Текст книги "Строительные материалы и грунты"

Приготовление растворных смесей

Чтобы получить раствор одинакового состава все входящие в него материалы и воду необходимо отмеривать точными объемными частями и тщательно перемешивать, чтобы он получился однородным по всей массе. Материалы для приготовления, как правило, просеивают через сито с ячейками 5 × 5 мм для штукатурных работ и 10 × 10 мм для кладки.

Если раствор малопластичный (тощий), в него добавляют вяжущий материал; если раствор пластичный (жирный) добавляют заполнитель. Обычно раствор приготовляют в деревянном ящике размером 100 × 60 × 20 см или в ящике иного размера.

Если смеси составляют на вяжущем с малыми сроками схватывания, применяют замедлители схватывания или готовят сухие растворные смеси (вяжущий материал и заполнитель), затворяемые водой перед укладкой в дело. Если потребность в растворной смеси незначительная, ее приготовляют на объекте. Таким образом приготовляют раствор из глины и известкового теста. В них насыпают необходимое количество песка, наливают воду, смесь тщательно перемешивают до полной однородности. Если необходимо добавляют воду.

Составы известковых растворов зависят от пластичности извести. В некоторых случаях на 1 часть извести добавляют 1…5 частей песка. В этом случае прочность известкового раствора составляет 2 кгс/кв. см. Если на 1 куб. м известкового раствора добавить 80…100 кг цемента, то прочность раствора повысится до 8 кгс/кв. см.

Для приготовления известково-цементных растворов сначала готовят цементно-песчаную смесь, затем отдельно известковое молоко густоты жидкой сметаны, на котором эту сухую смесь затворяют.

Цементные растворы сначала приготовляют в виде сухой смеси. Для этого отмеренные части сухого цемента и песка перемешивают до полной однородности. Затем смесь затворяют водой и смешивают с водой. Раствор необходимо использовать за 45…60 минут с момента затворения. Добавление известкового или глиняного теста в цементные растворы не придает им прочность, а повышает пластичность.

Бетон

Бетон представляет собой искусственный каменный материал, который получают из правильно подобранной смеси цемента, воды, заполнителей и добавок. В зависимости от крупности заполнителя бетоны делятся на мелкозернистые (до 10 мм) и крупнозернистые (до 100–150 мм). В зависимости от назначения бетон должен удовлетворять определенным качественным характеристикам. К ним относятся:

прочность на сжатие;

растяжение вдоль оси;

растяжение на изгибе;

морозостойкость;

водонепроницаемость.

Бетонные смеси должны удобно укладываться и обладать водоудерживающей способностью. Жесткая бетонная смесь при укладке требует сильного уплотнения. Пластичная бетонная смесь представляет собой относительно густую и более подвижную массу, которая нуждается в меньшем уплотнении. Литая смесь очень подвижна. Она быстро заполняет форму, однако ее нужно слегка уплотнить.

Для приготовления бетонной смеси крупные заполнители (гравий или щебень) отмеривают объемными частями и перемешивают между собой. Необходимое количество песка насыпают на деревянный щит в виде грядки, насыпают на нее цемент и тщательно перемешивают смесь до однородного состояния. Затем грядку разравнивают, делая его намного шире, чем была, насыпают на нее приготовленную смесь крупного заполнителя, тщательно перемешивают до однородного состояния. Далее смесь поливают из лейки водой и еще раз перемешивают до однородной бетонной массы без прослоек песка или цемента. Приготовленный бетон используют не позднее 45 минут и не более 1 часа, считая с момента затворения водой.

Для защиты бетонных конструкций от воды и веществ, разрушающих бетон, на конструкции наносят цементную штукатурку состава 1: 2 или 1: 3 (на 1 ч. цемента берут 2 или 3 части песка). Чтобы придать растворам полную водонепроницаемость, применяют жидкое или водорастворимое стекло. Для этого 1 ч. стекла растворяют в 1…5 ч. воды, тщательно перемешивают и на эмульсии затворяют цементную смесь. Такой раствор схватывается за 1…3 минуты, поэтому его приготовляют малыми порциями.

Водонепроницаемая пленка из жидкого стекла разрушается углекислым газом. Чтобы этого избежать, такую штукатурку сверху покрывают слоем жирного (пластичного) цементного раствора, приготовленного на воде. Раствор затирают теркой и тщательно заглаживают лопаткой.

