Штукатурні матеріали: традиції і сучасність 2006-12-01 16:59:33

December 1st, 2012
Будівництво і реконструкція.

Штукатурні матеріали: традиції і сучасність
2006-12-01 16:59:33

Повідомлення к.т.н., доцента кафедри будівельних і спеціальних в'яжучих речовин Санкт-Петербурзького державного технологічного інституту (Технічний університет) Павла Зозулі, зроблену ним на 6-й міжнародній конференція для виробників «Сухі будівельні суміші для XXI століття: технології та бізнес» (BaltiMix 2006). Термін штукатурка походить від італійського stucco – слова, яке спочатку означало імітації природного каменю, найчастіше мармуру. Протягом тривалого періоду часу, що обчислюється століттями, штукатурки розглядалися як матеріали для опоряджувальних робіт, і основними критеріями їх якості служили декоративні властивості. У технічній літературі питань обробки поверхонь штукатурних покриттів приділяється досить багато уваги: ​​тут використовуються прийоми обробки як ще пластичного (накатка, застосування штампів, накидання), так і вже упрочнівшегся розчину (затерла, загладжування, обробка за допомогою циклювання, насічка поверхні розчину з використанням спеціальних ударних інструментів – Бучардом, троянок, скарпелей, зубчаток, зубил). Прогрес в будівельному матеріалознавстві, розвиток індустріальних методів будівництва, а також досягнення в галузі будівельної фізики докорінно змінили ставлення до штукатурних матеріалів. Як приклад можна послатися на стандарт Німеччини DIN 18550, ч. 1, в якому говориться, що «штукатурки в залежності від властивостей застосовуваного будівельного розчину і в'яжучого речовини, а також товщини штукатурних шарів виконують певні будівельно-технічні функції і разом з тим служать для обробки будівельних споруд ». Відповідно до цього стандарту штукатурки поділяють на штукатурки, що відповідають звичайним вимогам, штукатурки з додатковими властивостями і штукатурки зі спеціальними властивостями. До групи штукатурок з додатковими властивостями входять водозатримуючі штукатурки, гідрофобні штукатурки, штукатурки для зовнішніх робіт з підвищеною міцністю, штукатурки для внутрішніх робіт з підвищеною стійкістю до стирання, стінові і стельові штукатурки для внутрішніх робіт в приміщеннях з підвищеною вологістю. До спеціальних штукатурок віднесені теплоізоляційні штукатурки, штукатурки вогнезахисні і штукатурки для захисту від іонізуючих випромінювань. Декоративні функції штукатурних покриттів в даний час розглядаються як додаткові, а основними є показники, що забезпечують захист споруд від різних зовнішніх впливів (зливових опадів, морозу, температурних коливань під дією інсоляції), від перезволоження (паропроникність), від тепловтрат (теплоізоляційні властивості), крім того, такі властивості, які відповідальні за довговічність конструкцій. До останніх відносяться міцність зчеплення штукатурного покриття з основою, деформації усадки і тріщиностійкість, водозахисні характеристики (водонепроникність, гідрофобність), стійкість до впливу газової агресії (переважно сірчаного ангідриду) і сольовий корозії, відсутність висолів і вицвітів на поверхні покриттів, стійкість по відношенню до грибкових поразок. Введений в дію в 2004 р. ГОСТ 31189 «Суміші сухі будівельні» за сумішами власне штукатурного призначення (А.3 – суміші сухі штукатурні) закріплює тільки функцію вирівнювання і (при необхідності) надання декоративних властивостей, що при розробці рецептур фактично виводить зі сфери уваги необхідність додання штукатурним покриттям будівельно-технічних характеристик, безумовно обов'язкових для сучасних штукатурних матеріалів. За образним висловом одного зі світових фахівців у галузі будівельних матеріалів, «сучасний будівельний розчин так само схожий на свої раніше використовувалися аналоги, як літак братів Райт на сучасний лайнер ». Разом з тим, якщо звернутися до вітчизняного матеріалознавства в частині нормативних вимог до властивостей штукатурних розчинів, то слід констатувати, що такі практично відсутні, а що містяться в стандартах положення не тільки не відповідають сучасним знанням і досвіду експлуатації цього виду будівельного матеріалу в інших країнах, але і прямо їм суперечать. Слід зазначити, що жоден з діючих в даний час