Для приготовления раствора часто используют несколько вяжущих веществ. Если для приготовления раствора применяют только одно вяжущее, то раствор называют простым, если несколько — сложным. Заполнителями служат песок, мелкий шлак, опилки и др. Чаще всего используют песок. Строительные растворы применяют для производства каменных, штукатурных и печных работ.Прочность раствора характеризуется его маркой. Марку раствора определяют исходя из прочности на сжатие стандартных кубов с длиной ребра 70,7 мм (площадь сжатия 50 мм2) после 28-дневного твердения в нормальном тепловлажностном режиме. Для строительных растворов определены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200 и 300, которым соответствует прочность на сжатие 4(0,4), 10(1), 25(2,5), 75(7,5), 100(10), 150(15), 200(20), 300(30) кгс/см2 (МПа). Прочность раствора на растяжение примерно в 5... 10 раз меньше, чем на сжатие. В растворах марок 4 и 10 в качестве вяжущего обычно используют известь.Состав раствора обозначают количеством исходных материалов (по массе или объему) на 1 м° готового раствора или отношением исходных материалов (тоже по массе или объему). Расход вяжущего всегда принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из одного вяжущего и заполнителя, обозначение имеет, например, следующий вид: 1:5, т.е. на 1 часть массы или объема вяжущего следует брать 5 частей массы или объема песка. В сложных растворах, состоящих из двух вяжущих, обозначение состоит из трех цифр, например: 1:0,5:6, т.е. на 1 часть массы или объема цемента приходится 0,5 части массы или объема извести и 6 частей массы или объема песка. Прочность раствора зависит от количества вяжущего и его активности, качества заполнителя, количества воды, условий приготовления и выдерживания раствора, его возраста.

     В зависимости от отношения вяжущего и заполнителя различают жирные, нормальные и тощие растворы. Жирные растворы имеют перерасход вяжущего. Смеси этих растворов очень пластичны, но при затвердении происходит их сильная усадка. Если такие растворы укладывают толстым слоем, то во время твердения появляются усадочные трещины. Тощие растворы содержат относительно небольшое количество вяжущего. Растворная смесь имеет малую пластичность, и с ней трудно работать, но благодаря минимальной усадке ее успешно используют в отделочных работах. Жирность раствора можно определить при помощи кельмы или палочки. Если растворная смесь не прилипает к кельме, а только пачкает ее, раствор тощий; если раствор прилипает в отдельных местах, он нормальный, а большое количество прилипшего раствора свидетельствует о его жирности. Для нормализации к тощим растворам надо добавить вяжущее, а к жирным — заполнитель.

    На прочность раствора влияет крупность зерен заполнителя. Тесто вяжущего должно покрыть зерна заполнителя тонкой пленкой. Общая поверхность мелкозернистого заполнителя больше, чем крупнозернистого (для одного и того же объема). Это значит, что для одной и той же марки раствора чем меньше зерна заполнителя, тем больше необходимо цемента, или при одном и том же расходе цемента раствор будет тем прочнее, чем больше будут зерна заполнителя. На прочность раствора также влияет прочность заполнителя. Используя заполнитель из твердых горных пород, прочность раствора можно повысить в 1,25... 1,5 раза.Прочность раствора в очень большой степени зависит от количества воды и характеризуется отношением воды и вяжущего, т.е. цифрой, которую получают, разделив массу воды, использованную для затворения раствора, на массу вяжущего вещества. Приготовляя растворы, воды берут намного больше, чем ее необходимо для обеспечения химической реакции твердения вяжущих. Обычно водоцементное отношение приближается к 0,5, хотя для полной гидратации цемента вполне достаточно отношения 0,15...0,20. При увеличении водоцементного отношения резко снижается прочность раствора. Но лишняя вода в растворах необходима, потому что работать с растворами, содержащими малое количество воды, очень трудно. Кроме того, излишки должны компенсировать потерю воды, всасываемой основанием, на которое кладут раствор. И все-таки надо помнить: чем больше воды будет в растворе, тем меньшей будет его прочность.

     Для получения прочного раствора все составляющие следует очень тщательно перемешать. При неравномерном перемешивании часть зерен заполнителя не будет покрыта пленкой теста вяжущего, а это снизит общую прочность раствора несмотря на то, что часть зерен будет покрыта тестом вяжущего с избытком.

     На прочность раствора влияют условия твердения. Понижение температуры замедляет протекание реакции твердения вяжущего, а замерзание раствора (особенно в начальной стадии твердения) вызывает резкое снижение его прочности, так как при замерзании объем воды увеличивается, что вызывает разрыв уже образовавшихся контактов между кристаллами вяжущего. После оттаивания раствор продолжает твердеть, но его прочность не достигает прочности незамерзшего раствора. Особенно опасно замерзание раствора в начальной стадии твердения, потому что прочность образовавшихся связей незначительна. Когда раствор достиг такой прочности, что давление образовавшихся кристаллов льда не может разорвать образовавшиеся связи между частицами связующего, замерзание раствора уже не опасно.

