Общая характеристика свойств сухих строительных смесей и их оценка
Зозуля Павел Васильевич, доцент, к.т.н.,
Санкт-Петербургский ГТУ, кафедра строительных и специальных вяжущих веществ
Сухие строительные смеси за сравнительно непродолжительный период времени завоевали на отечественном рынке признание строителей и практически полностью вытеснили некоторые виды, готовых к применению растворных смесей. Номенклатура сухих строительных смесей постоянно расширяется. Все чаще на практике начинает применяться технология машинного приготовления и нанесения растворных смесей, что позволяет за счет многократного увеличения производительности (по некоторым видам работ - более чем в 5 раз) и рационального расходования материалов компенсировать затраты, связанные с более высокой стоимостью сухих модифицированных строительных смесей по сравнению с готовыми растворными немодифицированными смесями.
Вместе с тем, наш опыт и отзывы строителей свидетельствуют о том, что качество реализуемых сухих строительных смесей часто не отвечает декларируемым производителями свойствам.
Не вдаваясь в перечисление всех причин, обуславливающих нестабильность качества производимой продукции, отметим, что контроль технических параметров как компонентов, так и готовых сухих строительных смесей требует от производителей значительных затрат. Организация качественного контроля под силу только достаточно крупным производствам. Необходимо также сказать о том, что нормативная документация для организации такого контроля по некоторым позициям либо отсутствует, либо содержит недоработки и неточности, искажающие полученную при проведении испытаний информацию. Рассмотрим основные требования, которые предъявляются к строительным растворам, действующими на сегодняшний день стандартами. Эти требования содержатся в четырех нормативных документах: ГОСТ 4. 233-86 "Растворы строительные. Номенклатура показателей" ГОСТ 28013-98, "Растворы строительные. Общие технические условия", СП 82-101-98 "Свод правил по проектированию и строительству. Приготовление и применение растворов строительных" и ГОСТ 5802-86 "Растворы строительные. Методы испытаний".
Сообщалось [1], что по заданию Госстроя России АНТЦ "АЛИТ", созданным на базе Петербургского Государственного университета путей сообщения, начата разработка нормативной документации по сухим строительным смесям, включающая три стандарта:
1. "Смеси сухие строительные. Классификация".
2. "Смеси сухие строительные. Технические условия".
3. Смеси сухие строительные. Методы испытаний".
Опыт разработки норм EN показывает, что такая работа требует значительных временных и материальных затрат. Так, например, проект норматива EN 998 на штукатурные растворы разрабатывался в CEN (Европейский центр по нормам, г. Брюссель) около 8 лет.
В связи с тем, что строительные растворы не являются объектом обязательной сертификации, производители сухих строительных смесей выпускают продукцию, соответствующую техническим условиям, согласуемым с утверждаемым в установленном порядке. Решения о способе согласования (приемочной комиссией или заказчиком) принимает заказчик совместно с разработчиком [2]. Очевидно, что отсутствие централизованно оформленных требований к качеству продукции приводит к тому, что технические характеристики выпускаемой продукции изменяются в широких пределах.
Проанализируем информацию, содержащуюся в стандартах на строительные растворы с точки зрения оценки качества сухих строительных смесей.
ГОСТ 28013-98 предъявляет требования к двум показателям: влажности и наибольшей крупности зерна заполнителя.
Требование к влажности сухих строительных смесей не превышать 0,1% по массе с технической точки зрения является необоснованным. Так, например, этот показатель может быть превышен уже при содержании в составе сухой строительной смеси более 2% гидратной извести, поскольку нормативный предел влажности гидратной извести по ГОСТ 9179-77 составляет 5% (на практике этот показатель нередко превышается). Есть и другие факторы, которые способствуют тому, что влажность сухой смеси не может выдерживаться на уровне 0,1 % - равновесная сорбиционная влажность тонкодисперстных материалов (цемент, наполнитель) составляет более 1%. Повышает влажность смеси компонентов и наличие в составе цемента дигидрата сульфата кальция в количестве 3-5%, который по технологии производства цемента вводится в виде породы - гипсового камня в состоянии естественной влажности, составляющей 10-12%, кроме того, определенная доля влаги вносится также вместе с модифицированными добавками, влажность которых может достигать 8% (эфиры целлюлозы).
Технически обоснованным пределом влажности сухих строительных смесей следует считать величину порядка 0,5%, а в некоторых случаях - и более высокий показатель.
Ограничение крупности зерна заполнителя в штукатурных растворах значением 2,5 мм, исходя из опыта других стран, да и просто полагаясь на здравый смысл, следует считать ошибочным и крайне вредным, особенно для слоев обрызга и грунта. Так, например, по DIN 18550, часть 2 "Растворы на минеральных вяжущих для внутренней и наружной штукатурки" при выполнении слоя обрызга допускается использовать заполнитель с предельным разрешением зерна 4-8 мм при наружных работах и до 4 мм для внутренних штукатурок. Предельная допустимая крупность зерна для покрывочного слоя наружных штукатурок составляет 2 мм (по ГОСТ 28013 - не более 1,25 мм), отмечается, что содержание крупных фракций в заполнителе должно быть по возможности большим.