Известь

Известь применяли еще тысячи лет назад, так как производство ее очень простое. Сырьем являются известняки, мел и доломиты. Куски этих пород прокаливают на огне. После прокаливания они становятся пористыми и при смачивании водой превращаются в тонкий порошок, если много воды, они образуют пластичное тесто. При испарении воды тесто загустевает и становится камневидным.

Куски обожженной извести – комовая известь – обычно подвергаются гашению водой. Выделяющаяся при гашении теплота резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть. При гашении куски комовой извести сильно увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие частицы. В зависимости от количества взятой для гашения воды получают: гидратную известь (пушонку) (50…70 % воды от массы извести, то есть в количестве, необходимом для процесса гашения); известковое тесто (воды в три-четыре раза больше, чем в извести); известковое молоко (количество воды превышает необходимое в восемь – десять раз).

Гасят известь в гасительных ящиках (творилах). В ящик загружают комовую известь не более чем на 1/3 его высоты, толщина слоя около 100 мм. При гашении известь увеличивается в объеме в 2,5…3,5 раза. Быстрогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить перегрева и кипения воды, медленногасящуюся – небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести получается примерно 2,5 л известкового теста. После окончания гашения жидкое известковое тесто сливают через сетку в специальную (творильную) яму, где его выдерживают без доступа воздуха (закрывают землей или песком слоем 50 см) до тех пор, пока полностью не завершится процесс гашения (обычно 14 дней). В хорошо выдержанном известковом тесте соотношение воды и извести около 1: 1. Применяют известь для приготовления известковых растворов и сложных известково-цементных растворов. В состав известковых растворов входят известь и песок, в состав сложных известково-цементных растворов входят известь, цемент и песок. Для дезинфекции известью покрывают потолки и стены погребов, подвалов и подполья. Максимальный срок хранения молотой извести в бумажных мешках 25 суток, в герметичной таре – не ограничен.

Битумы и дегти

В строительстве погребов, подвалов, колодцев битумы, дегти и каменноугольный пек используют в основном для гидроизоляционных работ. Различают природный битум, образовавшийся в естественных условиях в результате отделения от нефти легких и средний по весу частей (фракций), и нефтяной битум, который получают при переработке нефти.

Хотя битумы и дегти имеют различное происхождение и отличаются друг от друга составом, оба обладают общими характерными свойствами: при нагревании они обратимо размягчаются, превращаясь в вязкие жидкости, и в таком состоянии хорошо смачивают другие материалы. Битумы и дегти водостойки, водонепроницаемы, если ими пропитать или покрыть другой материал, он приобретет гидрофобные свойства. Используют битумы и дегти для получения клеящих и гидроизоляционных материалов.

Различают битумы твердые (хрупкие при нормальной температуре), полутвердые и жидкие. По назначению битумы могут быть: строительные, кровельные и дорожные. Строительные битумы при комнатной температуре – твердые вещества. При нагревании они постепенно размягчаются, при охлаждении становятся вязкими и твердыми. Строительные битумы применяют для строительных работ. Их изготовляют трех марок с температурой размягчения 50, 70 и 90 градусов Цельсия. Битум является горючим веществом, поэтому при работе с ним, особенно при разогреве битума, необходимо соблюдать пожарную безопасность. Используют битумы при устройстве гидроизоляции и рулонных кровель. Нефтяные кровельные битумы применяют для изготовления пропиточных составов, для изготовления покрывочных мастик и рубероида. Гарантийный срок хранения битумов – один год со дня изготовления.

Дегти представляют собой вязкожидкие вещества черного или темно-бурого цвета, получаемые при сухой перегонке твердого топлива (угля, сланцев, древесины). Ароматические соединения, входящие в их состав, придают дегтям характерный запах и антисептические свойства. Поэтому деготь и материалы на его основе применяют не только для гидроизоляции, но и для защиты от гниения. Для устройства гидроизоляционных и кровельных покрытий битумы и дегти используют в виде мастик или рулонных материалов, изготовленных на их основе.

