Что добавить в цементный раствор для крепости: Что добавить в цементный раствор для крепости

Что добавить в цементный раствор для крепости

Автор Евгения На чтение 20 мин. Опубликовано

Что добавить в цементный раствор для крепости

Как приготовить крепкий цементный раствор своими руками?

Крепкий цементный раствор необходим для кладки стен, каминов, печей и заливки стяжки пола, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и износостойкости, а также крепкий раствор понадобится для оштукатуривания внутренних поверхностей бань и наружных поверхностей зданий и сооружений.

С чего начать?

  • В первую очередь следует купить качественное, свежее связующее (цемент) марки М400 или М500, которое отвечает заявленной производителем марке. Практика строительных работ показывает, что цемент производимый компаниями ЗАО «Осколцемент» и ОАО «Новоросцемент» в полной мере отвечает всем заявленным показателям прочности. Также можно использовать специальный само расширяющийся цемент, применяемый на буровых станциях;
  • Во вторую очередь необходимо провести тщательную подготовку наполнителя – речного или карьерного песка. В песке не должно содержаться никаких посторонних примесей. В речном песке – ракушек и камешков. В карьерном песке – примесей глины и грунта. В связи с этим речной песок достаточно просеять через мелкое сито, а карьерный придется промыть водой и просушить;
  • В третью очередь следует провести армирование раствора. Как правило, для этого используют мелкий асбест – 0,1 или 1 часть к 1 части цемента. Раньше для этих целей использовали отходы шерстомоек вкупе с куриными яйцами. Эту «адскую» смесь добавляли в кладочный или штукатурный раствор при строительстве православных храмов. Получалась настолько крепкая конструкция, что ее не брали тяжелые немецкие снаряды и бомбы.

Рецепты крепкого цементного раствора

  • Оштукатуривание влажных помещений: цемент М400-500 – 1 часть, известковое тесто – 0,5 части, очищенный песок – 2 или 4 части, мелкий асбест – 1 часть;
  • Оштукатуривание гидросооружений (бассейнов, кессонов, кладка керамической плитки и т.п.): цемент М400-500 – 1 часть, глина – 0,1-0,2 части, церезит – 0,12 части, песок от 2 до 3-х частей;
  • Оштукатуривание сухих помещений: цемент М400-500 – 1 часть, древесные опилки – 3 части, песок – 1 часть, затворитель – известковое молоко;
  • Кладочный раствор: 1 часть цемента М400-500 и 2 части подготовленного песка. Сооружение, построенное на таком растворе способно выдержать мощный взрыв.

Подводя итог надо отметить что «нет предела совершенству». Другими словами «крепкий цементный раствор» стоит гораздо дороже стандартного цементно-песчаного раствора обще применяемой марки. Поэтому прежде чем тратить дополнительные деньги на «крепость раствора», стоит взвешенно оценить необходимость подобного шага и посоветоваться со специалистами в области строительных технологий вашего региона.

Какие добавки в цемент необходимо добавлять и их характеристики

Добавки в цемент сегодня используются в строительстве повсеместно: специальные вещества позволяют улучшать различные характеристики и свойства, повышать механические показатели бетонного раствора для тех или иных целей. Полимерные и пластифицирующие, модифицирующие составы могут делать бетонную смесь более пластичной и практичной в работе, стойкой к воде или морозу, повышать прочность и т.д.

Большинство добавок в цемент значительно облегчают процесс укладки раствора и его уплотнения, понижая таким образом трудовые и финансовые затраты. Могут использоваться в производстве бетонных конструкций, растворов, элементов любого уровня прочности. Наиболее популярными сегодня считаются такие добавки для цемента: замедлители/ускорители схватывания бетона, противоморозные, для водонепроницаемости, воздухововлекающие, стабилизирующие и т.д.

Добавки в цементный раствор и для бетона

Чаще всего в строительстве используют специальные присадки, увеличивающие прочность высоконагруженных конструкций из бетона. Популярны гидрофобные составы, улучшающие показатели морозостойкости. В основном они добавляются прямо в замешивающийся бетонный раствор, который используется сразу после приготовления.

После завершения процессов схватывания и твердения растворы с добавками демонстрируют дополнительные эксплуатационные характеристики – стойкость к коррозии, минусовой температуре, воде, повышенную прочность на изгиб/сжатие и т.д. Применение присадок целесообразно в определенных ситуациях, при учете высокой цены бетона и раствора с вмешанными в него добавками.

Использование добавок для цемента актуально:

  • При производстве высоконагруженных железо-бетонных изделий – это могут быть фундаментные блоки, к примеру
  • Если к бетону предъявляются повышенные требования по стойкости к воде/морозу
  • Когда в роли заполнителя выбирают материалы нестандартных фракций – мелкий песок, например
  • Если есть необходимость замеса мелкозернистого бетонного раствора
  • В строительстве монолитных сооружений и зданий, где используют расширяющие присадки

Виды добавок

Задумываясь о том, что добавить в цемент для прочности, необходимо тщательно рассмотреть все существующие виды добавок, изучить их свойства, определить целесообразность использования тех или иных составов, просчитать предполагаемые нагрузки и другие ключевые моменты.

Ускорители набора прочности

Присадки данного типа увеличивают скорость схватывания, твердения бетонной смеси и, соответственно, существенно повышают прочность на сжатие и изгиб в сравнении с марочными показателями. Наиболее популярный и доступный по цене ускоритель набора прочности – обыкновенный хлористый кальций. Его используют при производстве пенобетонных блоков, разного типа блоков для фундамента и стен, полистиролбетона и т.д.

Пластификаторы

Эти добавки для цемента считаются лучшими, так как способны повысить прочность конструкции или монолита на 125-140% в среднем, что является очень хорошим результатом. Основная задача пластификаторов – увеличение подвижности бетонной смеси.

Такая добавка в цементный раствор для прочности демонстрирует прекрасные свойства еще и по морозостойкости, улучшает другие характеристики: в среднем морозостойкость бетонного раствора повышается на 1.5 марки, непроницаемость влагой – на 4 марки, расход связующего сокращается примерно на четверть. Самым популярным пластификатором, приготовленным своими руками, считаются обыкновенный стиральный порошок и обыкновенное жидкое мыло.

С противоморозным эффектом

Данный тип добавок позволяет осуществлять работы по приготовлению, заливке бетона при низких температурах – до -25С. Бетон улучшает свои прочностные характеристики, повышается уровень водонепроницаемости, готовый бетон меньше расслаивается в процессе перевозки, намного легче и проще укладывается. Самый простой вариант противоморозного раствора – нейтрализованная смола, смешанная с гидрофобизатором типа Типром-С, к примеру (можно взять еще Софексил-гель).

Модификаторы бетонных растворов

Рассматривая разные виды присадок, не стоит останавливаться лишь на поисках того, что добавляют в цементный раствор для прочности. Есть составы, которые работают по-другому, но не менее полезны. Так, модифицирующие добавки вводят для повышения эластичности смеси, стойкости к деформации, трещинам, повышения адгезии бетона с разного типа невпитывающими основаниями, арматурой.

Есть вещества с антикоррозийными свойствами – они связывают в бетонном растворе свободный гидроксид кальций. Присадки, повышающие плотность, делают смесь более стойкой ко влаге. Можно повысить и время застывания – так, к примеру, этим свойством обладает гипс. Он же повышает прочность раствора, стойкость к сульфидам, минусовой температуре.

В цементы с минеральными добавками вводят измельченный клинкер. Подобные добавки представляют собой активные вещества или гранулированный шлак осадочного происхождения. Бетон с введенными в состав присадками такого типа демонстрирует повышенные показатели стойкости ко влаге, морозу, хорошо выделяет тепло.

Добавки своими руками

Какие добавки можно приготовить самостоятельно:

  • Пластификатор из шампуня или жидкого мыла – вводят при замесе из расчета 250 миллилитров на 50 килограммов цемента (стандартный мешок). Сначала смешивают воду и добавку, потом выливают воду в корыто, добавляют цемент, заполнитель, перемешивают и работают. Объем воды нужно уменьшить на объем добавки, в противном случае бетон будет застывать на 3 часа дольше нормативного времени.
  • Пластификатор из стирального порошка – сначала растворяют в теплой воде 100-150 граммов (на мешок цемента), выливают воду в корыто, добавляют цемент, вводят заполнитель, перемешивают.
  • Гашеная известь-пушенка – для повышения эластичности и клейкости, улучшения бактерицидных свойств (стойкости к грибкам, плесени). Сначала добавляют в воду в объеме 15-20% от веса цемента, потом готовят по вышеописанному методу.
  • Клей ПВА – для улучшения подвижности, значительного повышения прочностных и водостойких свойств. Вводят в процессе затворения бетона в объеме около 200 граммов на ведро раствора.
  • Хлористая соль – уменьшает время схватывания смеси и сокращает расход цемента, хорошая противоморозная добавка.
  • Введение в раствор фибры (порезанной проволоки и т.д.) – для упрочнения раствора.

Комплексные добавки

Наиболее популярные комплексные присадки – «Эластобетон» типа А, Б или С (выбор зависит от функции сооружения или железо-бетонного изделия).

Для получения бетонных водонепроницаемых свойств

Полимерные добавки в цементный раствор вводятся в качестве поверхностно-активных составов, значительно повышая качество смеси, ее пластичность, понижая водопоглощение, регулируя процесс выделения влаги. Прочность бетона также повышается. Полимерные добавки способны переходить в тягучее состояние, что позволяет кольматировать поры бетона, улучшая адгезию раствора с арматурой, заполнителем.

Монолит или бетонная конструкция, изделие становятся заметно более стойкими к морозу, непроницаемыми для воды, прочными к нагрузкам на растяжение, газонепроницаемыми. Существуют и кремний-органические добавки, которые внутри раствора провоцируют выделение газов, вовлекая в реакцию воздух – так застывший монолит становится более стойким ко влаге и морозу за счет появления большего количества пор.

Принцип действий гидрофобных добавок базируется на кольматации капилляров и пор внутри бетона. Чем их меньше, тем более плотной и непроницаемой для воды становится смесь. Значительно улучшается структура монолита, он становится более прочным и стойким.

Мнения мастеров

Добавок сегодня на рынке представлено огромное множество. Также можно найти немало их «заменителей» — более простых и доступных веществ. В случае покупки готовой присадки для цемента итоговые характеристики раствора будут четко определены, обеспечат качественное выполнение работ. Если же готовить составы самостоятельно, нужно убедиться в том, что они будут работать в нужном ключе и правильно подобрать пропорции.

Некоторые характеристики использования добавок в цементном растворе

Составы, которые в бетон добавлены для прочности, морозостойкости, пластичности, удобоукладываемости, водонепроницаемости, требуют тщательного соблюдения инструкции. Приобрести готовые можно в Москве и области, других регионах либо сделать самостоятельно.

Все составы разводятся/растворяются только в теплой воде. Когда жидкую присадку смешивают с уже готовым цементно-песчаным раствором, действовать она начинает мгновенно. Поэтому заранее нужно просчитать необходимые объемы бетонного раствора и оптимальные порции, которые нужно будет готовить и сразу использовать в работе. Сухие присадки начинают действовать лишь после полного растворения в воде, перемешивания с раствором.

Дозировки заводских присадок указаны в инструкции, как и технология приготовления смеси. В зависимости от материала, нужных свойств и требований, объем может быть разным, но обычно не превышает 1% веса цемента (связующего).

Очень важно использовать раствор с добавками по назначению – нельзя применять кладочную смесь для заливки фундамента, к примеру (и наоборот). Это может привести к разрушению конструкции, деформациям, понижению характеристик. Также нужно учитывать, что добавки по-разному влияют на жизнеспособность раствора, отличаются по «мощности» воздействия и т.д.

При правильном выборе и использовании по технологии добавки для цемента способны намного улучшить свойства бетона и дать возможность выполнить самые сложные работы легко и быстро. Сначала нужно определиться с требованиями, потом тщательно изучить состав и свойства присадок, готовить бетонную смесь по правилам – в таком случае удастся добиться наилучшего результата.

Дедовский способ: как просто и доступно улучшить качество цементного раствора

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

В советское время было непросто достать штукатурные смеси и плиточный клей. Именно поэтому в народе появился свой собственный способ улучшения качества цементных растворов. Способ этот был, мягко говоря, «незатейливым» и заключался в добавлении в состав клея ПВА. Использовали такую смесь для создания стяжки пола, штукатурки, кладки плитки и многих других видов работ.

Сегодня в магазинах можно найти огромное количество готовых смесей с добавлением в них клея. Вот только ценник на такие составы невероятно высок. Но у хозяина и мастера появляется отличный шанс, прибегнув к использованию «дедовского метода» улучшения цементного раствора при помощи клея ПВА, сэкономить.

Всего можно выделить два способа введения клея в раствор. В первом случае клей разбавляют с водой. Во втором – вводят сразу в неразбавленном виде. Разница заключается в том, что при первом способе соединение клея ПВА и цемента обеспечивает дополнительный запас прочности, а также значительно повышает адгезию. Во втором случае из цементного раствора выходит замечательная клеящая субстанция.

Отдельно следует выделить рецепт для приготовления состава для заливки стяжки пола. В этом случае можно смело использовать такие пропорции: 100 кг цемента, 200 кг песка, 300 кг щебня, 5 кг устойчивого к щелочи пигмента и ко всему этому еще 20 кг клея. Также добавляется вода для получения нужной консистенции. Такая стяжка хорошо заполнит все пустоты, а также будет куда меньше подвержена процессу появления трещин.

Наконец, клей ПВА можно использовать при подготовке раствора для штукатурки. За основу следует взять цемент М400, который смешивается с песком в пропорции 1 к 3. Вода добавляется до нужной консистенции. На 10 литров раствора следует добавлять 60 грамм клея ПВА.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Как сделать крепкий бетон ( бетонный раствор ) своими руками.

Как сделать крепкий бетон ( бетонный раствор ) своими руками.

Строительные растворы и бетоны представляют собой каменные материалы искусственного происхождения, которые получаются в результате смешения вяжущего вещества (как правило, извести и портландцемента) и определенных заполнителей. Вяжущее вещество при смешивании с водой образует камнеподобное тело, что объясняется процессами схватывания и быстрого твердения. Прочность камнеподобного тела обеспечивается заполнителем (гравий, щебень, песок). Далее я расскажу вам про все этапы вопроса, как сделать бетон своими руками.

Компоненты для изготовления раствора

Для строительного раствора, чаще всего, берется мелкий песок или другой мелкий заполнитель. Для бетонного раствора можно брать не только мелкий песок, но и крупный гравий или щебень. Чтобы изготовить строительный штукатурный или кладочный раствор , лучше всего использовать мелкий песок, зерна которого по диаметру не превышают 2 миллиметров. Если штукатурка будет иметь специальную фактуру, возможно добавление песка с зерном до 4 миллиметров. На нашем рынке покупателям предлагается два вида песка: речной и овражный. Речной песок считается среднезернистым, он достаточно дорог, но его чистота способствует использованию в качестве компонента для бетонной смеси. Овражный песок может быть мелкозернистым (от 0,5 до 1,5 миллиметров), с большим количеством глинистых частиц и прочих примесей. Для хорошего и прочного бетона он не подходит, но для строительных растворов его можно использовать без опасений.

Для тощего (легкого) цементного бетона с классом прочности В7,5 в качестве заполнителя можно использовать только песок. В бетонах большей прочности помимо песка можно также использовать щебень или гравий с диаметром до 31,5 миллиметров. Правильным считается использование щебневую смесь разных фракций, дабы готовый бетон содержал минимальное количество пустот между камушками.

Внимание! В заполнителе бетонов и строительных растворов не должно быть загрязнителей типа почвы, стекла, кусков древесины, торфа, растений, пылеватого либо илистого грунта. При наличии загрязнителей их нужно удалять с помощью просеивания гравия или песка через сито.

Цемент – общее название для вяжущих порошкообразных веществ на базе мергелистых, известковых и глинистых пород и всевозможных добавок. Самый часто используемый вид цемента – портландцемент, название которому дал британский полуостров Портланд. В таком цементе содержится большое количество силикатов кальция. В процессе строительства загородного дома может применяться два типа портландцемента.

Тип I – не содержит добавок, либо их содержание не превышает 5 процентов. Европейская классификация для такого цемента указывает название СЕМ I.

Тип II – содержание добавок от 6 до 35 процентов. Европейская классификация для такого цемента указывает название СЕМ II.

В российской практике наличие цементных добавок обозначается буквой Д и цифрой в коде маркировки, которая идет следом за маркой. К примеру, если вы увидите маркировку ПЦ 500-Д20, то она означает присутствие 20 процентов добавок в портландцементе 500-й марки. Как мы уже выяснили, это характеризует цемент типа II. Что касается обозначения ДО, то оно характеризует це­мент типа I, то есть, материал без добавок.