в Росії нормативних документів на будівельні розчини не містить визначення поняття, що таке штукатурний розчин, і не розглядає цей вид будівельного розчину як будівельний матеріал, до якого пред'являються будь-які специфічні вимоги. Більш того, в описі області застосування будівельних розчинів (ГОСТ 28013 п. 1 «Розчини будівельні. Загальні технічні умови») декоративні розчини віднесені до групи спеціальних, і, таким чином, навіть оздоблювальні функції власне штукатурних розчинів відставляється в сторону. Один з основоположних для будівельників нормативних документів «Звід правил проектування та будівництва. Приготування і застосування розчинів будівельних. СП 82-101-98 »розчини штукатурні та для кріплення облицювальних плиток об'єднує в один розділ. Необгрунтованість такого об'єднання не вимагає яких-небудь коментарів. Якщо вищевикладені зауваження ще можна розглядати як певну дискусію з питань термінології, то зовсім інакше справа йде до положень СП 82-101-98 щодо обгрунтування складу окремих шарів штукатурного покриття, а також у частині обмеження максимального розміру зерна заповнювача. У таблиці 16 цитованого документа наведено рекомендації по складу штукатурного обризга, грунту і обробного шару для зовнішньої штукатурки стін , цоколів, карнизів та інших елементів, що піддаються систематичному зволоженню, а також для внутрішньої штукатурки в приміщеннях з відносною вологістю повітря вище 60%, а в таблиці 17 – для зовнішньої штукатурки стін, не схильних до систематичного зволоження, і для внутрішньої штукатурки в приміщеннях з відносною вологістю повітря до 60%. Рекомендується в першому випадку виконувати обризг будівельним розчином складу від 1:2 до 1:3 (співвідношення об'ємного вмісту цементу і піску), грунтувати складом від 1:1,5 до 1:2,5, обробляти же розчином складу від 1:1 до 1:1,5, у другому випадку обризг і грунтування виконувати розчинами складів 1:2 до 1:3 і наносити обробний шар розчином складу від 1:1 до 1:1,5. Відзначимо, що світова практика проведення штукатурних робіт грунтується на прямо протилежному підході до обгрунтування складу окремих штукатурних шарів. В основі такого підходу лежить так зване штукатурне правило, іноді іменована навіть штукатурним законом. Згідно з цим правилом, міцність штукатурних шарів повинна знижуватися в напрямку від основи до зовнішньої поверхні штукатурного покриття. Інакше кажучи, склад для обризга повинен бути самим міцним і містити найбільшу кількість в'язкої речовини. Відповідно зміст в'яжучого повинне прогресивно знижуватися в складах для грунту і для шару накривки. Міцність складу для обризга повинна бути рівною або трохи більш низькою у порівнянні з міцністю покривається обризг основи. Перевищення міцності розчину для обризга міцності підстави може стати причиною руйнування контактних зон між шаром обризга і підставою (і так само будь-яких інших контактних зон, наприклад, між шаром обризга і шаром грунту або між шаром грунту і обробним шаром) внаслідок появи в ній напружень, обумовлених деформаціями усадки. Ці деформації пов'язані із втратою вологи (деформації висихання), c деформаціями при твердінні в'яжучого (контракція або хімічна усадка) і з карбонізацією продуктів гідратації в'яжучого речовини або суміші в'яжучих речовин (усадка внаслідок карбонізації). У всіх випадках, коли на яке-небудь підставу наноситься шар більш міцного будівельного розчину, виникає небезпека відриву шару цього покриття від основи, при цьому замість збереження споруди від руйнування (типовий приклад – захист цегляної кладки шляхом нанесення на неї штукатурки) нанесене покриття веде до його руйнування. Відзначимо тут, що за вкрай рідкісними винятками (шпаклівки, обмазувальні штукатурні гідроізоляційні склади, ін'єкційні склади з компенсованою усадкою) розчини із співвідношенням «в'яжучий: заповнювач» 1:1 і 1:1,5 в будівельній практиці не застосовуються через високу схильність до усадочних деформацій і тріщин. Наприклад, Марк Вітрувій ще в I столітті до нашої ери при використанні в якості заповнювача кар'єрний пісок рекомендував застосовувати вапняні будівельні розчини складу 1:3. Можна послатися і на більш сучасні джерела інформації, які підтверджують досить високий рівень професійних знань