Мастики

Битумные мастики и дегтевые эмульсии используют для гидроизоляции подвалов и погребов, для наклеивания изоляционных материалов или непосредственно, нанося их тонким слоем на изолируемые поверхности. В зависимости от исходного сырья мастики подразделяются на битумные, битумно-резиновые, дегтевые, дегте-полимерные, битумно-полиэтиленовые и др.

Гидроизоляционые мастики применяют для защиты различных строительных конструкций и сооружений от проникания в них атмосферных, промышленных, сточных и грунтовых вод, а также для устройства рулонных кровель. Такие мастики должны иметь хорошее сцепление с материалом конструкции, не давать трещин при осадке и длительное время выдерживать заданное гидростатическое давление. Мастики, предназначенные для безрулонных кровель, должны еще обладать повышенной стойкостью к высокой температуре, не трескаться на морозе и быть атмосферостойкими.

Для гидроизоляции стен погребов применяют рулонные материалы, которые наклеивают на битумные или дегтевые мастики. Состоят мастики из вяжущего материала и наполнителя. Наполнителями могут быть молотый мел, молотый шлак, торфяная крошка, известняк, древесная мука, просеянные через частое сито. Хорошими наполнителями считаются резиновая крошка, полученная из отработанной резины, древесная мука и волокнистый асбест. Наполнители снижают хрупкость мастики при низких температурах, повышают теплостойкость, уменьшают потребность в битуме. По способу применения различают мастики горячие (расплавленные), и холодные (без предварительного подогрева). Более технологичными являются холодные мастики. Из гидроизоляционных мастик наибольшее применение имеют битумные. В последнее время все чаще применяют битумно-полимерные мастики, обладающие лучшими физико-механическими свойствами, а также битумно-резиновые, которые получаются в результате смешивания битума с резиной. В результате органического сродства компонентов и их физико-механического взаимодействия получается новый однородный материал, выгодно отличающийся от битума. При этом повышается температура его размягчения и снижается температура перехода в хрупкое состояние.

Кроме того, улучшаются такие важные свойства применения битумов, как вязкость в состоянии расплава, удельное объемное расширение и водонепроницаемость. Битумно-резиновое покрытие обладает пластическими свойствами и при различных деформациях не испытывает больших напряжений, что благоприятно сказывается на долговечности материала.

При введении резины легкие масляные фракции битума не испаряются, а входят в резину за счет ее частичного набухания, что оказывает стабилизирующее действие на битум. Наполнителем в битумно-резиновых мастиках может быть волокнистый (асбест), пылевидный (тальк, мел, известняк, трепел), а также другие материалы.

Качество мастики определяют по предельной температуре, при которой мастика толщиной 2 мм не вытекает из клеенных двух полос пергамина при выдерживании образца в течение пяти часов, уложенного на плоскость под углом 45 градусов.

Как приготовить мастики

Мастики приготовляют в котлах, баках или других емкостях. Бак (котел) следует обмуровать с боков кирпичом, дно оставить открытым. Над баком укрепляют тяжелую, плотно закрывающуюся металлическую крышку. В случае воспламенения мастики крышку опускают на бак и без доступа воздуха горение прекращается. Плавится битум при температуре 210…235 градусов. Для того, чтобы битум или пек плавился быстрее, его рубят на мелкие куски. Примеси, всплывающие на поверхность, и пену, образующуюся от примеси воды в битуме или пеке, снимают железной банкой на длинной ручке с пробитыми в ее дне отверстиями. Нагревают битум (пек) до тех пор, пока не прекратиться вспенивание.

Применяют мастики горячими и холодными. Наносят их только на сухие поверхности.

Как приготовить горячую битумную мастику

Чтобы приготовить 10 кг мастики необходимы 8,5 кг измельченного нефтяного битума с температурой плавления не ниже 70 градусов Цельсия и 1,5 кг наполнителя. Емкость загружают на 3/4 объема. Битум нагревают до полного плавления, периодически снимая примеси и пену. Нагревают битум до тех пор, пока он не перестанет пенится и станет обезвоженным. Затем емкость снимают с огня или огонь заливают водой. Отдельными частями в битум добавляют наполнитель и смесь тщательно перемешивают до получения однородного состава. Горячую мастику наносят на сухую поверхность жесткой щеткой один или два раза. В момент нанесения мастики нужно быть осторожным, так как температура ее от 120 до 150 градусов.