Чтобы приготовить штукатурный и кладочный раствор , нужно брать цемент классов М400 (32,5) и М500 (42,5). Портландцемент идеален для приготовления бетонных смесей, которые будут использоваться при пониженных температурах (среднесуточный показатель ниже 10 градусов тепла). Если температура высокая, например, при жаре, то лучше использовать шлакопортландцемент или цемент типа III (европейская классификация указывает название СЕМ III). Он хорошо подходит для изготовления кладочных и штукатурных растворов, использующихся для ограждений и полов.

Внимание! Цемент можно покупать только в мешках с соответствующей маркировкой. Непосредственно перед покупкой необходимо проверить, не отсырел или не слежался ли цемент. Если имеются все признаки, от покупки рекомендуется отказаться. Гарантировать соответствие марки цемента заявленной на упаковке или на мешке может только проверенный авторитетный производитель, который занимается продажей раствора уже не первый год. Кстати, главным отличием хорошего производителя от подпольного является не стоимость товарного бетона, а наличие качественной службы доставки.

Известь требуется для изготовления цементно-известковых растворов. Кроме того, ее применяют для повышения показателей удобоукладываемости раствора. На сегодняшний день для приготовления растворов известь гасить уже не требуется. Вместо этого можно купить по невысокой цене гашеную (гидратную) известь-пушонку, которая продается упакованной в мешки уже в готовом виде. Как вариант, вместо сухой смеси известь может продаваться в ведрах в виде известкового теста. Ее добавляют в цементно-известковые штукатурные и кладочные растворы, чтобы повысить их удобоукладываемость.

Внимание! Если вы в рамках вопроса, как сделать бетон дома, решили использовать известь, соблюдайте предельную осторожность, поскольку известь имеет сильные разъедающие свойства. Работы рекомендуется выполнять в защитных перчатках, не забывая следить за тем, чтобы материал не попал в глаза или на кожу. То же самое относится к использованию красителей, а также последующим работам по шлифовке и полировке изделия.

В состав бетонной смеси или строительного раствора могут входить определенные добавки, которые могут как улучшать, так и просто изменять их определенные свойства.

Пластификаторы или пластифицирующие добавки позволяют повысить текучесть смеси, в результате чего строители получают раствор в более жидкой консистенции. Такой раствор гораздо проще наносить.
Разжижающие добавки или суперпластификаторы позволяют снизить количество воды, наливаемой для размешивания.

Кроме того, их использование позволяет улучшить показатели обрабатываемости смеси, повысить прочность, морозостойкость и водонепроницаемость раствора или бетона.

Отдельные добавки позволяют ускорить затвердение бетонной смеси или раствора.

Также, существуют добавки, с помощью которых становится возможным проведение работ в диапазоне температур от 10 градусов мороза до 35 градусов жары.

В продаже имеются специальные добавки, которые замедляют затвердение бетонной смеси, что полезно при бетонировании в жарких условиях.

Воздухововлекающие или аэрирующие добавки повышают морозостойкость и уменьшают влагоемкость раствора в затвердевшем состоянии.

Как правило, добавки продаются в пластиковых упаковках в жидком виде. На упаковках обязательно должна быть указана информация о дозировке, количестве и основных свойствах. Добавки в массовом соотношении не должны превышать 2 процентов от общей массы цемента.

Качество используемой для растворов и бетонов воды регламентируется нормативами ГОСТ. В частности, вода должна соответствовать питьевым стандартам, не должна содержать сторонних примесей, включая сахара, масла, щелочей и кислот. Запрещается использовать плохо очищенные болотные и сточные воды. Лучше руководствоваться принципом, в соответствии с которым для размешивания раствора можно использовать любую воду, которую можно пить. Если вы будете готовить раствор бетонный с использованием воды из озера или из реки, то придется проверить пригодность такой воды в специальной строительной лаборатории.

Состав и пропорции

Перед тем, как начать рассматривать вопрос, как приготовить бетон или жби, акцентирую ваше внимание на том, что состав и пропорции будут напрямую зависеть от его основного назначения. То есть, для фундамента правильно использовать крепкий бетон высокой плотности, тогда как для заливки забора можно остановиться на более легких марках. После того, как вы определились с компонентами, подберите правильную марку . В большинстве случаев для привозного бетона и растворов, создаваемых своими руками, лучше выбирать марки М300 или М400. Что касается пропорций, то компоненты «цемент/песок/щебень» должны использоваться в пропорциях 1/3/5. Это значит, что на куб бетона одна часть цемента требует добавления трех частей песка и пяти частей щебня или гравия. Если говорить о воде, то ее количество должно быть вполовину меньше веса других заполнителей. К примеру, если у вас получается 100 килограмм сухой смеси, то воды нужно брать 50 литров.

Если вы получили слишком густую (плотную) смесь, можно добавить еще немного воды. Консистенция должна быть такой, чтобы вам не требовалось прилагать большие усилия для размешивания раствора лопатой. Для влажного песка воды должно быть меньше. Если работы проводятся на морозе, вода и бетон должны греться, что защитит состав от преждевременного схватывания и потери прочности. Для работ лучше использовать покупную бетономешалку или устройства/миксеры и тары, созданные своими руками. Из какого материала и каких компонентов они состоят (насосы, формы, виброрейки и т.д), вы сможете прочитать в другой статье.

Народные добавки в бетон и раствор

Народные добавки в бетон и раствор

Недаром же ходит много споров и вопросов о том, зачем добавляли соль и куриное яйцо в бетон, глину, а также различные другие средства. В этом обзоре строительного журнала samastroyka.ru будет рассказано исключительно про «народные» добавки в бетон, какие они существуют, и что собственно дают.

Зачем добавляют куриные яйца и глину в бетон?

Издавна при строительстве храмов в раствор добавляли куриное яйцо, и это факт. Конечно же, состав тогдашнего строительного раствора существенно отличался от сегодняшнего. В нем больше присутствовало извести, раствору из которой, собственно говоря, и придавали прочность куриные яйца.

Однако, уже доказано, и факт остается фактом, что при добавлении в бетон и цементный раствор куриных яиц, тем самым, можно существенно улучшить прочность, плотность, сцепляющие свойства и водонепроницаемость строительной смеси. Многие из тех построек, которые возводились с использованием извести, куриных яиц и неорганических добавок, стоят и по сей день, удивляя своей небывалой прочностью. Что уж тут говорить, наши предки знали толк в строительстве, и им не нужны были суперпластификаторы для этих целей.

Второй компонент, который использовался задолго до появления цемента, это глина, которая придавала строительному раствору необычайной крепости. Готовилась смесь с использованием глины очень долго, однако и постройки, возведённые с её использованием, стоят до сих пор. Сегодня глину добавляют в бетон, скорее всего для удешевления строительной смеси, нежели чтобы повысить ее прочностные показатели.

К сожалению, бетон с добавлением глины не походит для заливки фундаментов и других элементов дома, к которым предъявляются особые требования касательно прочности и надежности.

Народные добавки в раствор и бетон для увеличения его прочности и не только

Еще одним компонентом, который позволяет существенно увеличить морозоустойчивость раствора, является техническая соль. При этом важно не переборщить при добавлении соли в бетон, её должно быть не более 2%. В противном случае, возможно, только усугубить ситуацию коррозионными процессами, которые и так воздействуют на металлические части железобетонной конструкции. В случае с растворами для кладки и отделки печей, самая обычная соль, позволяет улучшить их жаростойкость.

Активно используют при изготовлении бетонов и раствором, также и мыльные растворы с порошком. Что они дают? В первую очередь позволяют увеличить подвижность строительной смеси, сделать её более пластичной и податливой в работе. Особенно это касается цементного раствора для оштукатуривания стен, работать с ним становится намного легче и проще, если добавить при изготовлении небольшое количество жидкого мыла.

Не менее популярные при изготовлении строительных смесей на основе цемента, являются и такие добавки, как клей ПВХ и гашеная известь-пушонка. Второй компонент способен придать раствору эластичности и клейкости, улучшить сцепляющие свойства смеси и придать ей бактерицидных свойств. Раствор с добавлением извести-пушонки становится намного устойчивее против воздействия грибков и плесени.

Что же касается добавления клея ПВА в бетон, то он способен улучшить его подвижность, существенно увеличить показатели касательно прочности и водостойкости.

Какая добавка в цемент для прочности самая лучшая?

Бетон, приготовленный на основе качественного цемента и качественных наполнителей, имеет достаточную прочность без внесения добавок. Тем не менее, существует ряд факторов, когда по условиям эксплуатации требуется упрочнение бетона с помощью внесения специальных присадок.

СодержаниеСвернуть

Для чего нужны добавки?

Для увеличения прочности высоконагруженных и специальных бетонных конструкций, используются специальные присадки, которые добавляются непосредственно в готовящийся цементно-песчаный или бетонный раствор.

После схватывания и полного твердения, смеси в которые были добавлены упрочнительные добавки приобретают дополнительные эксплуатационные свойства: водонепроницаемость, коррозионную стойкость, морозостойкость и существенно большую прочность на сжатие и изгиб.

Учитывая относительно высокую стоимость бетона и цементного раствора с добавками, их применение экономически целесообразно в следующих случаях:

  • Повышенные требования по морозостойкости и водостойкости бетонных конструкций;
  • Использование в качестве заполнителя нестандартных материалов. К примеру, очень мелкий песок;
  • Изготовление высоконагруженных ЖБИ. К примеру, производство тротуарной плитки, фундаментных блоков и т.п.;
  • Приготовление мелкозернистого бетона;
  • Строительство монолитных зданий и сооружений, в которых используются расширяющие присадки.

Виды упрочняющих добавок для цемента

Пластификатор. На данный момент времени, лучшая добавка в цемент для прочности, повышающая прочность конструкции в среднем на 125-140%. При этом основная задача пластификатора – увеличить подвижность раствора.

Также применение добавки этого вида позволяет увеличить морозостойкость бетона на 1,5 марки, водонепроницаемость до 4 марок и сократить расход связующего на 25%. Популярный «народный» пластификатор – обычное жидкое мыло или стиральный порошок.

Ускоритель набора прочности. Задача присадки этого вида – увеличение скорости схватывания и твердения бетона и соответственное повышение его марочной прочности на изгиб и сжатие.

Самым популярным и самым недорогим ускорителем набора прочности является обычный хлористый кальций. Используется в производстве: тротуарной плитки, пенобетонных блоков, стеновых и фундаментных блоков, полистиролбетона и пр. Благодаря применению ускорителей твердение значительно сокращается время его экспозиции в форме. Соответственно повышается производительность, увеличивается выход годного, а также происходит увеличение прочности ЖБИ на несколько процентов.

Противоморозные добавки. В соответствии с названием, назначение противоморозной добавки – дать возможность проводить бетонные работы в условиях низких температур (до минус 25 градусов Цельсия).

Параллельно с этим, происходит увеличение прочности бетона, увеличение водонепроницаемости, уменьшение расслаиваемости готового бетона при транспортировке, а также улучшение удобоукладываемости. Самая популярная противоморозная добавка – нейтрализованная смола в смеси с гидрофобизатором Софексил-гель или Типром-С.

Комплексные присадки. Ускоряют твердение, увеличивают прочность, значительно уменьшают пылеотделение, увеличивают морозостойкость. В частности за счет использования комплексной присадки можно достигнуть: увеличения прочности бетона на 70-110%, при одинаковой подвижности, снижения усадки на 60-70% и двух-троекратного увеличения водопроницаемости. Одним из самых популярных видов отечественной комплексной присадки для бетона является добавка «Эластобетон»: А, Б или С (в зависимости от назначения ЖБИ или сооружения).

Тонкости применения

Все виды добавок в бетон следует разводить или растворять в теплой воде. Если добавка смешивается с цементно-песчаным раствором в жидком агрегатном состоянии, она начинает работать сразу после добавления.

Сухая присадка начнет «работать» только после полного растворения и тщательного перемешивания. Дозировка добавок зависит от конкретного материала, конкретных задач и требований инструкции предприятия изготовителя. В общем случае, количество добавок не должно превышать 1% по весу связующего (цемента).

Добавки в цемент: виды, применение, свойства

Добавки в цемент сегодня используются в строительстве повсеместно: специальные вещества позволяют улучшать различные характеристики и свойства, повышать механические показатели бетонного раствора для тех или иных целей. Полимерные и пластифицирующие, модифицирующие составы могут делать бетонную смесь более пластичной и практичной в работе, стойкой к воде или морозу, повышать прочность и т.д.

Большинство добавок в цемент значительно облегчают процесс укладки раствора и его уплотнения, понижая таким образом трудовые и финансовые затраты. Могут использоваться в производстве бетонных конструкций, растворов, элементов любого уровня прочности. Наиболее популярными сегодня считаются такие добавки для цемента: замедлители/ускорители схватывания бетона, противоморозные, для водонепроницаемости, воздухововлекающие, стабилизирующие и т.д.

Добавки в цементный раствор и для бетона

Чаще всего в строительстве используют специальные присадки, увеличивающие прочность высоконагруженных конструкций из бетона. Популярны гидрофобные составы, улучшающие показатели морозостойкости. В основном они добавляются прямо в замешивающийся бетонный раствор, который используется сразу после приготовления.

После завершения процессов схватывания и твердения растворы с добавками демонстрируют дополнительные эксплуатационные характеристики – стойкость к коррозии, минусовой температуре, воде, повышенную прочность на изгиб/сжатие и т.д. Применение присадок целесообразно в определенных ситуациях, при учете высокой цены бетона и раствора с вмешанными в него добавками.

Использование добавок для цемента актуально:

  • При производстве высоконагруженных железо-бетонных изделий – это могут быть фундаментные блоки, к примеру
  • Если к бетону предъявляются повышенные требования по стойкости к воде/морозу
  • Когда в роли заполнителя выбирают материалы нестандартных фракций – мелкий песок, например
  • Если есть необходимость замеса мелкозернистого бетонного раствора
  • В строительстве монолитных сооружений и зданий, где используют расширяющие присадки

Виды добавок

Задумываясь о том, что добавить в цемент для прочности, необходимо тщательно рассмотреть все существующие виды добавок, изучить их свойства, определить целесообразность использования тех или иных составов, просчитать предполагаемые нагрузки и другие ключевые моменты.

Ускорители набора прочности

Присадки данного типа увеличивают скорость схватывания, твердения бетонной смеси и, соответственно, существенно повышают прочность на сжатие и изгиб в сравнении с марочными показателями. Наиболее популярный и доступный по цене ускоритель набора прочности – обыкновенный хлористый кальций. Его используют при производстве пенобетонных блоков, разного типа блоков для фундамента и стен, полистиролбетона и т.д.

Добавки в цементный раствор для прочности заметно уменьшают срок экспозиции бетона в форме. Следовательно, таким образом удается добавиться существенного повышения производительности и увеличить выход готовых изделий, улучшить показатель прочности на несколько десятков процентов.

Пластификаторы

Эти добавки для цемента считаются лучшими, так как способны повысить прочность конструкции или монолита на 125-140% в среднем, что является очень хорошим результатом. Основная задача пластификаторов – увеличение подвижности бетонной смеси.

Такая добавка в цементный раствор для прочности демонстрирует прекрасные свойства еще и по морозостойкости, улучшает другие характеристики: в среднем морозостойкость бетонного раствора повышается на 1.5 марки, непроницаемость влагой – на 4 марки, расход связующего сокращается примерно на четверть. Самым популярным пластификатором, приготовленным своими руками, считаются обыкновенный стиральный порошок и обыкновенное жидкое мыло.

С противоморозным эффектом

Данный тип добавок позволяет осуществлять работы по приготовлению, заливке бетона при низких температурах – до -25С. Бетон улучшает свои прочностные характеристики, повышается уровень водонепроницаемости, готовый бетон меньше расслаивается в процессе перевозки, намного легче и проще укладывается. Самый простой вариант противоморозного раствора – нейтрализованная смола, смешанная с гидрофобизатором типа Типром-С, к примеру (можно взять еще Софексил-гель).

Модификаторы бетонных растворов

Рассматривая разные виды присадок, не стоит останавливаться лишь на поисках того, что добавляют в цементный раствор для прочности. Есть составы, которые работают по-другому, но не менее полезны. Так, модифицирующие добавки вводят для повышения эластичности смеси, стойкости к деформации, трещинам, повышения адгезии бетона с разного типа невпитывающими основаниями, арматурой.

Так, присадки значительно улучшают сцепление бетона с плиткой. Обычно это жидкие составы, придающие эластичность смеси, понижающие усадку, могут использоваться для проведения работ снаружи и внутри.

Есть вещества с антикоррозийными свойствами – они связывают в бетонном растворе свободный гидроксид кальций. Присадки, повышающие плотность, делают смесь более стойкой ко влаге. Можно повысить и время застывания – так, к примеру, этим свойством обладает гипс. Он же повышает прочность раствора, стойкость к сульфидам, минусовой температуре.

В цементы с минеральными добавками вводят измельченный клинкер. Подобные добавки представляют собой активные вещества или гранулированный шлак осадочного происхождения. Бетон с введенными в состав присадками такого типа демонстрирует повышенные показатели стойкости ко влаге, морозу, хорошо выделяет тепло.