    Быстрое испарение воды при твердении в жарких и сухих условиях вызывает в верхних слоях нехватку воды для нормальной реакции твердения, и реакция может вообще не проходить, поэтому раствор следует увлажнять.Со временем прочность раствора увеличивается. Средний относительный прирост прочности цементного и сложного раствора, твердеющего в нормальных условиях при температуре 15...25 "С, по сравнению с прочностью в возрасте 28 сут следующий: после 3 сут — 0,25; после 7 сут — 0,5; после 14 сут — 0,75; после 60 сут — 1,2 и после 90 сут — 1,3.

     По плотности различают тяжелые и легкие растворы. Тяжелыми считаются растворы плотностью более 1500 кг/м"; изготовляют их на заполнителях плотностью более 1200 кг/м^. Легкие растворы приготовляют на заполнителях плотностью менее 1200 кг/м"; плотность таких растворов не превышает 1500 кг/м^. Прочность тяжелых растворов выше, но повышена и их теплопроводность. Морозостойкость легких растворов ниже, чем тяжелых, поэтому их рекомендуется применять для оштукатуривания внутренних помещений или устройства полов.Водонепроницаемость раствора важна для наружной штукатурки зданий, при устройстве гидроизоляции, слоя раствора под керамические плитки в санузлах и др. Полностью водонепроницаемых растворов нет. Самыми водонепроницаемыми являются растворы с большой плотностью. Для повышения водонепроницаемости в раствор во время его приготовления можно добавить церезит, жидкое стекло и полимерные смолы.По морозостойкости различают следующие марки растворов: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость растворов характеризуется количеством циклов переменного замораживания и оттаивания насыщенного водой раствора, во время которых прочность раствора снижается не более чем на 25%. Чем больше плотность раствора и меньше водонепроницаемость, тем выше его морозостойкость. Это особенно важно учитывать при наружных отделочных работах.

Свойства бетона

     Прочность бетона характеризуется его маркой, которая определяется пределом прочности при сжатии стандартных бетонных кубов размером 150x150x150 мм, испытанных в возрасте 28 сут твердения в нормальных влажностно-температурных условиях. В индивидуальном строительстве в основном используют бетоны марок 50... 150, иногда и 200. Наименьшая марка легких бетонов может быть равной 5.В настоящее время согласно СНиП 2.03.01—84' при расчете бетонных и железобетонных конструкций пользуются не маркой бетона, а его классом.При изготовлении конструкций на заводах, где о прочности бетона судят по результатам многих проверок, расчет их можно вести не по средней, а по гарантированной прочности бетона. Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 95%. Существует следующая связь между классом и маркой бетона:В т 0,7786М, где В — класс бетона; М — марка бетона, МПа.Пока временно допускается пользоваться марками бетона, хотя в проектах уже обычно указывается его класс. В индивидуальном строительстве, когда бетонную смесь приготовляют на месте и нет возможности (да и необходимости) проводить статистический контроль, более целесообразно, очевидно, все-таки пользоваться марками бетона.Неспециалисты считают, что качество бетона зависит только от количества цемента. Конечно, количество цемента влияет на качество бетона, но не меньшее значение имеют и другие факторы: правильное соотношение песка и гравия, количество воды, перемешивание, укладка, уплотнение бетона и уход за ним, особенно в первые два дня после его укладки. Заполнитель занимает около 85% объема бетона. Гранулометрический состав заполнителя следует выбирать таким, чтобы песок по возможности заполнял все пустоты между гравием и щебнем. Чем меньше будет объем пустот между мелким и крупным заполнителем, тем меньше потребуется цементного теста для заполнения этих пустот. Опыт показывает, что прочный бетон (с минимальным количеством цемента) можно получить, если бетон содержит 30...45% песка и 55...70% гравия или щебня. В этом случае объем пустот между зернами будет минимальным. Общепринято, что объем пустот при приготовлении бехонной смеси не должен превышать, %: для песка — 37, гравия — 45 и щебня — 50. Чем меньше объем пустот для гравия и щебня, тем меньше надо песка и цемента.Объем пустот для заполнителя можно определить следующим образом. Песок, гравий или щебень помещают в ведро вместимостью 10 л или в другой сосуд с известным объемом. Не уплотняя, заполнитель разравнивают до краев сосуда и из другой емкости с известным объемом (например, из поллитровой или литровой банки), наливают воду, пока она не достигнет краев сосуда. Зная объем влитой воды, определяют объем пустот. Например, если в 10-литровое ведро было налито 4 л воды, объем пустот составляет 40%, т.е. объем пустот в процентах равен отношению объема влитой воды к объему сосуда, умноженному на 100. При выборе заполнителей надо стараться, чтобы песок, гравий и щебень имели по возможности большую разновидность зерен.