Как приготовить горячую битумно-полиэтиленовую мастику

Битумно-полиэтиленовая мастика представляет собой сплав дорожного битума с низкомолекулярным полиэтиленовым воском. Приготавливают такую мастику на площадке в битумно-варочных емкостях из полученного горячего битума или из битума, расплавляемого на месте приготовления.

Для приготовления мастики битум загружают в емкость на две трети объема, чтобы он не выплескивался при выпаривании воды, так как содержимое емкости может при этом загореться. Длительная варка битума ухудшает его качество. При температуре 110–120 градусов Цельсия и постоянном перемешивании деревянным веслом вода из битума испаряется. В обезвоженный битум вводят нужное количество полиэтиленового воска. Температуру смеси доводят до 180 градусов и периодически перемешивают.

Приготовленную битумно-полиэтиленовую смесь вычерпывают из емкости черпаком или выпускают через кран.

Для грунтования стяжки применяют холодную грунтовку следующего состава:

полимер-битум (или битум) – 30 %;

растворитель (бензин, керосин и др.) – 70 %.

По гидроизоляционным свойствам и долговечности полимер-битум аналогичен битумным мастикам. Однако по сравнению с битумными и дегтевыми мастиками полимер-битум имеет некоторые преимущества:

обладает хорошими склеивающими свойствами;

высокой теплостойкостью;

эластичностью;

не содержит наполнителя;

прост в приготовлении.

Слой мастики толщиной 2 мм не должен давать трещин при огибании по полуокружности стержня диаметром 15 мм. При расщеплении двух склеенных кусков пергамина расщепление должно происходить по пергамину или по половине склеенной площади. Полимер-битум должен быть без посторонних примесей и при нагревании до 110–180 градусов не вспениваться или легко растекаться по ровной поверхности слоем до 2 мм. Как правило, полимер-битум антисептируется хлорфенолом в количестве 1 % от веса битума или кремнефтористым натрием – 4 % от веса битума.

Используют полимер-битум для склеивания пропитанных битумом рулонных материалов и многослойных кровельных и гидроизоляционных покрытий, для устройства безрулонных кровель и гидроизоляции, при выполнении литой штукатурной гидроизоляции, изготовления асфальтовых плит и других изделий.

Как приготовить холодную битумную мастику

Приготовляют холодные мастики на основе разжиженных битумов в результате обработки исходного битума, в результате чего они приобретают подвижность и их применяют в холодном состоянии или немного подогревают. Для приготовления холодных мастик обычно применяют летучие растворители (разбавители, разжижители). После нанесения мастики они испаряются, а исходное вяжущее вещество приобретает вязкость, близкую к первоначальной. Летучие растворители могут быть легкими, средними и тяжелыми. К легким растворителям относят: бензины авиационные и автомобильные, сырой бензиновый дистилат, сырые и очищенные бензол, толуол, и др. К средним относят: лигроин, лаковый керосин, уайт-спирит и др. К тяжелым относятся: зеленое масло, керосин, сольвент и др.

Для изготовления разжиженных битумов для гидроизоляционных мастик используют обычно легкие и средние летучие растворители. Если есть несколько растворителей, предпочтение отдается более легкому, так как его требуется меньше и он быстрее испаряется. От применения тяжелых растворителей с большим удельным весом мастики в зимнее время становятся очень густыми и снижают прочность. Поэтому в холодное время для разжижения битумов, как правило применяют уайт-спирит, ксилол, лак кукерсоль, в летнее время – соляровое и зеленое масла.

Холодные мастики должны отвечать всем требованиям, которые предъявляются к горячим битумным кровельным мастикам:

гидроизоляция;

теплостойкость;

гибкость;

однородность;

склеивающая способность и т. д.

Холодные битумные мастики обладают хорошей пропитывающей способностью, что особенно важно при усилении кровельного покрытия армирующими материалами.

Растворяясь в растворителе, битумное вяжущее вещество образует высокодисперсную систему, в результате чего холодные битумные мастики имеют высокую адгезию к бетону, цементно-песчаным стяжкам, гидроизоляционным рулонным материалам, картону, кирпичу.