Добавки своими руками

Решая, что добавить в цементный раствор для крепости, не обязательно приобретать дорогостоящие составы. Можно сделать добавки самостоятельно, зная свойства разных веществ.

Какие добавки можно приготовить самостоятельно:

  • Пластификатор из шампуня или жидкого мыла

    – вводят при замесе из расчета 250 миллилитров на 50 килограммов цемента (стандартный мешок). Сначала смешивают воду и добавку, потом выливают воду в корыто, добавляют цемент, заполнитель, перемешивают и работают. Объем воды нужно уменьшить на объем добавки, в противном случае бетон будет застывать на 3 часа дольше нормативного времени.
  • Пластификатор из стирального порошка

    – сначала растворяют в теплой воде 100-150 граммов (на мешок цемента), выливают воду в корыто, добавляют цемент, вводят заполнитель, перемешивают.
  • Гашеная известь-пушенка

    – для повышения эластичности и клейкости, улучшения бактерицидных свойств (стойкости к грибкам, плесени). Сначала добавляют в воду в объеме 15-20% от веса цемента, потом готовят по вышеописанному методу.
  • Клей ПВА

    – для улучшения подвижности, значительного повышения прочностных и водостойких свойств. Вводят в процессе затворения бетона в объеме около 200 граммов на ведро раствора.
  • Хлористая соль

    – уменьшает время схватывания смеси и сокращает расход цемента, хорошая противоморозная добавка.
  • Введение в раствор фибры

    (порезанной проволоки и т.д.) – для упрочнения раствора.

Комплексные добавки

Добавленный в бетон такой состав повышает прочность, существенно понижает пылеотделение, улучшает характеристики морозостойкости. Так, стандартная комплексная присадка дает такой результат: прочность повышается на 70-110%, подвижность сохраняется обычная, усадка понижается на 70%, водонепроницаемость увеличивается в 2-3 раза.

Наиболее популярные комплексные присадки – «Эластобетон» типа А, Б или С (выбор зависит от функции сооружения или железо-бетонного изделия).

Для получения бетонных водонепроницаемых свойств

Полимерные добавки в цементный раствор вводятся в качестве поверхностно-активных составов, значительно повышая качество смеси, ее пластичность, понижая водопоглощение, регулируя процесс выделения влаги. Прочность бетона также повышается. Полимерные добавки способны переходить в тягучее состояние, что позволяет кольматировать поры бетона, улучшая адгезию раствора с арматурой, заполнителем.

Монолит или бетонная конструкция, изделие становятся заметно более стойкими к морозу, непроницаемыми для воды, прочными к нагрузкам на растяжение, газонепроницаемыми. Существуют и кремний-органические добавки, которые внутри раствора провоцируют выделение газов, вовлекая в реакцию воздух – так застывший монолит становится более стойким ко влаге и морозу за счет появления большего количества пор.

Принцип действий гидрофобных добавок базируется на кольматации капилляров и пор внутри бетона. Чем их меньше, тем более плотной и непроницаемой для воды становится смесь. Значительно улучшается структура монолита, он становится более прочным и стойким.

Мнения мастеров

Добавок сегодня на рынке представлено огромное множество. Также можно найти немало их «заменителей» — более простых и доступных веществ. В случае покупки готовой присадки для цемента итоговые характеристики раствора будут четко определены, обеспечат качественное выполнение работ. Если же готовить составы самостоятельно, нужно убедиться в том, что они будут работать в нужном ключе и правильно подобрать пропорции.

Мастера отзываются о добавках в цемент исключительно положительно, так как эти составы действительно позволяют значительно улучшить показатели раствора, облегчить и ускорить проведение работ, да и с учетом всех преимуществ экономически выгодны.

Некоторые характеристики использования добавок в цементном растворе

Составы, которые в бетон добавлены для прочности, морозостойкости, пластичности, удобоукладываемости, водонепроницаемости, требуют тщательного соблюдения инструкции. Приобрести готовые можно в Москве и области, других регионах либо сделать самостоятельно.

Все составы разводятся/растворяются только в теплой воде.

Когда жидкую присадку смешивают с уже готовым цементно-песчаным раствором, действовать она начинает мгновенно. Поэтому заранее нужно просчитать необходимые объемы бетонного раствора и оптимальные порции, которые нужно будет готовить и сразу использовать в работе. Сухие присадки начинают действовать лишь после полного растворения в воде, перемешивания с раствором.

Дозировки заводских присадок указаны в инструкции, как и технология приготовления смеси. В зависимости от материала, нужных свойств и требований, объем может быть разным, но обычно не превышает 1% веса цемента (связующего).

Используя в качестве противоморозных добавок хлориды, стоит помнить, что они повышают гигроскопичность кладки, могут стать причиной появления небезопасных высолов. Поташ и нитрит натрия – вещества ядовитые. Поэтому при работе с растворами нужно позаботиться о защитных средствах – использовать перчатки, очки.

Очень важно использовать раствор с добавками по назначению – нельзя применять кладочную смесь для заливки фундамента, к примеру (и наоборот). Это может привести к разрушению конструкции, деформациям, понижению характеристик. Также нужно учитывать, что добавки по-разному влияют на жизнеспособность раствора, отличаются по «мощности» воздействия и т.д.

При правильном выборе и использовании по технологии добавки для цемента способны намного улучшить свойства бетона и дать возможность выполнить самые сложные работы легко и быстро. Сначала нужно определиться с требованиями, потом тщательно изучить состав и свойства присадок, готовить бетонную смесь по правилам – в таком случае удастся добиться наилучшего результата.

Народные добавки, улучшающие качество бетона

Для улучшения свойств бетона можно использовать народные рецепты, которыми еще пользовались наши предки.

Базовая характеристика раствора, содержащего цемент, заключается в прочности на сжатие готовых изделий.

Схватывание и прочность залитого раствора зависит от его гидратации.

Минералы, которые входят в состав цемента, вступают в реакцию с водой и воздухом, что приводит к связыванию наполнителя в виде песка, гравия, шлака, керамзита и других.

Рассмотрим основные народные добавки в бетон, которые модифицируют его свойства и удобны тем, что их можно сделать самим в домашних условиях.

Изготовление пластификатора для бетона своими руками

Пластификатором называется вещество, повышающее показатели эластичности и пластичности бетона.

Он частично заменяет воду в составе раствора и препятствует процессу растрескивания смеси при высыхании.

Если бетон развести, но не использовать, то со временем он начинает расслаиваться. Пластификатор от этого уберегает и удлиняет жизнь раствора.

Он способствует:

  • улучшению сцепки с поверхностью, на которую наносится раствор;
  • дополнительной защите бетона от воды;
  • более легкой укладки смеси.

В общем, свойства бетона улучшаются, и такой пластификатор можно сделать самим.

К народным способам улучшения качества бетона относятся:

Добавление куриных яиц и глины.

Уже доказано, что яйца имеют хорошие сцепляющие свойства, водонепроницаемость и способны уплотнить раствор.

Другим старинным материалом является глина, ее добавляли в сложный состав строительной смеси, когда еще не было бетона.

Готовили такую смесь долго, зато постройки стоят веками.

На сегодняшний день с помощью глины удешевляют бетон, заменяя ею часть цемента.

Такой бетон не подходит для фундаментов, так как возможны разрушения.

На большую прочность таких составов не стоит надеяться, но они могут применяться в небольшой дачной стройке.

Использование мыла.

И мыло, и цемент имеют щелочную среду, поэтому хорошо совместимы друг с другом. Когда оно попадает в строительную смесь, то происходит обволакивание каждой частички, уменьшая силу трения между ними и придавая пластичность раствору. Удобнее делать введение жидкого мыла или моющего средства не более 5% от общей массы раствора вместе с водой.

Как можно самим сделать противоморозные добавки для бетона

Если вам известно, что состав будет подвержен воздействию экстремально низких температур, то необходимо приготовить морозоустойчивый раствор.

Увеличить этот показатель помогает техническая соль, но ее нельзя добавлять более 2%. Если бетон будет взаимодействовать с арматурой, то возможна коррозия, тогда в раствор необходимо вводить ингибиторы коррозии.

Также при разведении бетона можно использовать меньше воды, но в разумных пределах, иначе произойдет нарушение других свойств бетона.

Выбрать готовые строительные смеси, имеющие гарантированные характеристики и предсказуемый результат, можно в компании РегионСтройБетон.

Мы занимаемся продажей качественного бетона разных марок и доставляем его на объект в строго оговоренные сроки.

Наша компания обладает собственным производством, поэтому цены на бетон выгодные и не включают дополнительных наценок посредников.

Для того, чтобы узнать все подробности и сделать заказ свяжитесь с нашими специалистами по указанным на сайте контактам.

Источник: regionstroibeton.ru

3 способа укрепить цементный раствор в домашних условиях: советы мастера

С целью улучшить прочность бетона, повысить его морозостойкость и придать ему водоотталкивающее свойство рекомендуют добавлять в него различные препараты. Необязательно покупать их в магазине. Строители выявили несколько народных средств, которые справляются с этой задачей не хуже фирменных добавок. Можно выделить 3 самых эффективных среди них.

Песок

Обычный речной песок издавна используется для строительных целей. Раньше достаточно было постепенно добавлять его в раствор, пока не получится нужная консистенция. Но раньше в цементе присутствовало заметно больше извести, следовательно, добиться хорошей прочности было проще. Сегодня мастера рекомендуют использовать песок вместе с клеем ПВА. Сделать это можно так:

  1. Сначала смешайте песок и цемент. Делайте это до тех пор, пока сыпучие элементы не станут однородной консистенции.
  2. Добавьте к смеси клей ПВА. Следите за тем, чтобы его содержание было не более 20% от всего объема.
  3. Оцените состояние раствора. Если необходимо, немного разведите его водой.

Такой состав хорошо подойдет для укладки плитки, выравнивания стен, фасадов, декоративных строительных элементов и других целей.

Куриные яйца и глина

Два народных средства, которые использовали для укрепления цементного раствора издавна. Каждый компонент по отдельности имеет свои плюсы и минусы:

  • куриное яйцо. Придает смеси не только дополнительную прочность, но и пластичность. Применение такого материала станет заметно удобнее и проще. Недостаток – добиться хорошего укрепления таким способом не удастся. Таким составом можно лишь отреставрировать бетонные стены, если их верхний слой начал осыпаться.
  • Глина. Позволяет добиться высокой плотности. Консистенцию с такой добавкой можно применять для реставрации различных поверхностей, бетонирования пола и других целей.

Можно использовать оба компонента для придания раствору новых свойств одновременно. Сначала рекомендуется добавить куриное яйцо и перемешать содержимое. После этого нужно постепенно сыпать или выкладывать глину до тех пор, пока не удастся получить состав нужной консистенции.

На заметку!                                      

Цементный раствор, в составе которого присутствует глина, нельзя использовать для создания фундамента и других элементов здания, к которым предъявляют повышенные требования прочности и надежности.

Мыло

Еще один компонент, который добавляют в цементный раствор. Он придает строительному материалу одновременно несколько положительных свойств:

  • делает его прочным и надежным;
  • создает обволакивающее действие для каждой частички материала;
  • уменьшает силу трения;
  • придает раствору дополнительную пластичность.

Добавить его в цементный раствор можно одним из 3 возможных способов:

  1. Превратите добавку в стружку и частями выкладывайте его в раствор, постоянно помешивая.
  2. Соедините мыльную стружку с небольшим количеством воды. После полного его растворения добавьте полученный раствор в цементную смесь.
  3. Используйте готовый продукт в чистом виде.

Следите за тем, чтобы количество мыла не превышало 5% от общего количества раствора.

Цементный раствор – один из самых популярных материалов, который используется в строительстве. Иногда его прочность оказывается недостаточной. В этом случае укрепите его в домашних условиях с помощью простых народных средств.

Как увеличить прочность и качество цементного раствора в несколько раз. | Дачный СтройРемонт

В наше время это можно сделать дешево и легко. Если вас интересует как, сейчас расскажу…

Замешиваем бетон доступными методами

Замешиваем бетон доступными методами

На полках строительных магазинов в настоящее время можно найти множество добавок, которые в разы улучшают качество раствора, а так же уже готовые смеси и всевозможные виды клея. Но расценки на все это разнообразие, мягко говоря, неприличные.

Но есть одна добавка, которая добавлялась в раствор еще во времена СССР. Подойдет этот ингридиент практически для любых типов смеси.

В Советское время достать и купить готовый цементный и клеевой раствор было почти нереальной и не выполнимой задачей. Поэтому народ придумал свой способ изготовления такого раствора. Этот способ включал в себя добавление клея ПВА в цементный раствор. Такой цементный раствор использовали для всех видов работ: для штукатурки, укладки плитки, бетонировании полов и прочих работ.

При добавлении клея, раствор становился более эластичным, крепким и цепким, что повышало в несколько раз качество работ.

Фото с сайта https://kakkley.ru

Фото с сайта https://kakkley.ru

К сожалению, есть одно «НО». Не каждый клей подойдет для данного метода. Для получения положительного эффекта нужен клей ПВА — МБ. В его составе находиться полимер под названием поливинилацетат. Он очень устойчив к низким и высоким температурам, пластичен и имеет высокую адгезию ко всем видам поверхности.

Но тогда назревает следующий вопрос: сколько или в каком соотношении нужно добавлять клей в раствор. Все зависит от того, для каких целей вы замешиваете раствор.

  • если нужен раствор для кладки керамической плитки (особенно для кладки на стены), то берется 1 часть цемента, 5 частей песка. И в эту сухую смесь добавляется клей ПВА-МБ в соотношении 20 % от количества цемента. При необходимости добавляется немного воды;
Добавление клея в цементный раствор

Добавление клея в цементный раствор

  • для увеличения прочности бетонной смеси и повышения её пластичности добавляют 5 — 10 % клея от количества цемента;
  • для бетонирования пола замешивают 50 килограмм цемента, 100 килограмм песка, 150 килограмм щебня. Добавляют 10 кг клея (20 % от массы цемента). Воды уменьшают на количество добавленного клея;
  • для ремонта осыпающихся бетонных стен применяют состав в соотношениях: 1 часть цемента, 3 части песка и 0,5 части клея. Такой раствор очень крепко сцепляется со старым покрытием;
  • для оштукатуривания поверхностей раствор замешивают в пропорциях: 1 часть цемента, 4 — 5 частей песка. И на 10 кг данного раствора добавляют 60 — 80 мл клея ПВА-МБ.
Получился качественный и эластичный раствор

Получился качественный и эластичный раствор

В конце 90-х я с отцом выкладывал в ванной плитку размером 10 на 10 см. И в раствор мы лили именно клей ПВА. 2 года назад решил сменить плитку на более красивую и большую, но при демонтаже старой я долго ругал тех, кто ложил старую плитку.

С огромным трудом я все таки демонтировал её. Поэтому я на практике убедился в эффективности добавления клея ПВА-МБ в цементный раствор.

Дорогие

читатели! Буду чрезмерно рад вашему лайку и подписке на канал!

Цементный раствор: пропорции, приготовление, состав, характеристики

Цемент – один из основных строительных материалов. Представляет собой сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Этот вяжущий материал при взаимодействии с водой образует пластичную смесь, которая при затвердевании превращается в камневидное тело.

Наиболее распространенная разновидность цемента – портландцемент, в состав которого входят оксиды кальция, железа, магния, диоксид кремния, глинозем. Цемент, затворенный водой, дает сильную усадку при твердении, что приводит к появлению трещин в отвердевшем продукте. Поэтому вяжущее используется в сочетании с заполнителями и наполнителями, предотвращающими растрескивание цементного камня. Наиболее популярным мелким заполнителем является песок.

Назначение строительных цементных растворов

Цементно-песчаные (и другие) строительные растворы регламентируются ГОСТом 28013-98. По назначению их разделяют на следующие виды:

  • Кладочные, в том числе для монтажных работ. Используются при ведении кирпичной или каменной кладки, для заполнения швов между бетонными и железобетонными панелями, выравнивания полов, заливки площадок, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок. Кладочный состав обеспечивает повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик строения.

  • Штукатурные. Применяются для выравнивания основания и защиты стенового материала от воздействия атмосферных явлений.
  • Облицовочные. Служат для облицовки вертикальных и горизонтальных строительных конструкций керамической и керамогранитной плиткой.

В зависимости от назначения цементного раствора в его составе может быть песок различных фракций.

Назначение раствора Крупность зерен песка, мм
Для кладки, кроме бутового камня 2,5
Для бутовой кладки 5,0
Для штукатурки, кроме накрывочного слоя 2,5
Для накрывочного штукатурного слоя 1,25
Для облицовочного слоя 1,25

В соответствии с ГОСТом 28013-98 цементные растворы различаются по маркам прочности на сжатие.