наших предків. В DIN 18550, частина 2 (див. табл. 3) всі рекомендовані до застосування склади штукатурних розчинів (за винятком гіпсових і ангідритових) характеризуються співвідношенням «в'яжучий: пісок» від 3-3,5 до 4,0-4,5, при цьому передбачається, що застосовується пісок з гранулометрією, що забезпечує щільну упаковку. Аналогічні рекомендації дає стандарт Великобританії BS 4887. Співвідношення «в'яжучий: заповнювач» є визначальним для міцності штучного каменю, що утворюється в результаті твердіння в'яжучого речовини. У зв'язку з цим виникає питання про те, якою має бути міцність штукатурного покриття. Найбільшу міцність повинні мати штукатурні розчини, застосовувані в зоні цоколя. Мінімальна міцність при стисненні таких штукатурних розчинів згідно DIN 18550 повинна бути не менше 10 МПа. Таку міцність мають розчини із співвідношенням «цемент: пісок» 1:3. До штукатурних розчинів на повітряній вапна вимог щодо міцності при стисненні не пред'являється. Розчини на основі гідравлічної і високогідравліческой вапна повинні мати мінімальний межа міцності при стисненні (відповідно 1,0 і 2,5 МПа). Довговічність і опір зовнішнім впливам, а також висока тріщиностійкість забезпечуються, коли штукатурний розчин має міцність при стисненні в діапазоні значень від 2 до 5 МПа. Розчини з такими характеристиками міцності здатні пристосовуватися до малих деформацій і протистояти тріщин. В крайньому разі зміщення в кладках при використанні таких розчинів ведуть до утворення розподілених волосним тріщин, в той час як у випадку використання більш міцних розчинів зсуву в кладках призводять до утворення локальних і широких тріщин. Вирішальним параметром узгодження механічних властивостей контактних зон між підставами і штукатурними покриттями і шарів покриттів один з одним є значення модуля пружності (модуля Юнга) відповідних матеріалів. Модуль пружності штукатурного покриття повинен бути менше модуля пружності контактує з цим покриттям штукатурного шару або штукатурної основи. Напруження розтягання (?), Що виникають в штукатурці c модулем пружності (E) внаслідок деформацій (?), Можуть бути розраховані з наступного рівняння:? = E??. У цементній штукатурці з межею міцності при стисканні 15 МПа, межею міцності при розтягуванні 1,5 МПа, деформаціями усадки 0,7 мм / м і модулем пружності 15000 МПа розтягують напруги складуть? = 15000 *? * 0,7 * ‰ = 10,5 МПа, що істотно (в 7 разів) перевищує межу міцності штукатурки при розтягуванні, і освіта в штукатурному покритті тріщин здається неминучим. На практиці, правда, штукатурні покриття не розтріскується, так як механічно пов'язують із підставою, яка частково сприймає виникають напруги. Підстава при цьому піддається дії напруг стиснення, частина яких релаксує за рахунок перебудови структури тверднучого цементного каменю. Винятком з цього правила є штукатурні розчини, в яких в якості сполучного використовуються органічні матеріали на основі синтетичних полімерів. При досить високих значеннях границі міцності при стисканні (і при розтягуванні) штукатурні покриття на основі синтетичних полімерних сполучних мають порівняно низькі значення модуля пружності і відносно невеликі усадочні деформації, тому їх застосування не веде до появи в контактних зонах небезпечних напружень, що призводять до руйнування контактують між собою матеріалів. Так як в сучасних штукатурних матеріалах на основі синтетичних полімерів значення модуля пружності в певних межах може змінюватися поза зв'язку з міцністю, то в таких випадках слід звертати увагу на узгодження модуля пружності матеріалу окремих шарів (а не міцності). Модуль пружності повинен зменшуватися зсередини назовні. Раніше вже зверталася увага на необхідність внесення до нормативних документів змін щодо факторів, що мають винятково важливе значення для забезпечення міцного зчеплення штукатурних шарів з підставами і між окремими штукатурними шарами. Мова йде про гранулометрії заповнювачів для штукатурних розчинів і про обмеження категоричного характеру відносно граничної крупности зерна заповнювача. У зв'язку з основним значенням цих питань розглянемо їх ще раз. Яких-небудь вимог до гранулометричному складу заповнювачів для штукатурних розчинів діючі вітчизняні нормативні