В состав холодной битумной мастики входят следующие компоненты (% по весу):

битум марки БН-V 50

зеленое масло 24

асбест 6-го сорта 10

известь-пушонка 15

олеиновая кислота 1

Чтобы приготовить 10 кг мастики необходимы 5 кг нефтяного битума с температурой плавления 90 градусов Цельсия, 3 кг зеленого масла (или 3 кг керосина) и 2 кг сухого очень мелкого наполнителя. Измельченный битум нагревают до полного плавления, периодически удаляя примеси и пену. Как только вспенивание прекращается, емкость с битумом снимают с огня либо огонь заливают. При постоянном помешивании в битум вливают небольшими порциям зеленое масло или керосин, затем малыми частями добавляют наполнитель и смесь тщательно перемешивают до получения однородного состава. Далее мастику охлаждают и герметически закупоривают. Применяют ее холодной. Однако, чтобы ее наносить более тонким слоем, мастику слегка подогревают, для чего емкость с мастикой ставят в кипящую воду.

Как приготовить мастику из дегтя

Чтобы приготовить 10 кг мастики необходимы следующие материалы:

5 кг каменноугольного дегтя, 3 кг каменноугольного пека и 2 кг мелкого наполнителя.

Емкость сначала загружают дегтем, нагревают и добавляют в него небольшими порциями измельченный пек. Смесь плавят, снимают пену и тщательно перемешивают до тех пор, пока не прекратиться образование пены. Затем посуду либо снимают с огня, либо огонь заливают. Небольшими порциями, помешивая, добавляют наполнитель. Состав должен быть однородным. Применяют мастику в горячем виде.

Приклеивающие мастики

Приклеивающие мастики бывают холодными и горячими. Они должны обладать хорошей адгезией к покровному материалу, а также к материалу основания, быстро высыхать, быть теплостойкими. Горячие битумные мастики используют при устройстве кровель из рулонных материалов. Приготавливают их непосредственно на строительной площадке.

Обычно горячий битум используют без наполнителей, что снижает прочность клеевых сопряжений между слоями рулонного покрытия, так как по своей природе битум является хрупким материалом. На покрытие его наносят неравномерно, толстым слоем. При низкой температуре битумы твердых марок очень хрупки и трескаются, поэтому чаще применяют холодные мастики, которые в сравнении с горячими имеют много преимуществ. Они более экономичны и технологичны, их можно приготавливать централизованно, наносить механизированным способом и т. д. Для гидроизоляции применяют холодные мастики на основе битума и различных разжижителей (зеленого и солярового масел, уайт-спирита, лакойля и др.), добавляя в них тонкомолотые и волокнистые наполнители.

Грунтовки

Приготовленными мастиками выполняют гидроизоляцию по сухим поверхностям, так как к сухим поверхностям мастика прилипает лучше, чем к сырым. Каменные и кирпичные поверхности предварительно штукатурят, просушивают и только после этого наносят мастику. Чтобы гидроизоляция получилась более качественной, мастику рекомендуется наносить на поверхности, предварительно покрытые грунтовками – жидкими растворами нефтяного битума или каменноугольного пека. Температура размягчения битума 50…70 градусов, каменноугольного пека 70…90 градусов. Материалы берут в процентах по массе. Сначала плавят материалы, затем снимают с огня и вливают растворитель.

Рецепты приготовления грунтовок:

битум 40 %, соляровое или зеленое масло либо керосин 60 %;

битум 30 %, бензин или бензол 70 %;

каменноугольный пек 30 %, бензол 70 %.

Все грунтовки применяют в холодном виде.

Приготовление грунтовок

Для приготовления грунтовок сначала в емкости плавят вяжущее вещество, затем вливают его в герметически закрытий сосуд порциями по 2 л, затем по 5 л, добавляют в него небольшими частями растворитель при постоянном помешивании. Наносят грунтовки жесткими щетками без пропусков. На отвердевших цементных покрытиях грунтовки высыхают за 10 часов, на свежеуложенных за 12–48 часов. После высыхания грунтовки поверхности покрывают мастикой, используя те же щетки.

Каменноугольный пек представляет собой черную хрупкую массу, хорошо растворимую в органических растворителях. Применяют пек самостоятельно и в смеси и жидкими дегтями в составах для крепления дегтевых кровель и гидроизоляционных материалов. При работе с дегтями и пеком следует помнить, что они и их пары ядовиты. При попадании на кожу, в особенности на слизистые оболочки, эти материалы могут вызвать воспаление.