     Не рекомендуется использовать крупный заполнитель с размерами зерен, превышающими 1/4... 1/5 минимального размера конструкции; размеры зерен не должны превышать 3/4 расстояния между арматурными стержнями. Поэтому в тонкостенных густо армированных конструкциях максимальный размер зерна крупного заполнителя не должен превышать 40 мм, а иногда даже 20 мм.В индивидуальном строительстве в качестве заполнителя для приготовления бетона часто используют естественную песчано-гравийную смесь. Без сортировки не рекомендуется ее применять для приготовления бетонов марок выше 150.Для приготовления бетонов низких марок в качестве крупного заполнителя можно использовать кирпича, черепицы или другого керамического материала, получаемого при разборке старых зданий.Марку цемента рекомендуется принимать такую, чтобы она примерно в 2 раза превышала проектную марку бетона. Но у индивидуальных застройщиков обычно нет выбора, и они вынуждены готовить бетон из того цемента, которых у них имеется, допуская, таким образом, его перерасход.Нормами установлен минимальный расход цемента на 1 м2 бетонной смеси. Для бетонных конструкций — 200 кг/м2, для железобетонных — 220, а для конструкций, подвергающихся воздействию агрессивной среды, — 250 кг/м2. Минимальный расход цемента принимается из таких соображений, чтобы цементное тесто не только заполнило пустоты между заполнителями, но и несколько отодвинуло зерна заполнителя друг от друга, покрывая зерна песка и гравия тонкой пленкой из цементного теста, обеспечивая таким образом пластичность бетонной смеси и улучшая ее удобо-укладываемость. С увеличением расхода цемента (при всех других аналогичных обстоятельствах) улучшается качество бетона, но только до определенного предела (примерно до 400...500 кг/м2). Дальнейшее увеличение расхода цемента приводит к снижению прочности и качества бетона.Для получения пластичной и удобоукладываемой бетонной массы в нее очень часто необоснованно добавляют большое количество воды. Особенно этим грешат индивидуальные застройщики. Лишняя вода может снизить прочность бетона даже в несколько раз. Практически прочность бетона не изменится, если одновременно добавлять цемент и воду, сохраняя постоянным водоцементное отношение. А это означает, что для обеспечения заданной марки бетона при увеличении количества воды следует увеличивать и количество цемента. Поэтому выбор оптимального водоцементного отношения в условиях индивидуального строительства является одним из основных источников экономии цемента.

     Чем жестче будет бетонная смесь и чем лучше ее уплотнять при укладке, тем прочнее получится бетон, и наоборот. Нормальная, так называемая жесткая бетонная смесь должна содержать 50...70% воды от массы цемента. Следует учесть, что песок после дождя содержит примерно 15% воды, и в таком случае, приготовляя бетон, количество воды надо сократить.Конечно, наиболее экономично приготовлять и укладывать по возможности более жесткую бетонную смесь, но надо учесть, что ее нормально можно уплотнить только в массивных конструкциях с большим расстоянием между арматурными стержнями. Чем тоньше конструкция и чем меньше расстояние между арматурными стержнями, тем пластичнее должна быть бетонная смесь (чтобы не остались пустоты по краям конструкции и вблизи арматурных стержней). Поэтому консистенция бетонной смеси должна зависеть от бетонируемой конструкции.

     В зависимости от консистенции бетонная смесь может быть: жесткая (примерно как влажная земля), при укладке которой требуется тщательное уплотнение; пластичная (достаточно густая, но подвижная), не требующая такого сильного уплотнения, и литая, которая без вибрирования заполняет опалубку. Использование литой бетонной смеси в индивидуальном строительстве практически недопустимо. Жесткую бетонную смесь рекомендуется применять для бетонирования подготовительного слоя под фундаменты и пол, фундаментов, стен и других массивных неармированных или малоармированных конструкций. Пластичную бетонную смесь используют для бетонирования балок, колонн, плит перекрытия и других аналогичных конструкций. Пластичность, или подвижность бетонной массы следует обеспечивать не добавлением чрезмерного количества воды, а специальными добавками — пластификаторами. Чаще всего для этой цели используют сульфитно-спиртовую барду, добавляя ее 0,1...0,16% от массы цемента. Если количество добавки больше, она снижает прочность бетона. Для того, чтобы облегчить уплотнение бетонной массы, к цементу можно добавить до 10% гашеной извести. Полученный таким образом бетон становится более удобоукла-дываемым, повышается его долговечность, уменьшается гигроскопичность.