Смешанные в определенной пропорции цемент/известь/гипс, песок и вода. Строительный раствор используется при возведении каменной (кирпичной) кладки, отделочных работах в качестве связующего. Строительный раствор подразделяется: по виду вяжущих на цементный, известковый, гипсовый и сложный; по назначению – на кладочный, отделочный и специальный.
Для приготовления раствора часто используют несколько вяжущих веществ. Если для приготовления раствора применяют только одно вяжущее, то раствор называют простым, если несколько — сложным. Заполнителями служат песок, мелкий шлак, опилки и др. Чаще всего используют песок. Строительные растворы применяют для производства каменных, штукатурных и печных работ.
Прочность раствора характеризуется его маркой. Марку раствора определяют исходя из прочности на сжатие стандартных кубов с длиной ребра 70,7 мм (площадь сжатия 50 мм2) после 28-дневного твердения в нормальном тепловлажностном режиме. Для строительных растворов определены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200 и 300, которым соответствует прочность на сжатие 4(0,4), 10(1), 25(2,5), 75(7,5), 100(10), 150(15), 200(20), 300(30) кгс/см2 (МПа). Прочность раствора на растяжение примерно в 5… 10 раз меньше, чем на сжатие. В растворах марок 4 и 10 в качестве вяжущего обычно используют известь.
Состав раствора обозначают количеством исходных материалов (по массе или объему) на 1 м° готового раствора или отношением исходных материалов (тоже по массе или объему). Расход вяжущего всегда принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из одного вяжущего и заполнителя, обозначение имеет, например, следующий вид: 1:5, т.е. на 1 часть массы или объема вяжущего следует брать 5 частей массы или объема песка. В сложных растворах, состоящих из двух вяжущих, обозначение состоит из трех цифр, например: 1:0,5:6, т.е. на 1 часть массы или объема цемента приходится 0,5 части массы или объема извести и 6 частей массы или объема песка. Прочность раствора зависит от количества вяжущего и его активности, качества заполнителя, количества воды, условий приготовления и выдерживания раствора, его возраста.
В зависимости от отношения вяжущего и заполнителя различают жирные, нормальные и тощие растворы. Жирные растворы имеют перерасход вяжущего. Смеси этих растворов очень пластичны, но при затвердении происходит их сильная усадка. Если такие растворы укладывают толстым слоем, то во время твердения появляются усадочные трещины. Тощие растворы содержат относительно небольшое количество вяжущего. Растворная смесь имеет малую пластичность, и с ней трудно работать, но благодаря минимальной усадке ее успешно используют в отделочных работах. Жирность раствора можно определить при помощи кельмы или палочки. Если растворная смесь не прилипает к кельме, а только пачкает ее, раствор тощий; если раствор прилипает в отдельных местах, он нормальный, а большое количество прилипшего раствора свидетельствует о его жирности. Для нормализации к тощим растворам надо добавить вяжущее, а к жирным — заполнитель.
На прочность раствора влияет крупность зерен заполнителя. Тесто вяжущего должно покрыть зерна заполнителя тонкой пленкой. Общая поверхность мелкозернистого заполнителя больше, чем крупнозернистого (для одного и того же объема). Это значит, что для одной и той же марки раствора чем меньше зерна заполнителя, тем больше необходимо цемента, или при одном и том же расходе цемента раствор будет тем прочнее, чем больше будут зерна заполнителя. На прочность раствора также влияет прочность заполнителя. Используя заполнитель из твердых горных пород, прочность раствора можно повысить в 1,25… 1,5 раза.
Прочность раствора в очень большой степени зависит от количества воды и характеризуется отношением воды и вяжущего, т.е. цифрой, которую получают, разделив массу воды, использованную для затворения раствора, на массу вяжущего вещества. Приготовляя растворы, воды берут намного больше, чем ее необходимо для обеспечения химической реакции твердения вяжущих. Обычно водоцементное отношение приближается к 0,5, хотя для полной гидратации цемента вполне достаточно отношения 0,15…0,20. При увеличении водоцементного отношения резко снижается прочность раствора. Но лишняя вода в растворах необходима, потому что работать с растворами, содержащими малое количество воды, очень трудно. Кроме того, излишки должны компенсировать потерю воды, всасываемой основанием, на которое кладут раствор. И все-таки надо помнить: чем больше воды будет в растворе, тем меньшей будет его прочность.
Для получения прочного раствора все составляющие следует очень тщательно перемешать. При неравномерном перемешивании часть зерен заполнителя не будет покрыта пленкой теста вяжущего, а это снизит общую прочность раствора несмотря на то, что часть зерен будет покрыта тестом вяжущего с избытком.
На прочность раствора влияют условия твердения. Понижение температуры замедляет протекание реакции твердения вяжущего, а замерзание раствора (особенно в начальной стадии твердения) вызывает резкое снижение его прочности, так как при замерзании объем воды увеличивается, что вызывает разрыв уже образовавшихся контактов между кристаллами вяжущего. После оттаивания раствор продолжает твердеть, но его прочность не достигает прочности незамерзшего раствора. Особенно опасно замерзание раствора в начальной стадии твердения, потому что прочность образовавшихся связей незначительна. Когда раствор достиг такой прочности, что давление образовавшихся кристаллов льда не может разорвать образовавшиеся связи между частицами связующего, замерзание раствора уже не опасно.
Быстрое испарение воды при твердении в жарких и сухих условиях вызывает в верхних слоях нехватку воды для нормальной реакции твердения, и реакция может вообще не проходить, поэтому раствор следует увлажнять.
Со временем прочность раствора увеличивается. Средний относительный прирост прочности цементного и сложного раствора, твердеющего в нормальных условиях при температуре 15…25 «С, по сравнению с прочностью в возрасте 28 сут следующий: после 3 сут — 0,25; после 7 сут — 0,5; после 14 сут — 0,75; после 60 сут — 1,2 и после 90 сут — 1,3.
По плотности различают тяжелые и легкие растворы. Тяжелыми считаются растворы плотностью более 1500 кг/м»; изготовляют их на заполнителях плотностью более 1200 кг/м^. Легкие растворы приготовляют на заполнителях плотностью менее 1200 кг/м»; плотность таких растворов не превышает 1500 кг/м^. Прочность тяжелых растворов выше, но повышена и их теплопроводность. Морозостойкость легких растворов ниже, чем тяжелых, поэтому их рекомендуется применять для оштукатуривания внутренних помещений или устройства полов.
Водонепроницаемость раствора важна для наружной штукатурки зданий, при устройстве гидроизоляции, слоя раствора под керамические плитки в санузлах и др. Полностью водонепроницаемых растворов нет. Самыми водонепроницаемыми являются растворы с большой плотностью. Для повышения водонепроницаемости в раствор во время его приготовления можно добавить церезит, жидкое стекло и полимерные смолы.
По морозостойкости различают следующие марки растворов: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость растворов характеризуется количеством циклов переменного замораживания и оттаивания насыщенного водой раствора, во время которых прочность раствора снижается не более чем на 25%. Чем больше плотность раствора и меньше водонепроницаемость, тем выше его морозостойкость. Это особенно важно учитывать при наружных отделочных работах.