Таблица областей применения в зависимости от марки прочности цементного раствора

Марки по прочности на сжатие Области применения
М50 Заделка щелей внутри помещений
М75 Внутренние кладочные работы
М100 Наружная кладка кирпича и блоков, устройство стяжки пола
М150 Заполнение швов в конструкциях из тяжелых бетонов, изготовления стяжки, при оборудовании гидротехнических объектов
М200 Благодаря высокой водостойкости, продукт используют в качестве гидроизоляционного слоя; при изготовлении материала для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут контактировать с агрессивными средами, используется сульфатостойкий цемент

Компоненты строительных цементных растворов

Для получения качественного строительного материала каждый компонент должен соответствовать требованиям нормативов:

  • Цемент. В общих случаях используется портландцемент марок 400 и 500 без минеральных добавок или с минеральными добавками в количестве до 20%. Для особых эксплуатационных условий применяют сульфатостойкое, гидротехническое, пластифицированное цементное вяжущее.
  • Песок. Должен соответствовать ГОСТу 8736-2014 «Песок для строительных работ». Для изготовления растворов используют речной и карьерный песок, очищенный от илистых и глинистых включений, снижающих качество готового продукта.
  • Вода. Из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лабораторных условиях. Температура +15…+20°C.

Цемент, песок и вода – основные компоненты строительного цементного раствора, но также в рецепт включаются добавки, придающие пластичной смеси или конечному продукту определенные свойства:

  • Эластификаторы. Улучшают эластичность раствора и его адгезию к основанию, повышают устойчивость затвердевшего продукта к появлению трещин и влагостойкость. Функции эластификатора может выполнять ПВА.
  • Пластификаторы и их более мощный вариант – суперпластификаторы. Увеличивают подвижность пластичной смеси, сокращают расход материала, уменьшают его склонность к расслоению. Наиболее простой вариант – применение моющих растворов. Их добавляют не в сухую смесь, а в воду.
  • Гидроизоляторы. Такие добавки ускоряют схватывание и твердение раствора, повышают водонепроницаемость готового слоя.
  • Латексные добавки. Сообщают готовому продукту широкий спектр полезных свойств – водостойкость, устойчивость к воздействию нефти и нефтепродуктов, других агрессивных химических веществ.
  • Противоморозные. Применяются при ведении работ в холодный период года.
  • Сажа, графит и другие красящие вещества. Не влияют на физические характеристики материала, применяются только для изменения цвета готового продукта.

Удельный вес цементно-песчаного раствора зависит от вида и пропорций составляющих, в среднем он равен 1800 кг/м3.

Этапы приготовления

Пропорции компонентов зависят от области применения цементного раствора, а следовательно, от марки прочности на сжатие.

Таблица пропорций компонентов раствора – цемента и песка по массе

Марка раствора Марка цемента Пропорции компонентов
Цемент Песок
М50 М400 1 7,4
М75 М400 1 5,4
  М100 М400 1 4,3
М500 1 4,3
  М150 М400 1 3,25
М500 1 3,9
  М200 М400 1 2,5
М500 1 3

При небольших объемах работ приготовление цементно-песчаного раствора возможно вручную.

Последовательность:

  • Смешивают вяжущее и песок в сухом состоянии в металлической емкости или на стальном листе. Делать это на грунте не рекомендуется, поскольку состав загрязняется.
  • После того как смесь приобретет однородный сероватый цвет ее сгребают в гряду или кучку, на вершине которой делают небольшое углубление. В него небольшими порциями добавляют воду.
  • Полученный состав вымешивают.

 

Готовый продукт должен напоминать по густоте сметану, след от лопаты должен быть четким, не расплывчатым.

Приготовление материала в бетономешалке обеспечивает высокую скорость процесса и хорошее качество готовой пластичной смеси, благодаря тщательному перемешиванию и получению полностью однородного продукта.

Как сделать цементный раствор в бетономешалке:

  • В барабан заливают примерно половину положенного объема воды. Примерное количество воды – половина от объема цемента.
  • Перед тем как развести цемент, в воду вводят добавки, например моющее средство, которое должно полностью раствориться с образованием равномерной пены. Время перемешивания – 3-5 минут.
  • В барабан добавляют цемент и половину песка. Время перемешивания – 1-3 минуты.
  • Вводят остаток песка, перемешивают, регулируют плотность цементного раствора путем введения нужного количества воды.
  • Последний замес – 3-5 минут.

В результате получается однородный продукт, без комков, воздушных пузырей и расслоений. Приготовленный пластичный материал не должен растекаться и рассыпаться. Для проверки его готовности комок выкладывают на ровную поверхность. Требования – из комка не должна вытекать вода, со временем он немного оседает без потери первоначальной формы.

Советы по установке перил на кирпичных ступенях

У меня был друг с неприятной проблемой. Он пытался установить перила на кирпичных ступенях, но каждый раз, когда он просверливал их, чтобы закрепить перила, кирпич начинал трескаться. Это обычная и неприятная проблема с кирпичом. Он может быть немного более хрупким, чем другие материалы, например, бетон или дерево, и имеет тенденцию крошиться при слишком грубом обращении.

Я не могу винить людей за то, что они хотят использовать кирпичи при строительстве лестниц.Это красивый материал, который может создать тротуар или лестницу. Кроме того, это довольно прочный материал — до тех пор, пока вы не начнете в нем сверлить. Несмотря на это, установка поручней на ступени из кирпича не невозможна, если вы сделаете несколько корректировок. У нас есть советы, которые помогут вам установить поручни с минимальными усилиями.

Советы по работе с кирпичами

Работая с кирпичом, помогает понять, что кирпич бывает не только один. Кирпичи обычно делают в основном из глины, но могут также содержать различное количество песка, извести или золы.Чем ниже качество ваших кирпичей, тем больше вы подвергаетесь риску «взрыва», при котором задняя часть кирпича трескается, когда вы сверляете его. Если вы действительно работаете с бетоном, а не с кирпичом, ознакомьтесь с нашим постом о том, как установить перила на бетонном крыльце. А вот для кирпича вам понадобится:

Используйте сверло по камню с перфоратором с нормальной настройкой, и вы избежите выброса.
  • Удалите кирпичную пыль после сверления. : Очистите просверленное отверстие как можно больше после сверления, чтобы мелкие частицы мусора не заставили ваш анкер войти в кривую. Можно использовать баллончик со сжатым воздухом, чтобы полностью прочистить отверстие.
  • Рассмотрите возможность использования эпоксидной смолы: Эпоксидная смола может заполнить микротрещины, образовавшиеся при сверлении, чтобы придать кирпичу дополнительную устойчивость.Хотя это не обязательный шаг, он может быть полезен, особенно если вы работаете с более мягкими кирпичами, которые легко крошатся.
  • Не затягивайте винты слишком сильно. : Излишнее затягивание винта, удерживающего стойку перил, приведет к растрескиванию кирпича, независимо от того, насколько вы осторожны. Затягивайте, пока винт не перестанет вращаться, а затем остановитесь. Не пытайтесь насиловать его дальше.
  • Работать с кирпичом так же легко, как с любым другим материалом, если помнить об этих советах.

    Рекомендации по установке перил на кирпичных ступеньках

    Помните, что перила должны быть высотой не менее 42 дюймов, а высота ваших верхних и нижних стоек должна быть одинаковой. Поскольку кладка кирпича может привести к небольшому отклонению подъема каждой ступеньки, перед началом работы убедитесь, что ваши размеры одинаковы. Как только это будет сделано, вы можете приступить к установке перил. Для особенно легкой установки поручней попробуйте использовать систему поручней с регулируемыми кронштейнами, которые перемещаются в соответствии с углом лестницы.Вы также должны иметь в виду следующее:

    • Начните с выбора стоек : вам нужно выбрать стойки для поверхностного монтажа, а не бокового крепления при работе с кирпичом. Хотя обычно вы можете использовать любой материал, который вам нравится, я считаю, что алюминиевые или стальные стойки с порошковым покрытием хорошо смотрятся с кирпичом, не требуют особого ухода и долговечны.
    • Выберите поручень и стойки, которые работают вместе. : Системы перил обычно предназначены для работы со стойками из одной и той же линейки продуктов.Для достижения наилучшего результата при выборе столбов руководствуйтесь рекомендациями производителей перил.
    • Закрепляйте анкер в кирпиче, а не в растворе : Ставьте анкеры для ваших столбов только в кирпич, в идеале в центре поверхности камня Избегайте раствора, так как он не такой прочный, как кирпич, и, скорее всего, рухнет, если будет в нем установлен якорь.
    • Стремитесь к минимальной глубине 3 дюйма : Просверливание шурупов на глубину 3 дюйма обеспечит хорошее прочное соединение с кирпичом, не проходя сквозь него, так как большинство кирпичей имеют глубину около 4 дюймов.

    Помня об этих советах и ​​переключившись на перфоратор, мой друг смог установить свой поручень, не ломая больше кирпичей. Одна вещь, которая также помогла, — это выбор другого дизайна поста. Он пошел со стальными столбами Fortress®. Он закрепил их анкерными винтами, которые отлично работают с бетоном или кирпичом. Используя эти изделия вместе с простой системой поручней Fortress, он установил прочные и привлекательные поручни, которые его старшая мать теперь ежедневно использует, чтобы помогать ей подниматься и спускаться по ступенькам.Как узнал мой друг, сочетание хороших продуктов, хорошего оборудования и хороших инструментов имеет решающее значение для того, чтобы сделать эту работу простой и не вызывающей стресса. А если вы работаете над другими проектами и ищете нечто большее, чем просто поручни, Fortress Building Products предлагает целую линейку продуктов, призванных максимально упростить выполнение проектов, например прочное ограждение, бамбуковый композитный настил и уникально стильное оборудование.

    Восстановление кирпичной крепости на острове

    Тед Кушман.Перепечатано с Coastal Contractor.

    Глиняный кирпич — один из старейших строительных материалов цивилизации. А кирпич остается одним из самых прочных строительных материалов на рынке даже в суровых прибрежных условиях. Но если вы хотите, чтобы кирпичное здание прослужило долго, конечно, нужно правильно использовать кирпич.

    Для уроков о кирпиче в прибрежной среде вам не нужно садиться на двухкорпусный паром Yankee Freedom в Мексиканский залив на острова Драй Тортугас, в 70 милях от дока в Ки-Уэст и всего в 90 милях от Куба.Но это помогает — потому что именно там Служба национальных парков поддерживает национальный парк Драй Тортугас, и где вы найдете исторический форт Джефферсон, одну из самых больших и самых впечатляющих груд кирпича, которую вы когда-либо хотели видеть. Начатый в 1840-х годах и завершенный во время и после Гражданской войны, Форт Джефферсон пришел в упадок, но сейчас его восстанавливают — и если вы увлекаетесь каменной кладкой, историей или и тем, и другим, форт предлагает отличную возможность для обучения.

    Coastal Connection посетили форт в марте, а в мае мы поговорили с Кеном Урасиусом, каменщиком во втором поколении и экспертом по реставрации исторических памятников, чьи каменщики завершили восстановление двух из шести внешних стен форта Джефферсон этой зимой и весной.Урасиус может много рассказать о кирпичной кладке, форте и других подобных фортах, а также об инженере армии Вест-Пойнта Джозефе Тоттене, человеке, который руководил строительством в середине 1800-х годов системы укреплений береговой обороны Америки из 46 фортов. Тоттен, отец кирпичных укреплений в Америке, в конце концов победил свою собственную технологию: после того, как южные штаты отделились и захватили некоторые из построенных им фортов (включая, как известно, форт Самтер в Южной Каролине), Тоттен помог выиграть войну для Союза, разработав первая нарезная пушка, способная разрушать те самые форты.«Это положило конец тому, что они называют« Третьей системой »укреплений», — говорит Уракиус. «А потом, примерно через полгода, Тоттен умер. Он вывел кирпичное укрепление из младенческого состояния и при своей жизни наблюдал, как оно умирает ».

    Наш интерес — кирпич, а не битва. Но даже кирпич в форте Джефферсон иллюстрирует историю войны: желтые кирпичи, которые формируют большую часть нижних стен форта, доставленные на остров из Пенсаколы, штат Флорида, уступают место верхним слоям красного кирпича, которые янки отправляли вниз. остров из штата Мэн, чтобы завершить строительство зубчатых стен после того, как разразилась война.

    «Первоначально в этих фортах не было архитектора», — говорит Урасиус. «Форт Джефферсон был построен инженерами из двух лагерей: строителей каналов и военных. Оба они были дальтониками. Для них не важны цвета — важна сила. Если вы посмотрите на гранит в Форт-Адамс [еще один прибрежный форт недалеко от Ньюпорта, штат Род-Айленд], вы увидите, что это разные виды гранита. Все, что они сделали, это разослали предложения от любого, кто будет продавать правительственный гранит с такой сильной стороной.Им было все равно, какого это цвета «.

    С другой стороны, когда дело дошло до минометов, строители фортов были приверженцами последовательности. И Урасиус многое узнал о минометах, восстанавливая и сохраняя свои работы. По словам Урасиуса, для проекта восстановления форта Адамс он решил исследовать оригинальный раствор, скрепляющий старые кирпичи. «Он там держался очень хорошо, и я не мог понять, что это, черт возьми, потому что это не было чем-то, что мы использовали в наше время», — говорит Урасиус.«Все говорили мне, что это известковый раствор, но я сказал, что с этой картинкой что-то не так. Итак, я вернулся к записям и прочитал отчет Джозефа Тоттена. Я узнал, что он использовал натуральный цемент из Розендейла, штат Нью-Йорк. Итак, я поехал в Розендейл и встретил человека по имени Дитрих Уорнер, который скончался несколько лет назад (очень плохо, потому что он был одним из самых интересных персонажей, которых я когда-либо встречал). Я вошел в этот маленький дом-музей, который принадлежал Уорнеру, и спросил: «Что вы знаете об этом натуральном цементе?» И он сказал: «О чем вы говорите? Всем известно, что все здания, построенные с 1820 по 1900 годы в США, были построены из этого материала.«Итак, я сказал:« Ну, вы можете это знать, но никто в этой стране этого не знает »».

    Оказывается, цемент Rosendale сыграл огромную роль в раннем строительстве в США, — говорит Урасиус. мины там, и весь город Розендейл просто пронизан минами, откуда они вытащили этот материал. Все это было отправлено в Нью-Йорк. Так что большая часть Нью-Йорка построена из этого материала — по крайней мере, большинство коммерческих зданий. В любой спроектированной конструкции они использовали бы цемент Rosendale, а не известь.Таким образом, специалисты по реставрации в США прошли весь этот период с 1890-х по 2004 год, когда все считали, что США использовали известковый раствор, как в Европе. Но, чтобы узнать, мы этого не сделали. Мы изменились ».

    Цемент Rosendale производился в США даже в 1970 году, говорит Урасиус, «но к 1990 году о нем полностью забыли на рынке, и никто даже не знал, что это такое. Вот сколько времени потребовалось, чтобы что-то исчезло с лица земли.Кен Урасиус возродил цементную промышленность в Розендейле в небольшом масштабе (эта история есть на Хронограмме Гудзонской долины: прочтите «Вновь открытая скала» Джонатона Д. Кинга в хронограмме , , июнь 2005 г.). Его изобретенный заново натуральный цемент продается как «Freedom Cement». «Я использую его в своих проектах, — говорит он, — а также в некоторых других проектах.

    Каждый из 46 кирпичных фортов, построенных Тоттеном, от штата Мэн до Техаса, был построен из раствора Rosendale, говорит Урасиус: «Строительный раствор связывает всю систему воедино.Фактически Тоттен уволил одного из своих местных менеджеров в Пенсаколе, подполковника, который вместо этого решил купить миномет местного производства. «Он сослал его на Ки-Уэст», — говорит Тоттен. (О стиле микроменеджмента Тоттена ходили легенды, говорит Урасиус. «Он также входил в попечительский совет Смитсоновского института и возглавлял комиссию Lighthouse. Этот человек был мастером многозадачности».)

    One Одной из навязчивых идей Тоттена была защита солдат в фортах от вражеского огня, — говорит Урасиус.«В форте Адамс каждая амбразура имеет разный размер, разную форму, разные отверстия, потому что он постоянно экспериментировал с лучшими способами защиты своих людей», — объясняет он. Но одно такое нововведение привело к серьезной неудаче в форте Джефферсон. Тоттен разработал стальные заслонки для пушечных амбразуров, которые открывались бы от дульного выстрела орудия за мгновение до того, как пушечное ядро ​​достигнет заслонки; затем, когда пушечное ядро ​​проходило сквозь них, ставни отскакивали от боковых стен амбразуры и снова захлопывались, чтобы укрыть артиллерийский расчет.Но у жалюзи был непреднамеренный побочный эффект: со временем железо в ставнях ржавело и расширялось, снося кирпичи со стен возле окон и создавая цепь разрушения самых внешних слоев кирпича. Теперь кирпичные стены демонстрируют катастрофические последствия использования несовместимого компонента.

    Вызванное ржавчиной расширение защитных железных ставен в артиллерийских амбразурах форта разрушило внешние части кирпичной кладки вокруг проемов, вызвав цепную реакцию разрушения кирпича на внешней стороне форта.