документи не містять. Рекомендації по гранулометричному складу дрібного заповнювача для важких і дрібнозернистих бетонів містяться в ГОСТ 26633. Наведеними в цьому стандарті графіком у першому наближенні можна скористатися і для оцінки якості піску для штукатурних розчинів у відношенні його гранулометричного складу, проте краще скористатися методами оптимізації, що грунтуються на уявленнях про «ідеальне» гранулометричному складі заповнювачів. Під «ідеальним» розуміють такий заповнювач, який характеризується найменшою міжзернової пустотностью при мінімальній поверхні частинок заповнювача. У технічній літературі можна знайти різні рівняння і методи розрахунку «ідеального» гранулометричного складу заповнювача – рівняння Фуллера, Фуллера-Боломея, Хюммель, Даля, Абрамса, Ротфухса. Найбільш простим і зручним, на нашу думку, є рівняння Фуллера, згідно з яким оптимальна гранулометрія заповнювача являє собою параболу. Користуючись графічним методом, запропонованим Ротфухсом, можна линеаризировать параболічні криві, що істотно спрощує оцінку якості заповнювача з точки зору його гранулометрії. Відзначимо, що в найзагальнішому вигляді гранулометрія дрібного заповнювача для штукатурних розчинів повинна відповідати таким мінімальним вимогам: масова частка зерен розміром від 0 до 0,25 мм повинна знаходитися в інтервалі 10-30%, а велика фракція повинна міститися в заповнювачі в достатній кількості. Розглянемо тепер ситуацію з максимальним розміром зерна заповнювача. Стандарти ГОСТ 28013 і СП 82-101-98 в категоричній формі обмежують граничну крупність зерна заповнювача в складі штукатурних розчинів значенням 2,5 мм. Це обмеження у вітчизняних нормативних документах з'явилося досить давно. Наприклад, у книзі Allan WDM, Anomalous Behavior of Mortars Coats., J. Am. Concr. Inst., I (1929) на сторінках 699 – 716 як якийсь парадокс наголошується на тому, що в Росії граничний розмір зерна в штукатурних складах обмежується 2,5 мм, в той час як, наприклад, в США він складає 4,76 мм, в Данії – 5 мм, у Великобританії – 4,76 мм, а в Німеччині – 7 мм. Парадоксальність зазначеного обмеження крупності зерна заповнювача полягає в тому, що, наприклад, шар обризга може ефективно виконувати свою основну функцію забезпечення міцного зчеплення з основою шару штукатурного грунту тільки в тому випадку, якщо товщина шару обризга не перевищує крупності зерна заповнювача. Великі зерна заповнювача повинні виступати з шару обризга (і, до слова, з наноситься на обризг шару штукатурного грунту) і тим самим формувати шорстку поверхню, обусловливающую міцне зчеплення шарів один з одним. Цілком очевидно, що нанесення шару обризга товщиною 5 мм, як це рекомендується у вітчизняній технічної та навчальної літератури по штукатурних робіт, веде до утапливания зерна заповнювача в суміші розчину і не дає можливості забезпечити шорсткість поверхні, необхідну для надійного зчеплення шарів. Зазначимо, що крупність зерен в контактують між собою штукатурних шарах повинна послідовно зменшуватися від шару обризга до шару накривки, при цьому в кожному шарі мають бути присутні досить великі зерна. Низкая прочность сцепления штукатурки с основанием и между слоями штукатурного покрытия ведет к отслоению штукатурки от основы и к расслоению штукатурки на отдельные пластинки, что можно нередко наблюдать на практике. В заключение еще раз вернемся к вопросу функционального назначения современных штукатурок. Эту задачу облегчает введенный в действие в 2003 г. европейский стандарт EN 998-1 «Технические условия на строительные растворы для кладочных работ. Частина 1. Штукатурный раствор». В соответствии с этим документом в группу штукатурных растворов включено 6 видов штукатурных растворов: обычный штукатурный раствор (GP), легкий (LW), декоративный (CR), однослойный штукатурный раствор для наружных работ (OC), санирующий (ремонтный) штукатурный раствор (R) и теплоизоляционная штукатурка (T). Аббревиатура в скобках является сокращением английских названий соответствующих штукатурных материалов.

ДЖЕРЕЛО: будівництво та нерухомість

Джерело: http://stroymart.com.ua

Комментирование закрыто.

Опубликовано в: Сухі суміші і комплектуючі


Интернет реклама УБС


Интернет реклама УБС
Яндекс.Метрика