: |
|
|
- для крепления плит из природного камня и керами- |
|
|
ческой плитки по готовой кирпичной стене |
6-8 |
Пк2 |
- для крепления облицовочных изделий легкобетон- |
|
|
ных панелей и блоков в заводских условиях |
|
|
В. Штукатурные: |
|
|
- раствор для грунта |
7-8 |
Пк2 |
раствор для набрызга: |
8-12 |
Пк3 |
- при ручном нанесении |
||
- при механизированном способе нанесения |
9-14 |
Пк4 |
раствор для накрывки: |
7-8 |
Пк2 |
- без применения гипса |
||
- с применением гипса |
9-12 |
Пк3 |
67
9.3.2. Выбор сырьевых материалов
Выбор вяжущих материалов при приготовлении растворов следует производить с учетом назначения и марки раствора, а также условий эксплуатации конструкции (табл. 39).
Таблица 39 Рекомендации к выбору вяжущих при приготовлении растворов
Рекомендуется к применению |
Допускается к применению |
1. Для наземных конструкций при относительной
влажности воздуха помещений до 60 % и для фундаментов, возводимых в маловлажных грунтах Марка раствора 25 и выше
Портландцемент |
Пуццолановый портландцемент |
Пластифицированный и гидрофобный |
Цемент для строительных растворов |
портландцемент |
Известково-шлаковые вяжущие |
Шлакопортландцемент |
|
Марка раствора 10 |
|
Известь гидравлическая |
Известково-пуццолановые и |
Известково-шлаковые вяжущие |
известково-зольные вяжущие |
Цемент для строительных растворов |
|
II.Для наземных конструкций при относительной влажности воздуха помещений свыше 60 % и для фундаментов, возводимых во влажных грунтах
Марка раствора 25 и выше
Портландцемент |
Цемент для строительных растворов |
Пластифицированный и гидрофобный |
Известково-шлаковые вяжущие |
Портландцемент |
|
Шлакопортландцемент |
|
Пуццолановый портландцемент |
|
Марка раствора 10 и выше |
|
Цемент для строительных растворов |
Известково-пуццолановые и |
известково-зольные вяжущие |
|
Известково-шлаковые вяжущие |
Известь гидравлическая |
III. Для фундаментов при агрессивных сульфатных водах (независимо от марки раствора)
Сульфатостойкий портландцемент Пуццолановый портландцемент
IV. Для монтажа крупноблочных и крупнопанельных бетонных и каменных стен Марка раствора 25 и выше
Портландцемент |
Шлакопортландцемент |
Пластифицированный и гидро- |
Пуццолановый портландцемент |
фобный портландцемент |
|
68
Расход цемента на 1 м3 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. 40
Таблица 40
Минимальный расход цемента
При сухом и нормальном режимах помещения |
100 |
|
|
При влажном режиме помещения |
125 |
|
|
При мокром режиме помещения |
175 |
|
|
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; зо- ла-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; |
- отделочные................................................................................. |
1,25. |
9.3.3. Расчет ориентировочного состава
Расчет состава строительного раствора производится на 1 м3 песка в рыхлонасыпном состоянии.
|
|
Порядок расчета: |
|
||
1. |
Определяют расход песка (П), кг, по формуле |
|
|||
|
П= Vп · ρ нп , |
|
(54) |
||
где Vп |
объем песка, м3, ρ нп насыпная плотность песка, кг/ м3. |
|
|||
2. |
Определяют расход цемента (Ц), |
кг, на 1 м3 песка по формуле |
|
||
|
Ц = |
|
Rр |
1000 , |
(55) |
|
|
к Rц |
|||
|
|
|
|
|
|
где Rр |
заданная марка раствора, МПа (кгс/см2 ); |
|
|||
69
Rц активность или марка цемента, МПа (кгс/см2 );
к – коэффициент; для портландцемента 1, для пуццоланового и шлакопортландцемента 0,88.
Расход цемента по объему (Vц ), м3, определяют по формуле
V |
= |
Ц |
, |
(56) |
|
||||
ц |
|
ρнц |
|
|
где ρнц насыпная плотность цемента, кг/м3 .
3. Расход неорганического пластификатора (известкового, глиняного или трепельного теста) по объему (Vд), м3 определяется по формуле
Vд = 0,17 (1- 0,002Ц), |
(57) |
где Ц расход цемента, кг. |
|
Пересчитывают расход добавки по массе: |
|
Д = Vд · ρд , кг, |
(58) |
где ρд плотность добавки, кг/м3 . |
|
Рекомендуется известковую добавку вводить в виде теста плотностью 1400 кг/м3. Глиняную добавку вводят также в виде теста. Плотность глиняного теста при этом составляет 1350…1450 кг/м3.
4. Ориентировочный расход воды на 1 м3 песка для получения растворной
смеси заданной подвижности определяют по формуле |
|
В = 0,5 (Ц + Д) , л , |
(59) |
где Ц расход цемента, кг; Д расход добавки, кг. |
|
В последующем расход воды уточняется опытным путем на пробных замесах по величине подвижности растворной смеси.
5. Записывают состав раствора в частях путем деления расхода каждого компонента растворной смеси на расход цемента:
|
V |
|
|
|
V |
|
V |
|
|
|
||||||
|
|
ц |
|
: |
|
|
д |
: |
|
|
п |
|
|
|
||
состав по объему: |
V |
|
|
V |
V |
, |
(60) |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
ц |
|
|
|
ц |
|
|
|
ц |
|
|
|
|||
состав по массе: |
Ц |
: |
Д |
: |
|
П |
|
, |
(61) |
|||||||
Ц |
Ц |
|
Ц |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где Vц , Vд , Vп и Ц, Д, П соответственно объемные и массовые расходы цемента, добавки и песка в растворе.
70