    Но это была не единственная неудача. Цистерны с питьевой водой были встроены в фундамент форта в качестве меры предосторожности на случай длительной осады. Песочные фильтры в крыше и стенах очищали дождевую воду, которая попадала на форт, питая цистерны. Но инженеры думали, что коралловый остров сможет выдержать большую нагрузку, чем оказалось — и задолго до того, как форт был построен, фундамент осел, и цистерны начали трескаться. Поскольку система хранения воды пришла в негодность, обеспечение питьевой водой даже строительных бригад (более 1000 человек на 8-акровом участке) стало серьезной проблемой для проекта.А из-за треснувших цистерн соленая вода хлынула из рва форта, который также служил канализацией. Письма домой от людей, работающих в форте — многие из которых были дисциплинарными заключенными из рядов Союза — описывают адскую жизнь в изоляции, плохой еде и зловонии. Желтая лихорадка убила сотни рабочих форта, а также жены и дети нескольких офицеров, которым было разрешено привести семью в гарнизон.

    Даже для небольшой бригады каменщиков-реставраторов Кена Урасиуса остров, каким бы красивым он ни был, слишком удален.Отдыхающим в полдюжине мест для палаток на острове разрешено трехдневное пребывание — и, по словам Урасиуса, «три дня — это примерно правильно». По его словам, для каменщиков недельные работы на работе были испытанием на выносливость. «В первый день это самое красивое место на земле. Второй день интересно — можно погулять и все посмотреть. На третий день начинаешь думать, что ты собираешься делать дальше. На четвертый день вы хотите покинуть остров, а в конце первой недели вы убьете кого-нибудь, чтобы сбежать с острова.И в конце второй недели вы почти готовы к безумному дому, а в конце третьей недели у вас появляются галлюцинации, и вам нужно уезжать с острова ».

    У каменщиков может не быть возможности снова пройти это испытание на выносливость. В марте, когда остров посетил Coastal Connection, поездка была почти отменена из-за угрозы закрытия правительства из-за бюджетного тупика в Вашингтоне. Прошлым летом сенатор Джон Маккейн включил Форт Джефферсон в список проектов государственных расходов, которые, по его мнению, должны стать решающими, сообщила телекомпания Тампы Bay News 9 («Сенатор Маккейн: Стимулирующие деньги на восстановление Форта Джефферсон — пустая трата», Рой Де Хесус ).

    Но Урасиус гордится достижениями своей команды. «Мы были в семидесяти милях от берега. Я мог работать только с ноября по июнь, потому что мы не могли оставить все эти строительные леса наверху во время сезона ураганов », — объясняет он. «Мы заложили 160 тысяч нового кирпича. Мы использовали около 100 тонн миномета. Мы обнаружили в стене серьезное изменение, о котором не знали, когда начинали, и преодолели его. И все, включая кирпич и раствор, было изготовлено на заказ и заказано на заказ. И мы закончили работу вовремя и в рамках бюджета.Если подумать об ограничениях, с которыми мы работали, не выйти за рамки бюджета было довольно удивительно ».

    Но еще больше Урасиуса впечатлила оригинальная работа строителя форта Джозефа Тоттена и его солдат. «В этом форте более 16 миллионов кирпичей», — говорит он. «Можете ли вы представить, как построить его с помощью ослов? И мы сидим здесь и говорим, что он потерпел неудачу — но сегодня мы не строим здание, которое прослужит четверть того времени, которое он там провел ».

    Известковый раствор — обзор

    1.2 Биополимеры и биотехнологические добавки для экологически эффективных строительных материалов

    Биодобавки используются в строительных материалах на протяжении веков. Использование воздушной извести с добавлением растительного жира восходит к Витрувию из Римской империи (Albert, 1995).

    Римляне также признали роль биодобавок в улучшении своих строительных материалов; например, высушенная кровь использовалась как воздухововлекающий агент, тогда как биополимеры, такие как белки, служили замедлителями схватывания гипса (Plank, 2003).

    Китайцы уже использовали яичный белок, рыбий жир и растворы на основе крови при строительстве Великой китайской стены из-за их непроницаемости (Ян, 2012).

    В 1507 году растворы на основе извести, смешанные с небольшим количеством растительного масла, добавленного в процессе гашения, были использованы при строительстве португальской крепости «Носса-Сеньора-да-Консейсао», расположенной на острове Герум, Ормуз, Персидский залив (Пачеко- Торгал, Джалали, 2011). Спустя более 300 лет после постройки крепости А.У. Стифф, лейтенант британского военно-морского флота, посетил внутреннюю часть крепости и описал ее охранный статус для журнала Geographic Magazine . Он заявил, что «использованный раствор был превосходным и намного более прочным, чем камни» (Rowland, 2006).

    Двадцатый век стал эпохой добавок, история которых началась в 1920-х годах с появления лигносульфоната, биополимера, для пластификации бетона обычным портландцементом (OPC), первого функционального полимера, широко используемого в строительстве ( Планка, 2004).

    Бетон OPC, типичный строительный материал для гражданского строительства, является наиболее часто используемым материалом на планете Земля. Его добыча достигает 10 000 миллионов тонн в год и в следующие 40 лет вырастет примерно на 100% (Pacheco-Torgal et al., 2013b).

    В настоящее время около 15% всего производимого бетона OPC содержит химические добавки, изменяющие их свойства, как в свежем, так и в затвердевшем состоянии. Суперпластификаторы бетона на основе синтетических полимеров включают меламин, конденсаты нафталина или сополимеры поликарбоксилата для улучшения их обрабатываемости, прочности и долговечности.Примеры биополимеров, используемых в бетоне, включают лигносульфонат, крахмал, хитозан, экстракт корня сосны, гидролизаты белка или даже растительные масла. Биорезины на основе полифурфурилового спирта, полученные из сельскохозяйственных отходов, в последнее время с интересными результатами используются в инженерных сооружениях (Gkaidatzis, 2014).

    Биотехнологические добавки, полученные в процессах ферментации с использованием бактерий (Pei et al., 2015) или грибов, похоже, привлекли повышенное внимание, потому что их скорость биосинтеза примерно в два-четыре раза выше, чем у биополимеров на растительной основе (Иванов и др. al., 2014). Эти добавки включают глюконат натрия, ксантановую камедь, курдлан или геллановую камедь. Тем не менее, исследования использования биополимеров в OPC все еще остаются. Из 8159 журнальных статей, на которые ссылается Scopus, опубликованных с 2000 г. и относящихся к OPC, менее 1% связаны с использованием биополимеров.

    Строительная промышленность стала одной из основных областей применения биополимеров. В 2000 году объем продаж на уровне производителя оценивается в 2 миллиарда долларов, и ожидается, что этот рост продолжится.Хотя OPC и сухие строительные растворы потребляют большую часть биополимеров, большое разнообразие биодобавок с более чем 500 различными продуктами в настоящее время используется в других отраслях промышленности строительных материалов (Plank, 2004).

    В ближайшие несколько лет строительная отрасль будет продолжать расти быстрыми темпами только для того, чтобы приспособиться к увеличению городского населения, которое увеличится почти вдвое, с примерно 3,4 миллиарда в 2009 году до 6,4 миллиарда в 2050 году (Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ, 2014 г. )). Согласно недавним оценкам расширения городов, к 2030 году земной покров в городах увеличится на 1.2 млн км 2 (Seto et al., 2012). Следовательно, спрос на строительные материалы на основе биополимеров также будет увеличиваться (Ashby, 2015).

    Последние достижения в области нанотехнологий позволят разработать новые и улучшенные материалы на основе биополимеров. Исследования нанокристаллов целлюлозы (элементы целлюлозы, имеющие по крайней мере один размер в диапазоне 1–100 нм) представляют собой важную и недавнюю область нанотехнологий, которая позволит разработать экоэффективные высокоэффективные материалы (Charreau et al., 2013; Чирайил и др., 2014).

    О потенциале наноцеллюлозных материалов можно судить по увеличению числа опубликованных статей с такими ключевыми словами, как наноцеллюлоза, нанокристаллы целлюлозы или нанокомпозиты целлюлозы (рис. 1.1).

    Рисунок 1.1. Количество публикаций, связанных с терминологией наноцеллюлозы, за последнее десятилетие.

    Данные из основных научных баз данных. Перепечатано из Mariano et al. (2014). Авторские права © 2012, с разрешения Elsevier.

    По данным Mariano et al.(2014) ожидается, что количество работ в этой области вырастет еще на 500% как минимум к 2017 году, что приведет к увеличению перспективного производства в пределах 1000% в следующие два года. Однако переход от передовых исследований к практическим применениям искусственной среды, вероятно, займет несколько лет.

    Целлюлоза, являющаяся самым распространенным органическим полимером на Земле и составляющая около 1,5 триллиона тонн от общего годового производства биомассы (Kim et al., 2015), является возобновляемой, биоразлагаемой и углеродно-нейтральной.Его можно перерабатывать в промышленных масштабах и с меньшими затратами по сравнению с другими материалами. Нанокристаллы целлюлозы представляют собой потенциальную экологически чистую альтернативу углеродным нанотрубкам для армирующих материалов, таких как полимеры и бетон.

    Dri et al. (2013) использовали модели, основанные на атомной структуре целлюлозы, показывающие, что эти кристаллы имеют жесткость 206 ГПа, что сопоставимо с жесткостью стали.

    Другие авторы (Dufresne, 2013) показали, что удельный модуль Юнга нанокристаллов целлюлозы, который представляет собой отношение между модулем Юнга и плотностью кристаллов целлюлозы, составляет около 85 Дж -1 по сравнению с примерно 25 Дж −1 для стали.

    На данный момент некоторые виды использования нанокристаллической целлюлозы для улучшения модуля упругости цементных плит уже запатентованы (Thomson et al., 2010). Цементная промышленность имеет потенциальный рынок наноцеллюлозы объемом более 4 миллионов метрических тонн (Cowie et al., 2014).

    Поскольку биополимеры, такие как хитозан, PLA или крахмал, обладают низкими механическими характеристиками по сравнению с синтетическими полимерами, использование нановолокон целлюлозы в качестве армирующих наноматериалов может помочь превратить эти биополимеры в биокомпозиты с высокой механической прочностью (Kim et al., 2015).

    Целлюлозный аэрогель — еще одно перспективное применение при разработке высокоэффективных теплоизоляционных строительных материалов (Gavillon, Budtova, 2008; Chen et al., 2014; Nguyen et al., 2014).

    Недавно были обнаружены многообещающие результаты по созданию высокоэффективных теплоизоляторов на основе наноцеллюлозы с огнезащитными свойствами (Wicklein et al., 2015).

    Высокопроизводительные теплоизоляторы — это материалы с теплопроводностью ниже 0.020 Вт / м · K, тогда как существующие (на нефтяной основе) изоляционные материалы, такие как пенополистирол (EPS) и экструдированный полистирол (XPS), имеют значения примерно 0,03–0,06 Вт / м · K. Это очень важное применение, поскольку используется теплоизоляция. материалы представляют собой наиболее эффективный способ снижения потерь тепла в зданиях, тем самым повышая их энергоэффективность. Следует помнить, что строительный сектор является крупнейшим потребителем энергии, на который приходится около 40% общего конечного потребления энергии в Европейском Союзе (ЕС) (Lechtenbohmer and Schuring, 2011).Согласно Дорожной карте энергетики 2050– (Европейская комиссия, 2011 г.), более высокая энергоэффективность в новых и существующих зданиях является ключом к трансформации энергетической системы ЕС. Европейская директива по энергетическим характеристикам зданий (EPBD) 2002/91 / EC была преобразована в форму Директивы 2010/31 / EU Европейским парламентом 19 мая 2010 года. Одним из новых аспектов EPBD является введение концепция здания с почти нулевым потреблением энергии (Pacheco-Torgal et al., 2013a). Повышение энергоэффективности зданий требует специального финансирования в рамках рамочной программы ЕС HORIZON 2020 (Pacheco-Torgal, 2014).Кроме того, к 2023 году европейский рынок строительных товаров и услуг достигнет 80 миллиардов евро (Navigant Research, 2014).

    Кроме того, поскольку аэрогели негорючие, они не выделяют токсичных паров при горении, как современные изоляционные материалы, такие как EPS или XPS (Pacheco-Torgal et al., 2012), что является дополнительным преимуществом.

    Уже опубликовано несколько книг по биополимерам и биотехнологическим добавкам. Однако в одних ничего не говорится о строительных материалах, а в других — всего одна-две главы о добавках на биологической основе для цемента и штукатурки.Насколько мне известно, никогда не было опубликовано ни одной публикации, которая дает такой широкий взгляд на предмет, как эта. Эта книга, составленная командой ведущих международных экспертов, представляет собой инновационный подход к биополимерам и биотехнологическим добавкам для экологически эффективных строительных материалов.

    Кладочный цемент и строительный раствор типов S, N и M — CEMEX USA

    Прочность

    Свойства кладочного раствора, связанные с его долговечностью, включают:

    • Устойчивость к разрушению при замораживании-оттаивании.Исследование [1] [2] [3] показывает, что уровни воздухововлечения не менее 10–12 процентов необходимы для обеспечения эффективной устойчивости к порче при замораживании-оттаивании.
    • Характеристики усадки при высыхании. Результаты лабораторных испытаний, показанные на Рисунке I, показывают, что усадка при высыхании цементных растворов для кладки примерно вдвое меньше, чем у портландцементно-известковых растворов (см. Рисунок I).
    • Устойчивость к сульфатной атаке. Кладочные цементные растворы также демонстрируют значительно более высокую сульфатостойкость, чем портландцементно-известковые растворы (см. Рисунок II).
    • Водопроницаемость. Свойства цементных растворов для каменной кладки гарантируют, что потребности проектировщиков и каменщиков будут удовлетворены в достижении водонепроницаемости кладки. Лабораторные исследования [4] подтвердили отличные характеристики цементных растворов для каменной кладки в тестах на водопроницаемость (см. Рисунок III).

    Внешний вид

    Поскольку цвет Masonry Cement контролируется в лаборатории, а Masonry Cement предлагает простоту системы дозирования из одного мешка, легче добиться однородного цвета цемента для идеального внешнего вида готовой работы.


    Установка


    Препарат

    Кладочный цемент

    CEMEX Тип N, Кладочный цемент Тип S и Кладочный цемент Типа M дозируются с добавлением песка, соответствующего ASTM C-144, в соответствии с Таблицей 4, и будут производить строительный раствор, соответствующий требованиям ASTM C-270 в соответствии со спецификациями пропорций. Однако согласно требованиям к свойствам ASTM C-270 соотношение цемента и песка для рабочего смешанного раствора должно быть в диапазоне от 1: 2¼ до 1: 3½, и раствор должен быть предварительно испытан в лаборатории перед работа начинается.

    По возможности следует использовать машинное смешивание. Сначала при работающем миксере добавьте большую часть воды и половину песка. Затем добавьте цемент для каменной кладки и оставшийся песок. После одной минуты непрерывного перемешивания медленно добавьте оставшуюся воду. Перемешивание должно продолжаться не менее трех минут; увеличение времени перемешивания до пяти минут улучшает раствор.


    Приложение

    Для успешного применения требуются принципы хорошего мастерства, включая надлежащее заполнение стыков между головкой и станиной, аккуратное размещение блоков, соответствующую оснастку стыков, изменение строительных процедур и / или графиков для адаптации к экстремальным погодным условиям [5] [6 ] и надлежащие процедуры очистки.

    Стыки кладки должны быть обработаны с одинаковой степенью жесткости и влажности. Если стыки обработаны слишком рано, лишняя вода будет вытягиваться на поверхность, в результате чего стыки станут более легкими. Соединения будут выглядеть темными и обесцвеченными, если обработка инструментов выполняется после начала придания жесткости.


    Жаркая погода и восстановление температуры

    Растворы, подверженные воздействию горячих ветров и прямых солнечных лучей, теряют удобоукладываемость из-за испарения воды. Для защиты раствора следует принять разумные меры предосторожности, такие как затенение миксера, смачивание плит из раствора, укрытие тачек и ванн и балансировка производства раствора для удовлетворения спроса.

    Если необходимо восстановить удобоукладываемость, раствор можно повторно темперировать путем добавления воды и повторного перемешивания. Запрещается использовать или повторно темперировать строительный раствор более чем через 2½ часа после первоначального перемешивания.


    Меры предосторожности при холодной воде

    Раствор следует поддерживать при минимальной температуре 40 ° F, как предписано стандартными спецификациями кладки для холодной погоды. Добавки для холодной погоды должны быть одобрены архитектором.


    Наличие

    Портлендские цементы

    CEMEX можно заказать, обратившись в службу поддержки клиентов CEMEX по телефону:

    Служба поддержки клиентов | 1-800-992-3639


    Гарантии

    CEMEX, Inc.гарантирует соответствие Broco Stucco Cement при отгрузке с нашего завода или терминалов текущим требованиям ASTM C-1328, «Стандартные технические условия для пластикового (штукатурного) цемента» и ASTM C-91, «Стандартные технические условия для каменной кладки».


    Техническое обслуживание

    Избегайте использования агрессивных химических чистящих средств или сильных кислотных растворов при чистке кирпичной кладки.