Необоснованное ограничение максимально допустимого размера зерна заполнителя имеют большие негативные последствия для качества штукатурных покрытий: снижается прочность сцепления штукатурных слоев с основаниями и между собой, возрастает расход вяжущего и, соответственно, растут деформации усадки, падает паропроницаемость штукатурных покрытий. В свете изложенного неоправданной технологической операцией является отсев из состава песка для строительных работ (ГОСТ 8736-93) фракций с размером частиц более 2,5 мм, содержание которых может доходить до 25-30%.
Перечень контролируемых свойств сухих строительных смесей при разработке новых неформативных документов целесообразно дополнить измерением насыпной плотности смесей в неуплотненном и уплотненном состояниях, что необходимо при оценке объемов емкостей для упаковки и хранении этих материалов.
В отношении основных свойств готовых к применению растворных смесей ГОСТ 28013 предъявляет требования по подвижности, водоудерживающей способности, расслаиваемости, температуре применения и средней плотности. Этот перечень основных свойств следует дополнить по крайней мере еще двумя показателями: величиной воздухововлечения (содержание воздуха в % в растворной смеси в уплотненном состоянии по номенклатуре показателей ГОСТ 4.233) и оценкой срока годности жизнеспособности растворных смесей (в часах).
В ГОСТе 5802-86 методы оценки этих показателей отсутствуют.
Применение воздухововлекающих добавок является эффективным приемом повышения подвижности растворных смесей и улучшения их строительно-технических свойств (паропроницаемости, тепло- и звукоизоляционных характеристик, повышения морозостойкости). Воздухововлечение также снижает расход растворных смесей при производстве кладочных и штукатурных работ соответственно объему вовлеченного воздуха (обычно 10-15%). Перечень показателей для растворных смесей должен быть также дополнен такой характеристикой как время выстаивания - период времени от момента начала затворения до момента, когда смесь приобретает проектные свойства и может быть запущена в работу. Этот период определяется видом, растворимостью, дисперсностью, временем редиспергирования полимерных порошков и другими свойствами модифицирующих добавок, а также условиями приготовления растворных смесей. Обычно этот период времени составляет 5-10 минут. В отношении определения такой характеристики как воздухоудерживающая способность растворных смесей ГОСТ 5802 содержит ошибку.
Для правильного вычисления воздухоудерживающей способности растворной смеси следует пользоваться приведенной нами исправленной формулой: V =100 - (m2-m1)(1+B/T)100 / (m4-m3)B/T, %.
Обозначения m1, m2, m3, m4 соответствуют редакции ГОСТ 5802-86. Показатель В/Т обозначает водотвердое отношение подвергаемой испытанию растворной смеси, которое определяется как отношение массы воды затвердения к массе (в гранулах) затворяемой сухой смеси.
Следует отметить, что ошибка, допущенная в ГОСТ 5802 в отношении водоудерживаемой способности, перекочевала во многие технические пособия по строительным материалам, изданные в последние время. Основными свойствами растворов по ГОСТ 5802-86 являются: прочность при сжатии, морозостойкость и средняя плотность раствора. Даже не вдаваясь в область специальных строительных растворов (например, клеев для монтажа облицовочной плитки и др.), следует отметить как большой недочет стандарта отсутствие в перечне основных показателей плотности сцепления раствора с основанием. Практически для всех видов растворов это свойство является более важным (а часто и определяющим), чем прочность при сжатии. Это касается самых широко используемых строительных растворов - кладочных и штукатурных, а также ремонтных составов, растворов для изготовления стяжек и оснований, для гидроизоляционных составов и т. д.
Нарушение прочности сцепления с основанием является основной причиной низкой долговечности штукатурных покрытий, отслаивания облицовочной плитки и даже разрушения кирпичной кладки. Нормативные документы, в которых рассматриваются способы определения прочности сцепления строительных растворов с основанием, включают: ГОСТ 24992-81 "Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке", ГОСТ 28089-89 "Конструкции строительные, стеновые. Метод определения прочности сцепления облицовочных плиток с основанием", ГОСТ 28574-90 "Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытания адгезии защитных покрытий".
Не останавливаясь на ряде методических недочетов, имеющихся в вышеназванных стандартах, отметим настоятельную необходимость разработки стандарта для определения прочности сцепления с различными основаниями штукатурных покрытий. Потребность в разработке такого стандарта диктуется тем, что на практике штукатурные покрытия наносятся на самые различные основания - газобетон, плотный бетон, шлакобетон, на кладку из керамического кирпича, арбалит и др. И каждый из этих случаев требует индивидуального решения проблемы обеспечения прочного сцепления штукатурного покрытия с основой. Не учет конкретных условий формирования облицовочных покрытий ведет к резкому снижению их долговечности и к большим материальным затратам на ремонт фасадов.
Производители сухих строительных смесей должны быть заинтересованы такого рода нормативных документов, так как это создает основу для расширения номенклатуры продукции, для ее рекламы и для развития рынка сбыта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Большаков Э.Л. Производство сухих строительных смесей в России: современное состояние и перспективы. Сб. докладов 2-й Международной научно-технической конференции "Современные технологии сухих смесей в строительстве", Санкт-Петербург, 2000, с. 7-13.
2. Кудяков А.И., Наторняк И.Н. Сертификационные испытания строительных материалов и изделий. Томск, 1999, 334 с.