    ТАБЛИЦА 3 Физические свойства цементных растворов для каменной кладки (ASTM C-270)
    Миномет Тип Прочность на сжатие 2-дюймовых кубов на 28 дней мин., фунт / кв. дюйм (МПа) Минимальное удержание воды%
    N 750 (5,2) 75
    S 1800 (12,4) 75
    M 2500 (17,2) 75

    ТАБЛИЦА 4 Кладочный цементный раствор — Пропорции по объему (ASTM C-270)
    Миномет типа Портлендский цемент Кладка N Цемент S Тип M Песок
    N 1 2-1 / 4 — 3
    S 1/2 1 3-3 / 8 — 41/2
    S 1 2-1 / 4 — 3
    M 1 1 4-1 / 2 — 6
    M 1 21/4 — 3

    Персонал службы технической поддержки

    Персонал

    CEMEX может оказать техническую помощь, связавшись со службой поддержки клиентов по телефону: 1-800-992-3639


    Гарантия

    CEMEX гарантирует, что указанные продукты соответствуют действующим требованиям ASTM и Федеральным спецификациям.Никто не имеет права вносить какие-либо изменения или дополнения в данную гарантию. CEMEX не дает никаких гарантий или заявлений, явных или подразумеваемых, в отношении этого продукта и отказывается от любых подразумеваемых гарантий товарной пригодности или пригодности для определенной цели.

    Поскольку CEMEX не контролирует другие ингредиенты, смешанные с этим продуктом, или конечное применение, CEMEX не дает и не может гарантировать законченную работу.

    Ни при каких обстоятельствах CEMEX не несет ответственности за прямые, косвенные, особые, случайные или косвенные убытки, возникшие в результате использования этого продукта, даже если было сообщено о возможности таких повреждений.Ни в коем случае ответственность CEMEX не может превышать покупную цену этого продукта.

    История бетона — InterNACHI®

    Ник Громико, CMI® и Кентон Шепард

    Период времени, в течение которого был впервые изобретен бетон, зависит от того, как интерпретировать термин «бетон». Древние материалы представляли собой неочищенный цемент, полученный путем дробления и обжига гипса или известняка. Известь также относится к измельченному обожженному известняку. Когда к этим цементам добавляли песок и воду, они превращались в строительный раствор, который представлял собой гипсовидный материал, используемый для склеивания камней друг с другом.За тысячи лет эти материалы были усовершенствованы, объединены с другими материалами и, в конечном итоге, превратились в современный бетон.

    Сегодняшний бетон изготавливается с использованием портландцемента, крупных и мелких заполнителей камня и песка, а также воды. Добавки — это химические вещества, добавляемые к бетонной смеси для контроля ее схватывания, и используются в основном при укладке бетона в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры, ветреные условия и т. Д.

    Прекурсор бетона был изобретен примерно в 1300 году до нашей эры, когда средний Восточные строители обнаружили, что, когда они покрывали внешние поверхности своих крепостей из толченой глины и стены домов тонким влажным слоем обожженного известняка, он вступал в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность.Это не был бетон, но это было началом развития цемента.

    Ранние цементирующие композитные материалы, как правило, включали измельченный в строительный раствор, обожженный известняк, песок и воду, которые использовались для строительства из камня, в отличие от заливки материала в форму, что, по сути, является тем, как используется современный бетон. бетонные формы.

    Как один из ключевых компонентов современного бетона, цемент существует уже давно. Около 12 миллионов лет назад на территории современного Израиля естественные отложения образовались в результате реакций между известняком и горючими сланцами, образовавшимися в результате самовозгорания.Однако цемент — это не бетон. Бетон — это композитный строительный материал, и ингредиенты, из которых цемент является лишь одним из них, менялись с течением времени и меняются даже сейчас. Рабочие характеристики могут изменяться в зависимости от различных сил, которым бетон должен будет противостоять. Эти силы могут быть постепенными или интенсивными, они могут исходить сверху (гравитация), снизу (пучение почвы), по бокам (боковые нагрузки) или могут принимать форму эрозии, истирания или химического воздействия. Компоненты бетона и их пропорции называются дизайнерской смесью.

    Раннее использование бетона

    Первые бетонные конструкции были построены набатейскими торговцами или бедуинами, которые оккупировали и контролировали ряд оазисов и создали небольшую империю в регионах южной Сирии и северной Иордании примерно в 6500 году до нашей эры. . Позже они обнаружили преимущества гидравлической извести, то есть цемента, который затвердевает под водой, и к 700 г. до н.э. они строили печи для производства раствора для строительства домов из щебня, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.Цистерны держались в секрете и были одной из причин, по которым набатеи смогли процветать в пустыне.

    При изготовлении бетона Набатеи понимали необходимость сохранять смесь как можно более сухой или с низкой оседанием, поскольку избыток воды создает пустоты и слабые места в бетоне. Их строительные практики включали утрамбовку свежеуложенного бетона специальными инструментами. В процессе утрамбовки образуется больше геля, который представляет собой связующий материал, образующийся в результате химических реакций, происходящих во время гидратации, которые связывают частицы и агрегатируются вместе.


    Древнее здание Набатеи

    Как и у римлян, 500 лет спустя, у Набатеи был доступный на местном уровне материал, который можно было использовать для создания водонепроницаемого цемента. На их территории были крупные поверхностные месторождения мелкодисперсного кварцевого песка. Просачивание грунтовых вод через кремнезем может превратить его в пуццолановый материал, представляющий собой песчаный вулканический пепел. Чтобы сделать цемент, набатеи обнаружили отложения, зачерпнули этот материал и соединили его с известью, а затем нагрели в тех же печах, которые они использовали для изготовления своей керамики, поскольку целевые температуры лежали в том же диапазоне.

    Примерно к 5600 году до нашей эры вдоль реки Дунай на территории бывшей Югославии дома были построены с использованием бетона для полов.

    Египет

    Примерно за 3000 лет до нашей эры древние египтяне использовали грязь, смешанную с соломой, для изготовления кирпичей. Грязь с соломой больше похожа на саман, чем на бетон. Тем не менее, они также использовали гипс и известковые растворы при строительстве пирамид, хотя большинство из нас считает раствор и бетон двумя разными материалами. Для постройки Великой пирамиды в Гизе потребовалось около 500 000 тонн строительного раствора, который использовался в качестве подстилки для облицовочных камней, образующих видимую поверхность законченной пирамиды.Это позволило каменщикам вырезать и устанавливать облицовочные камни с открытыми швами не более 1/50 дюйма.


    Камень для облицовки пирамиды


    Китай

    Примерно в то же время северные китайцы использовали цемент в строительстве лодок и при строительстве Великой китайской стены. Спектрометрические испытания подтвердили, что ключевым ингредиентом строительного раствора, использованного в Великой китайской стене и других древних китайских сооружениях, был клейкий клейкий рис. Некоторые из этих построек выдержали испытание временем и противостояли даже современным попыткам сноса.


    Рим

    К 600 г. до н.э. греки открыли природный пуццолан, который при смешивании с известью приобрел гидравлические свойства, но греки были далеко не такими успешными в строительстве из бетона, как римляне. К 200 г. до н.э. римляне очень успешно строили из бетона, но это не было похоже на бетон, который мы используем сегодня. Это был не пластиковый текучий материал, налитый в формы, а больше похожий на зацементированный щебень. Римляне строили большинство своих построек, складывая камни разных размеров и вручную заполняя промежутки между камнями раствором.Над землей стены как внутри, так и снаружи были облицованы глиняными кирпичами, которые также служили формой для бетона. Кирпич имел небольшую структурную ценность или не имел ее вообще, и их использовали в основном в косметических целях. До этого времени и в большинстве мест того времени (включая 95% Рима) обычно используемые растворы представляли собой простой известняковый цемент, который медленно затвердевает от реакции с переносимым по воздуху углекислым газом. Истинной химической гидратации не произошло. Эти минометы были слабыми.

    Для создания более грандиозных и искусных структур римлян, а также для их наземной инфраструктуры, требующей большей прочности, они делали цемент из вулканического песка с естественной реакцией под названием harena fossicia .Для морских сооружений и сооружений, подверженных воздействию пресной воды, таких как мосты, доки, ливневые стоки и акведуки, они использовали вулканический песок под названием пуццуолана. Эти два материала, вероятно, представляют собой первое крупномасштабное использование действительно цементирующего вяжущего. Pozzuolana и harena fossicia химически реагируют с известью и водой, гидратируются и затвердевают в каменную массу, которую можно использовать под водой. Римляне также использовали эти материалы для строительства больших сооружений, таких как римские бани, Пантеон и Колизей, и эти сооружения сохранились до сих пор.В качестве добавок они использовали животный жир, молоко и кровь — материалы, которые отражают очень элементарные методы. С другой стороны, помимо использования природных пуццоланов, римляне научились производить два типа искусственных пуццоланов — кальцинированную каолинитовую глину и кальцинированные вулканические камни, которые, наряду с впечатляющими строительными достижениями римлян, являются свидетельством высокого уровня технической сложности для того времени.

    Пантеон


    Построенный римским императором Адрианом и завершенный в 125 году нашей эры, Пантеон имеет самый большой из когда-либо построенных неармированных бетонных куполов.Купол имеет 142 фута в диаметре и имеет 27-футовое отверстие, называемое окулусом, на вершине, которая находится на высоте 142 фута над полом. Он был построен на месте, вероятно, начав над внешними стенами и создав все более тонкие слои по мере продвижения к центру.


    Пантеон имеет внешние фундаментные стены шириной 26 футов и глубиной 15 футов, сделанные из пуццоланового цемента (известь, химически активный вулканический песок и вода), утрамбованного поверх слоя плотного каменного заполнителя.То, что купол все еще существует, — это случайность. Оседание и движение в течение почти 2000 лет, наряду со случайными землетрясениями, создали трещины, которые обычно ослабляли бы структуру настолько, что к настоящему времени она должна была бы рухнуть. Наружные стены, поддерживающие купол, содержат семь равномерно расположенных ниш с камерами между ними, которые выходят наружу. Эти ниши и камеры, изначально спроектированные только для минимизации веса конструкции, тоньше основных частей стен и действуют как контрольные соединения, контролирующие расположение трещин.Напряжения, вызванные движением, снимаются за счет трещин в нишах и камерах. Это означает, что купол по существу поддерживается 16 толстыми, конструктивно прочными бетонными столбами, образованными частями внешних стен между нишами и камерами. Другим методом снижения веса было использование очень тяжелых заполнителей с низкой структурой и использование более легких и менее плотных заполнителей, таких как пемза, высоко в стенах и в куполе. Стенки также сужаются по толщине, чтобы уменьшить вес наверху.

    Римские гильдии

    Еще одним секретом успеха римлян было использование ими торговых гильдий. У каждой профессии была гильдия, члены которой отвечали за передачу своих знаний о материалах, методах и инструментах ученикам и римским легионам. В дополнение к боевым действиям, легионы обучались самодостаточности, поэтому они также обучались методам строительства и инженерии.

    Технологические вехи

    В средние века технология производства бетона поползла назад.После падения Римской империи в 476 году нашей эры методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны, пока в 1414 году не было обнаружено рукописей, описывающих эти методы, которые возродили интерес к строительству из бетона.

    Только в 1793 году технология сделала большой шаг вперед, когда Джон Смитон открыл более современный метод производства гидравлической извести для цемента. Он использовал известняк, содержащий глину, которую обжигали до тех пор, пока она не превратилась в клинкер, который затем измельчал в порошок.Он использовал этот материал при исторической перестройке маяка Эддистоун в Корнуолле, Англия.

    Версия Смитона (третья) маяка Эддистоун, завершенная в 1759 году.

    Спустя 126 лет он разрушился из-за эрозии скалы, на которой он стоял.

    Наконец, в 1824 году англичанин по имени Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, сжигая мелкоизмельченный мел и глину в печи до удаления углекислого газа.Он был назван «портлендским» цементом, потому что он напоминал высококачественный строительный камень, найденный в Портленде, Англия. Широко распространено мнение, что Аспдин был первым, кто нагревал глинозем и кремнезем до точки стеклования, что привело к плавлению. В процессе стеклования материалы становятся стеклоподобными. Аспдин усовершенствовал свой метод, тщательно распределив известняк и глину, измельчив их, а затем обожгив полученную смесь в клинкер, который затем измельчили в готовый цемент.

    Состав современного портландцемента

    До открытия портландцемента и в течение нескольких лет после этого использовались большие количества природного цемента, который производился путем сжигания смеси извести и глины природного происхождения.Поскольку ингредиенты натурального цемента смешаны по своей природе, его свойства сильно различаются. Современный портландцемент производится по строгим стандартам. Некоторые из многих соединений, содержащихся в нем, важны для процесса гидратации и химических характеристик цемента. Его получают путем нагревания смеси известняка и глины в печи до температур от 1300 ° F до 1500 ° F. До 30% смеси становится расплавленным, но остальная часть остается в твердом состоянии, подвергаясь химическим реакциям, которые могут быть медленными.В конечном итоге смесь образует клинкер, который затем измельчают в порошок. Небольшая часть гипса добавляется, чтобы замедлить скорость гидратации и сохранить бетон более пригодным для обработки. Между 1835 и 1850 годами были впервые проведены систематические испытания для определения прочности цемента на сжатие и растяжение, а также первые точные химические анализы. Только в 1860 году были впервые произведены портлендские цементы современного состава.

    Обжиговые печи

    В первые дни производства портландцемента печи были вертикальными и стационарными.В 1885 году английский инженер разработал более эффективную печь, которая была горизонтальной, слегка наклонной и могла вращаться. Вращающаяся печь обеспечивала лучший контроль температуры и лучше справлялась с перемешиванием материалов. К 1890 году на рынке доминировали вращающиеся печи. В 1909 году Томас Эдисон получил патент на первую длинную печь. Эта печь, установленная на заводе Edison Portland Cement Works в Нью-Виллидж, штат Нью-Джерси, имела длину 150 футов. Это было примерно на 70 футов длиннее, чем используемые в то время печи. Промышленные печи сегодня могут достигать 500 футов в длину.


    Вращающаяся печь

    Вехи строительства

    Хотя были исключения, в течение 19 -го -го века бетон использовался в основном для промышленных зданий. Он считался социально неприемлемым в качестве строительного материала по эстетическим соображениям. Первое широкое использование портландцемента в жилищном строительстве было в Англии и Франции между 1850 и 1880 годами французом Франсуа Куанье, который добавил стальные стержни, чтобы предотвратить распространение наружных стен, а затем использовал их в качестве элементов изгиба.Первым домом, построенным из железобетона, был коттедж для прислуги, построенный в Англии Уильямом Б. Уилкинсоном в 1854 году. В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд завершил строительство первого дома из железобетона в США. Он до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Уорд усердно вел записи о строительстве, поэтому об этом доме известно очень много. Он был построен из бетона из-за страха его жены перед огнем, и, чтобы быть более социально приемлемым, он был спроектирован так, чтобы напоминать каменную кладку.Это было началом того, что сегодня является отраслью с оборотом в 35 миллиардов долларов, в которой только в США работает более 2 миллионов человек.


    Дом, построенный Уильямом Уордом, обычно называют Замком Уорда.

    В 1891 году Джордж Варфоломей залил первую бетонную улицу в США, и она существует до сих пор. Бетон, используемый для этой улицы, испытан на давление около 8000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно вдвое превышает прочность современного бетона, используемого в жилищном строительстве.


    Корт-стрит в Беллефонтене, штат Огайо, которая является старейшей бетонной улицей в США.S.

    К 1897 году Sears Roebuck продавала бочки импортного портландцемента емкостью 50 галлонов по цене 3,40 доллара за штуку. Хотя в 1898 году производители цемента использовали более 90 различных рецептур, к 1900 году базовые испытания — если не методы производства — стали стандартизованными.

    В конце 19, 90, 129, века, использование железобетона более или менее одновременно осваивалось немцем Г.А. Уэйсс, француз Франсуа Хеннебик и американец Эрнест Л.Выкуп. Рэнсом начал строительство из железобетона в 1877 году и запатентовал систему, в которой использовались скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном. Большинство построенных им построек были промышленными.

    Компания Hennebique начала строительство домов из армированной стали во Франции в конце 1870-х годов. Он получил патенты во Франции и Бельгии на свою систему и добился большого успеха, в конечном итоге построив империю, продавая франшизы в крупных городах. Он продвигал свой метод, читая лекции на конференциях и разрабатывая стандарты своей компании.Как и Рэнсом, большинство построек, построенных Хеннебиком, были промышленными. В 1879 году Уэйсс купил права на систему, запатентованную французом по имени Монье, который начал использовать сталь для армирования бетонных цветочных горшков и контейнеров для растений. Wayss продвигал систему Wayss-Monier.

    В 1902 году Август Перре спроектировал и построил в Париже жилой дом, используя железобетон для колонн, балок и перекрытий. В здании не было несущих стен, но у него был элегантный фасад, который помог сделать бетон более социально приемлемым.Здание вызывало всеобщее восхищение, и бетон стал более широко использоваться как архитектурный материал, а также как строительный материал. Его дизайн повлиял на проектирование железобетонных зданий в последующие годы.


    25 Rue Franklin в Париже, Франция

    В 1904 году в Цинциннати, штат Огайо, было построено первое бетонное высотное здание. Его высота составляет 16 этажей или 210 футов.


    Здание Ингаллса в Цинциннати, Огайо

    В 1911 году в Риме был построен мост Рисорджименто.Его ширина составляет 328 футов.


    Римский мост Рисорджименто

    В 1913 году первая партия товарной смеси была доставлена ​​в Балтимор, штат Мэриленд. Четыре года спустя Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов и технологий) и Американское общество испытаний и материалов (ныне ASTM International) разработали стандартную формулу портландцемента.

    В 1915 году Matte Trucco построил пятиэтажный автозавод Fiat-Lingotti в Турине из железобетона.На крыше здания находился автомобильный испытательный полигон.


    Автозавод Fiat-Lingotti в Турине, Италия

    Эжен Фрейссине был французским инженером и пионером в использовании железобетонных конструкций. В 1921 году он построил два гигантских ангара для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже. В 1928 году он получил патент на предварительно напряженный бетон.


    Ангар для дирижаблей с параболической аркой в ​​аэропорту Орли в Париже, Франция


    Строительство ангара для дирижаблей

    Воздухововлечение

    В 1930 году были разработаны воздухововлекающие агенты. устойчивость бетона к замерзанию и улучшенная его удобоукладываемость.Воздухововлечение стало важным шагом в улучшении долговечности современного бетона. Воздухововлечение — это использование агентов, которые при добавлении в бетон во время смешивания создают множество очень маленьких пузырьков воздуха, расположенных близко друг к другу, и большинство из них остаются в затвердевшем бетоне. Бетон затвердевает в результате химического процесса, называемого гидратацией. Для гидратации бетон должен иметь минимальное водоцементное соотношение 25 частей воды на 100 частей цемента. Вода, превышающая это соотношение, является избыточной водой и помогает сделать бетон более пригодным для укладки и отделочных работ.По мере высыхания и затвердевания бетона излишки воды испаряются, оставляя поверхность бетона пористой. В эти поры может попадать вода из окружающей среды, такая как дождь или талый снег. Морозная погода может превратить эту воду в лед. Когда это происходит, вода расширяется, создавая небольшие трещины в бетоне, которые будут увеличиваться по мере повторения процесса, что в конечном итоге приведет к отслаиванию поверхности и ее разрушению, называемому отслаиванием. Когда бетон увлекается воздухом, эти крошечные пузырьки могут слегка сжиматься, поглощая часть напряжения, создаваемого расширением, когда вода превращается в лед.Вовлеченный воздух также улучшает удобоукладываемость, поскольку пузырьки действуют как смазка между заполнителем и частицами в бетоне. Захваченный воздух состоит из более крупных пузырьков, застрявших в бетоне, и не считается полезным.

    Тонкая оболочка

    Опыт в строительстве из железобетона в конечном итоге позволил разработать новый способ строительства из бетона; Метод тонкой оболочки включает в себя строительные конструкции, такие как крыши, с относительно тонкой оболочкой из бетона.Купола, арки и сложные кривые обычно строятся с помощью этого метода, поскольку они имеют естественные формы. В 1930 году испанский инженер Эдуардо Торроха спроектировал для рынка Альхесирас невысокий купол толщиной 3½ дюйма и шириной 150 футов. Стальные тросы использовались для образования натяжного кольца. Примерно в то же время итальянец Пьер Луиджи Нерви начал строительство ангаров для ВВС Италии, как показано на фото ниже.


    Монтируемые на месте ангары для ВВС Италии

    Ангары были отлиты на месте, но большая часть работ Nervi использовала сборный бетон.

    Вероятно, наиболее опытным человеком, когда дело дошло до строительства с использованием методов бетонной оболочки, был Феликс Кандела, испанский математик-инженер-архитектор, который практиковал в основном в Мехико. Крыша лаборатории космических лучей в университете Мехико была построена толщиной 5/8 дюйма. Его фирменной формой был гиперболический параболоид. Хотя здание, показанное на фотографии ниже, не было спроектировано Канделой, это хороший пример гиперболической параболоидной крыши.


    Гиперболическая параболоидная крыша церкви в Боулдере, штат Колорадо


    Та же строящаяся церковь

    Некоторые из самых ярких крыш в мире были построены с использованием технологии тонкой оболочки, как показано ниже.


    Сиднейский оперный театр в Сиднее, Австралия

    Плотина Гувера

    В 1935 году плотина Гувера была завершена после заливки примерно 3250000 ярдов бетона, с дополнительными 1110000 ярдами, использованными на электростанции и другие сооружения, связанные с плотиной. Имейте в виду, что это произошло менее чем через 20 лет после того, как была установлена ​​стандартная рецептура цемента.


    Колонны блоков, заполненные бетоном на плотине Гувера в феврале 1934 г.

    Инженеры Бюро мелиорации подсчитали, что если бетон был помещен в одну монолитную заливку, строительство дамбы потребовалось бы 125 лет. остыть, и напряжения от выделяемого тепла и сжатия, которое происходит при застывании бетона, могут привести к растрескиванию и разрушению конструкции.Решение заключалось в том, чтобы залить плотину серией блоков, образующих колонны, при этом некоторые блоки были размером до 50 квадратных футов и высотой 5 футов. Каждая секция высотой 5 футов имеет ряд установленных труб диаметром 1 дюйм, по которым перекачивается речная вода, а затем механически охлажденная вода для отвода тепла. Как только бетон перестал сжиматься, трубы были заполнены раствором. Образцы бетонного ядра, испытанные в 1995 году, показали, что бетон продолжает набирать прочность и имеет прочность на сжатие выше среднего.


    Верхняя часть плотины Гувера показана в момент ее первого заполнения

    Плотина Гранд-Кули

    Плотина Гранд-Кули в Вашингтоне, построенная в 1942 году, является крупнейшей бетонной конструкцией из когда-либо существовавших. построен. Он содержит 12 миллионов ярдов бетона. Раскопки потребовали удаления более 22 миллионов кубических ярдов земли и камня. Чтобы уменьшить количество грузовых перевозок, была построена конвейерная лента длиной 2 мили. В местах фундамента цементный раствор закачивали в отверстия, пробуренные глубиной от 660 до 880 футов (в граните), чтобы заполнить любые трещины, которые могли ослабить землю под плотиной.Чтобы избежать обрушения котлована под весом покрывающих пород, в землю были вставлены 3-дюймовые трубы, по которым закачивалась охлажденная жидкость из холодильной установки. Это заморозило землю, сделав ее достаточно стабилизированной, чтобы строительство могло продолжаться.


    Плотина Гранд-Кули

    Бетон для плотины Гранд-Кули укладывался теми же методами, что и плотина Гувера. После помещения в колонны холодная речная вода перекачивалась по трубам, встроенным в затвердевающий бетон, снижая температуру в формах с 105 ° F (41 ° C) до 45 ° F (7 ° C).Это привело к сокращению дамбы примерно на 8 дюймов в длину, и образовавшиеся щели были заполнены раствором.


    Строящаяся плотина Гранд-Кули

    Высотное строительство

    За годы, прошедшие после постройки Ингаллс-билдинг в 1904 году, большинство высотных зданий были построены из стали. Строительство в 1962 году 60-этажных башен-близнецов Бертрана Голдберга в Чикаго вызвало новый интерес к использованию железобетона для строительства высотных зданий.

    Самое высокое сооружение в мире (по состоянию на 2011 год) было построено из железобетона. Бурдж-Халифа в Дубае в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) имеет высоту 2717 футов.

    Вот несколько фактов:

    • Это многофункциональная структура с гостиницей, офисными и торговыми помещениями, ресторанами, ночными клубами, бассейнами и 900 резиденциями.
    • В строительстве использовано 431 600 кубических метров бетона и 61 000 тонн арматуры.
    • Вес пустого здания составляет около 500 000 тонн, примерно столько же, сколько миномет, использованный при строительстве Великой пирамиды в Гизе.
    • Бурдж-Халифа может одновременно вместить 35 000 человек.
    • Чтобы преодолеть 160 этажей, некоторые из 57 лифтов перемещаются со скоростью 40 миль в час.
    • Жаркий влажный климат Дубая в сочетании с системой кондиционирования воздуха, необходимой для поддержания наружной температуры, превышающей 120 ° F, производят столько конденсата, что он собирается в сборном баке в подвале и используется для орошения ландшафтов.


    Бурдж-Халифа в Дубае

    Великая пирамида в Гизе удерживала рекорд как самое высокое сооружение, созданное руками человека, около 4000 лет назад.Строительство здания на 568 футов выше Бурдж-Халифа планируется завершить в 2016 году в Кувейте.

    ************************

    Эта статья является первой в серии, которая поможет инспекторам InterNACHI понять характеристики и визуально осмотреть бетон.

    Устойчивое развитие | Бесплатный полнотекстовый | Свойства строительных растворов с переработанным каменным заполнителем для реконструкции песчаника в исторических зданиях

    1.Введение

    Большая группа исторических зданий была построена из камня в качестве основного строительного материала. Камень также использовался для украшения, включая архитектурные детали, барельефы, карнизы, опоры и колонны. Из множества видов скал, использованных для облицовки исторических фасадов, особенно выделяется песчаник.

    Процессы разрушения исторических зданий, а также их реконструкция были предметом многочисленных исследований. Это связано не только с повышенным интересом к глобальному культурному наследию и его сохранению, но также связано с ускоренной деградацией фасадных материалов, вызванной загрязнением окружающей среды и изменением климата, а также применением несовместимых материалов для ремонтных работ [1,2 ].Разложение песчаника (рис. 1) зависит как от внутренних, так и от внешних факторов. К ним относятся микроструктурные свойства, плотность, гигроскопичность, коэффициент теплового расширения, модуль упругости и прочность на сжатие. Восприимчивость камня к факторам разложения зависит от загрязнения окружающей среды, экстремальных условий окружающей среды, влажности, солености, биологической коррозии и применения несовместимых материалов. Это также напрямую связано с микроструктурными и механическими свойствами камня [3,4].

    Сохранение фасада из песчаника имеет ключевое значение для сохранения каменных кладок. Во время ремонтных работ возникают многочисленные трудности, связанные с заполнением зазоров или заменой камня, что в основном связано с ограниченной доступностью определенных видов камня, высокими затратами на добычу и транспортировку, а также влиянием этих действий на окружающую среду.

    Как показывают исследования и практика, при выборе песчаника, необходимого для консервационных работ, использование терминов «шидловецкий песчаник» или «радковский песчаник» может быть обманчивым.Это связано с тем, что песчаники (например, из района Клодзки) характеризуются разнообразным зернистым строением в пределах одного месторождения. В более высоких частях месторождения может присутствовать крупнозернистый и очень твердый камень; средние части могут содержать среднезернистый и менее твердый камень; тогда как самые низкие части содержат мелкозернистый и умеренно твердый песчаник. Таким образом, партии песчаника из одного и того же раскопа могут отличаться друг от друга в большей степени, чем песчаник, происходящий из шахты, расположенной на расстоянии нескольких сотен километров [5].Экологически чистая альтернатива — использовать искусственные камни, которые разработаны в соответствии с руководящими принципами и критериями, основанными на исторических свойствах материалов [6]. Совместимый ремонтный раствор — это консервационный материал, который никоим образом не влияет на местные исторические материалы. прямо или косвенно. Таким образом, он не вызывает химических изменений в исторических материалах, не инициирует и не усугубляет явления деградации и обеспечивает сохранность исторического каменного материала.Проведенные исследования связаны с разработкой методологии, направленной на облегчение оценки совместимости посредством общих советов и тематических исследований, а также определения показателей несоответствия свойств ремонтного раствора по отношению к ремонтируемой поверхности [7,8,9]. Раствор со свойствами, подобными определенному типу камня, совместимый, экологически чистый продукт может быть получен по невысокой цене с использованием местных ресурсов. Растворы для ремонта специально разработаны для каждого места; они имеют внешний вид натурального камня, а также сохраняют прочность и возможность адаптации к местной среде без побочных эффектов [1,10].Многочисленные исследования, связанные с разработкой новых строительных смесей, также относятся к их совместимости с точки зрения применения в консервационных работах [9,10,11,12,13,14]. Было показано, что ремонтный раствор не может содержать вредных соединений, таких как соли ( например, сульфат кальция или соли натрия), которые могут отрицательно повлиять на материал и — в случае сырости — разрушить его [15]. Чтобы поддерживать стабильное и аналогичное содержание влаги, ремонтные растворы не должны увеличивать капиллярный подъем в историческом материале [15]. 16].Количество пор и их размер обеспечивают соответствующую микроструктуру раствора, которая связана с транспортировкой влаги, что, в свою очередь, влияет на долговечность, а также устойчивость к солевой и морозной коррозии [17].

    Если совместимость подтверждена, можно гарантировать максимальную долговечность, а также возможность использования раствора для дальнейшего ремонта.

    Совместимость ремонтного раствора связана, среди прочего, с происхождением сырья, используемого при его производстве.«Зеленые» растворы изготавливаются из переработанных и возобновляемых материалов [18]. Процессы приобретения сырья и производства строительных растворов также оцениваются с точки зрения потребления энергии и выбросов загрязняющих веществ. Сырье, используемое в традиционных растворах (например, кальций, пуццолановые материалы, переработанный заполнитель природного камня), не требует большого количества энергии для их производства, не оставляя остатков, которые необходимо утилизировать. Более того, в эпоху все более популярного устойчивого развития важно искать альтернативные источники природных агрегатов [19,20,21,22].Высокая долговечность, характерная для традиционных растворов, используемых в исторических зданиях и памятниках, подверженных неблагоприятным факторам окружающей среды, способствует благоприятному результату оценки жизненного цикла и устойчивому развитию. В последние годы цементные и полимерные растворы, несовместимые с историческими строительными материалами, были широко используется в консервационных работах. Они не только наносят ущерб историческому материалу, но и обладают ограниченной долговечностью. Негативный эффект несовместимых ремонтных смесей объясняется их физико-химическими свойствами, которые отличаются от исходных строительных материалов [1].Крепость Клодзко (рис. 2 и рис. 3) является одним из самых важных и выдающихся памятников Нижнесилезского воеводства. Крепость расположена на Замковой горе (369 м над уровнем моря) в центре города, занимая площадь более 30 га. Объект неразрывно связан с историей города Клодзко. В IX веке на этом месте располагалась деревянная крепостная стена, а в XII веке на территории крепости были заложены кастеляны. Позже замок был превращен в особняк, состоящий из жилых домов, часовни и церкви.В середине 16 века крепость была расширена нижним и средним уровнями, которые вместе с верхним уровнем и укреплениями составляли большую оборонительную систему города. Дальнейшие укрепления были созданы в 1690–1702 гг. Крепость Клодзко, как и в Козле и Свиднице, была крупнейшей крепостью в Силезии. Наряду с изменениями в ведении боевых действий роль этих укреплений уменьшалась до конца 18 века, когда экспансия прекратилась. В настоящее время Клодзская крепость является одним из самых привлекательных военных сооружений в Европе [23].Исследования, проведенные в крепости Клодзко, показывают, что деградация каменных стен связана с применением растворов, несовместимых с историческими материалами [24]. Как сообщалось в исследовании, существенная деградация внешних поверхностей стен была вызвана присутствием соли в цементных растворах, используемых в качестве связующего.

    В данной статье представлены три ремонтных раствора для выбора наиболее оптимального и совместимого. Изменяя фракции заполнителя, были предприняты усилия для получения растворов с указанными выше характеристиками, подходящих для ремонта камня с различным размером зерна.Основными критериями были капиллярные свойства растворов и их прочность на сжатие. Эти две характеристики в основном определяют долговечность соединений камня и раствора. Раствор должен иметь лучшие капиллярные свойства, чем песчаники, чтобы он мог действовать как фильтр, который вытягивает воду из камней и, в основном, солевые растворы. Таким образом, миномет берет на себя роль буфера, защищая исторические камни от разрушения, но при этом уступая ему самому. Чтобы раствор выполнял свою защитную функцию, его механическая прочность не должна быть выше, чем у песчаника.Более слабые растворы легче повредить, чем песчаники, в случае колебаний температуры, замерзания воды и действия водорастворимых солей. На основе этих исследований были сформулированы рекомендации по приготовлению более совместимого раствора, который можно было бы использовать при строительстве и ремонте памятников (например, крепости Клодзко). По сравнению с предыдущими исследованиями, это первый случай, когда заполнитель был полностью заменен заполнителем песчаника, что позволило разделить фракции.Впервые в этом типе исследований краситель сополимер винилацетата и метилцеллюлозы с гидрофобной примесью был добавлен в качестве добавки.

    3. Результаты и обсуждение

    Свойства раствора, используемого для заполнения камня, должны быть сопоставимы с исходной породой, но с меньшей прочностью [40]. Важно, чтобы раствор имел внешний вид, цвет и структуру камня. Затвердевший ремонтный раствор должен иметь сопоставимую или более низкую долговечность, чем камень, а также высокую устойчивость к морозу и вредным веществам, кристаллизующимся в порах материала.Чтобы обеспечить надлежащий отвод влаги от ремонтируемой поверхности, раствор должен отличаться более высоким капиллярным поглощением для поглощения влаги и солевых растворов. Одновременно должна быть обеспечена высокая проницаемость [41]. В Таблице 5 и Таблице 6 и на Рисунке 5 представлены физические свойства ремонтных растворов для реконструкции из песчаника. Мелкозернистые растворы М1 характеризовались самой высокой удельной плотностью. Эти растворы показали самую низкую кажущуюся плотность и самую высокую общую пористость.Растворы с наибольшей кажущейся плотностью (т.е. М2) оказались наименее пористыми из исследованных растворов. Из-за пагубного воздействия воды на камень важна соответствующая пористая структура восстановительного раствора. Пропускная способность водяного пара должна быть выше или равна способности камня, чтобы обеспечить более быстрое удаление воды изнутри камня [11]. Следует помнить, что с увеличением количества цемента в цементно-известковом растворе снижается пористость материала [42].З. Павлик и др. [43] показали, что замена природного заполнителя заполнителем песчаника в количестве 25% от массы заполнителя снижает пористость цементных растворов на 2% по сравнению с эталонными растворами. Водопоглощение по массе рассматриваемых растворов составляет от 24,3 до 34,5. (%), тогда как коэффициент водопоглощения находился в пределах от 11,63 до 73,85 (кг / м 2 · с 0,5 ). Наибольшего капиллярного поглощения достигли мелкозернистые растворы М1 с коэффициентом водопоглощения 73.85 (кг / м 2 · с 0,5 ). Более высокое капиллярное поглощение раствора по сравнению с камнем позволяет вредным веществам накапливаться в их порах, а не в камне [44], что защищает его от негативного воздействия солей, содержащихся в воде. Более высокая водопоглощающая способность связана с высокой пористостью растворов. Эта зависимость показана на рисунке 6. Наибольшее водопоглощение по массе, равное 34,5%, было достигнуто при использовании мелкозернистых строительных смесей М1. Полученные результаты показывают, что применение мелкозернистого заполнителя в строительных растворах увеличивает их водопоглощаемость и пористость.Это было подтверждено исследованиями растворов с белым цементом, проведенными Brycki W. et al. [45,46]. Авторы [45] исследовали основные свойства различных типов растворов с заполнителем, содержащим песчаники Lgota, Godula и Istebna со средним, мелким и однородным размером зерна. Мелкозернистый заполнитель из песчаника Годула увеличивал капиллярное впитывание строительного раствора более чем в два раза по сравнению со среднезернистым строительным раствором. Эта зависимость была подтверждена дальнейшими исследованиями Brycki W.и другие. [46]. Мелкозернистые растворы с известняковым заполнителем обладают на 20% большей водопоглощающей способностью, чем крупнозернистый заполнитель, одновременно достигая на 11% большей прочности на сжатие. Аналогичные выводы были сделаны Домасловским В. [41], который исследовал растворы с мелкозернистым заполнителем. из дробленых песчаников Готланд и Обернкирхен. Исследованный раствор с белым цементом показал вдвое большее водопоглощение по сравнению с раствором с кварцевым песком. В таблице 7 представлены механические свойства и долговечность разработанных ремонтных растворов.Прочность на сжатие ремонтного раствора должна быть ниже, чем у камня. Растворы достигли прочности на сжатие в диапазоне 3,72–6,98 (МПа). Эти значения были ниже, чем у испытанного песчаника, прочность на сжатие которого составила 37,70 МПа. Прочность растворов на разрыв при изгибе находилась в диапазоне 1,58–2,98 (МПа). Наименьшую прочность на сжатие и изгиб продемонстрировали растворы с крупным заполнителем. Миранда Л.Ф.Р и др. [47] утверждают, что грубые заполнители создают более слабые связи между заполнителем и суспензией, что приводит к снижению прочности строительных растворов на сжатие [40].В случае мелкозернистых заполнителей долговечность межфазной связи в значительной степени зависит от пористости поверхности измельченного заполнителя [48]. Форма кромки переработанных частиц заполнителя отвечает за увеличение прочности на сжатие, способствуя улучшению прочность переходной зоны между заполнителем и цементным раствором в результате сцепления заполнителя. Аналогичные выводы были получены Corinaldesi V. et al. [49]. Однако P. Quiroga et al. [50] заметили, что заполнитель, полученный дроблением горных пород, имеющий угловую форму, объединяется с цементным раствором, вызывая снижение удобоукладываемости.Это привело к увеличению потребности в воде, что, в свою очередь, снизило прочность раствора на сжатие. Чтобы избежать этого, необходимо выбрать подходящее соотношение воды и цемента в растворах с рециклированным заполнителем или использовать подходящие псевдоожижающие добавки. Положительное влияние переработанного заполнителя на прочность цементных растворов и бетонов подтверждено многими исследованиями, доступными в литературе [43,49,50,51,52]. Павлик и др. [43] заметили, что замена 25% природного песка заполнителем из песчаника увеличивает прочность строительных растворов на сжатие и изгиб на 15 и 4 (%) соответственно по сравнению с контрольными образцами.Исследования, проведенные Sanjay Mundra M. et al. [51] на бетоне с заполнителем из отходов песчаника показали, что наивысшая прочность на сжатие была достигнута у цементных композитов с мелкозернистым заполнителем песчаника в количестве 30% с соотношением в / ц 0,4 и 0,45. Авторы объясняют увеличение прочности благоприятным механизмом гидратации за счет создания однородной и плотной матричной структуры между заполнителем и суспензией. С другой стороны, команда Прасетиа-Маулан [52] сообщила, что прочность раствора на сжатие, измеренная через 28 дней, увеличивалась вместе с количеством отходов.Полная замена природного речного песка каменными отходами при водном соотношении 0,5 увеличила среднюю прочность на сжатие на целых 80% по сравнению с образцом без заполнителя отходов. Все испытанные растворы характеризовались низким отношением прочности на сжатие к пределу прочности на разрыв (f см / f fm ). Это означает, что растворы на основе известкового вяжущего показали упругие свойства, соответствующие низкому модулю упругости. Это было доказано в исследованиях синдрома Бриколо-Роверо [53].Stefanidou M. et al. [54], сравнивая строительные растворы с натуральным песком и переработанным песком с различными связующими, обнаружил, что песок переработанного происхождения улучшает прочность на сжатие строительных растворов на извести и известково-пуццолановых связующих, в отличие от природного песка с цементными связующими. Это происходит из-за реакции между известью и кремнеземными Al-Si компонентами заполнителя. Была получена более высокая долговечность, чем у известняковых растворов, что стало возможным благодаря добавлению белого цемента, а также сополимера винилацетата и этилена. к связующему.Белый цемент характеризовался высокой прочностью на сжатие и стабильностью, тогда как его эстетическая ценность, обусловленная белым цветом, способствует его широкому применению в качестве компонента штукатурных смесей, архитектурных элементов и ремонтных растворов [42]. Добавление цемента в известняковый раствор. в количестве менее 40% несколько улучшили прочность на сжатие и ускорили процесс связывания, не оказывая значительного влияния на пластичность раствора [55]. В свою очередь упрочняющая добавка, соответствующая сополимеру винилацетата-этилена в количестве 0.9% веса цемента успешно улучшили прочность растворов на сжатие и изгиб [25]. Все три типа растворов оказались морозостойкими, с потерей веса после 25 циклов замораживания-оттаивания в диапазоне 0,29–0,3 (%) . Фотографии случайных образцов раствора после испытаний на морозостойкость представлены на рисунке 7. На фотографиях четко видно отсутствие внешних повреждений, трещин и полостей. На морозостойкость влияют гранулометрия и общая пористость раствора [54,56]. Более того, Фон Конов Т.[57] объясняет, что мелкозернистые агрегаты увеличивают агрегированный индекс (AI), тогда как крупнозернистые агрегаты его понижают. Заполнители с высоким AI характеризуются низким модулем упругости и высокой морозостойкостью. Исследованные ремонтные растворы показали повышенный вес после испытания на кристаллизацию соли. Это означает, что значительная часть солей из раствора Na 2 SO 4 кристаллизовалась в порах строительного раствора, не вызывая каких-либо повреждений. Высокая стойкость к кристаллизации солей обусловлена ​​высокой пористостью известняково-цементных растворов.Зависимость веса кристаллизованных солей от общей пористости представлена ​​на рисунке 8. Строительные растворы M2 с более низкой пористостью показали наименьшее увеличение веса после испытания устойчивости к кристаллизации соли, тогда как наибольшее количество соли кристаллизовалось в строительных растворах M1 с наивысшей пористостью. .Barnat-Hunek D. et al. [25] указали на положительный эффект сополимера винилацетата и этилена на снижение пористости и водопоглощающей способности строительных растворов и повышение их прочности.Наблюдалось снижение потери веса после испытания на морозостойкость и испытания на кристаллизацию соли, достигнув 52 и 23%, соответственно, по отношению к немодифицированным образцам. Цементно-известняковые растворы были более устойчивы к сульфатным солям, чем чистые известняковые растворы; следовательно, образцы не были полностью разрушены в растворе Na 2 SO 4 . Аналогичные выводы были сделаны Winnefeld F. et al. [58]. В свою очередь, Gulbe L. et al. [56] наблюдали, что сопротивление кристаллизации соли увеличивалось вместе с содержанием цемента в известняково-цементных растворах.В то время как образцы с содержанием цемента 2 и 4 (%) показали потерю веса после 12 циклов испытания на сульфатостойкость, растворы с содержанием цемента 8 и 10 (%) не показали изменения веса. Повышенное содержание цемента также положительно сказалось на морозостойкости известняково-цементных растворов. Растворы с содержанием цемента 2 и 4 (%) полностью разрушились после 10 циклов замораживания и оттаивания; Напротив, образцы с более высоким содержанием цемента были неповрежденными и не показали потери веса.

    Пример крепости Минчета в Дубровнике

    (iv) Состояние без эффекта глубокой выемки (зафиксирован фундамент

    скала), реставрация и ограниченная

    Укрепление крепости (состояние D)

     Соотношение предельной несущей способности

    и сохранности крепости было определено примерно как

    следующим образом: A: B: C: D�1,00: 0,62: 0,48: 1,18.

    Считается, что обсуждение, данное в Разделе 2, как

    , а также все, что представлено в Разделе 3, может быть полезно при реставрации

    и укреплении исторических построек.

    Доступность данных

    Все данные, лежащие в основе результатов исследования, представлены в

    этой статье.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

    Благодарности

    Эта работа была поддержана фондами

    Министерства науки, образования и спорта Хорватии, а также

    Общества друзей дубровницкого антиквариата. Авторы

    благодарны за финансовую поддержку.

    Ссылки

    [1] М. Бетти и А. Виньоли, «Оценка сейсмической стойкости церкви типа базилика

    при землетрясении: моделирование и анализ

    », Достижения в инженерном программном обеспечении, вып. 39, нет. 4,

    pp. 258–283, 2008.

    [2] П. Форабоски, А. Ванин, «Нелинейный статический анализ кирпичных зданий

    на основе моделирования на стойках и связях», Soil

    Динамика и сейсмостойкость, т. 55, стр. 44–58,

    2013.

    [3] А. Джордано, Э. Меле и А. де Лука, «Моделирование исторических каменных конструкций

    : сравнение различных подходов

    через тематическое исследование», Engineering Structures, vol. 24, вып. 8,

    pp. 1057–1069, 2002.

    [4] PB Lourenço, MP Ciocci, F. Greco et al., «Традиционные методы восстановления и защиты

    исторических земляных сооружений

    : сейсмические проект переоборудования », Интер-

    национальный журнал архитектурного наследия, т.13, вып. 1,

    pp. 15–32, 2019.

    [5] М. Лутман, «Оценка сейсмостойкости исторических зданий ma-

    в Любляне», Международный журнал Ar-

    chitectural Heritage, вып. 4, вып. 3, стр. 198–221, 2010.

    [6] Р. Маркес и П.Б. Лоуренсу, «Возможности и сравнение

    моделей структурных компонентов для сейсмической оценки

    современных неармированных каменных зданий», Компьютеры и

    Структуры , т.89, нет. 21-22, стр. 2079–2091, 2011.

    [7] Э. Меле, А. де Лука и А. Джордано, «Моделирование и анализ

    базилики под землетрясением», Journal of Cultural

    Наследие, т. 4, pp. 355–367, 2003.

    [8] M. Mosoarca и V. Gioncu, «Механизмы разрушения исторических религиозных зданий в румынских сейсмических районах», журнал

    of Cultural Heritage, vol. 14, pp. 65–72, 2013.

    [9] J. Radnic, A. Harapin, M. Smilovic, N.Гргич и М. Глибич,

    «Статический и динамический анализ старого каменного моста в

    Мостаре», Gradevinar, vol. 64, pp. 655–665, 2012.

    [10] А. Рэйфи, М. Винчес и К. Бохатье, «Моделирование и анализ

    арены Nˆ

    imemes и акведука Арля, подвергнутых воздействию

    сейсмическое нагружение методом негладкой контактной динамики

    // Инженерные сооружения. 30, нет. 12,

    pp. 3457–3467, 2008.

    [11] A.Тальерсио и Л. Бинда, «Базилика Сан-Витале в

    Равенне: исследование текущих структурных нарушений и

    их среднесрочной эволюции», Journal of Cultural Heritage, vol. 8,

    нет. 2, pp. 99–118, 2007.

    [12] Дж. Крочи, «Общая методология структурной реставрации

    исторических зданий: примеры Пизанской башни и

    Базилики Ассизи», Journal of Культурное наследие, т. 1,

    pp. 7–18, 2000.

    [13] L.Крстевска, Л. Ташков, В. Гочевски и М. Гаревски,

    «Экспериментальное и аналитическое исследование сейсмостойкости

    каменных стен электростанции Богарнуа», Бюллетень сейсмостойкости

    , вып. 8, вып. 2, pp. 421–450, 2010.

    [14] Ф. Портиоли, О. Маммана, Р. Ландольфо и др., «Сейсмический ретранслятор

    , крепление мечети Мустафа-паши в Скопье: анализ конечных элементов

    . ”Journal of Earthquake Engineering, vol. 15, вып. 4,

    с.620–639, 2011.

    [15] А. Сайси и К. Джентиле, «Диагностические исследования после землетрясения —

    разрушение исторической каменной башни», Journal of Cultural

    Heritage, vol. 16, нет. 4, pp. 602–609, 2015.

    [16] Л. Бинда, К. Модена, Ф. Касарин, Ф. Лоренцони, Л. Кантини и

    С. Мунда, «Экстренные действия и расследования в отношении культурных ценностей

    Наследие

    после землетрясения в Аквиле: пример испанской крепости

    , Бюллетень инженерной сейсмологии, т.9, вып. 1,

    pp. 105–138, 2011.

    [17] С. Каттари, С. Дегли Аббати, Д. Ферретти, С. Лагомарсино,

    Д. Оттонелли и А. Тралли, «Оценка повреждений крепостей.

    после землетрясения 2012 г. в Эмилии (Италия), Бюллетень Earth-

    Quake Engineering, vol. 12, вып. 5, pp. 2333–2365, 2013.

    [18] Д. Ф. Д’Аяла и С. Паганони, «Оценка и анализ

    повреждений исторического центра города Л’Акуила после 6 апреля 2009 г.»,

    Бюллетень землетрясений. Инженерное дело, т.9, вып. 1, стр. 81–104,

    2011.

    [19] П. Форабоски, «Церковь Сан-Джулиано-ди-Апулия: сейсмический

    ремонт и модернизация», Engineering Failure Analysis, vol. 33,

    pp. 281–314, 2013.

    [20] А. Пенна, П. Моранди, М. Рота, К. Ф. Манзини, Ф. да Порту и

    Г. Магенес, «Выполнение каменных зданий во время землетрясение

    Эмилия 2012, Бюллетень инженерной сейсмологии,

    т. 12, вып. 5. С. 2255–2273, 2014.

    [21] А.S

    ¸. Чакмак, А. Моропулу и К. Л. Маллен, «Интер-

    дисциплинарное исследование динамического поведения и повторного землетрясения

    , вызванного собором Святой Софии», Динамика почвы и землетрясение

    Engineering, vol. 14, вып. 2, pp. 125–133, 1995.

    [22] Ю. Д. Акташ и А. Турер, «Сейсмическая оценка и укрепление памятников Немрута

    », Journal of Cultural

    Heritage, vol. 16, нет. 3, pp. 381–385, 2014.

    [23] К. Алессандри, В.Маллардо, «Структурная оценка церкви Рождества Христова

    в Вифлееме», Journal of Cultural

    Heritage, vol. 13, pp. 61–69, 2012.

    [24] Э. Юх

    асов

    а, М. Хур

    ак, З. Зембаты, «Оценка

    сейсмостойкости каменных конструкций. включая граничные условия

    , Динамика почвы и сейсмостойкость,

    т.

    About Author


    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *