Особенности разработки рецептур ССС для устройства полов
Медведева Ирина Николаевна, к. т. н., доцент кафедры строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ,
Сухие смеси для устройства полов занимают II-III место по объему производства среди широкого ассортимента сухих строительных смесей. Модифицированные сухие смеси для полов включают набор материалов, в который входят составы для первоначального грубого выравнивания пола, так называемые стяжки, а также составы для самовыравнивающихся покрытий, предназначенные для отделки поверхности пола.
Разработку новых и корректировку действующих рецептур сухих строительных смесей для пола необходимо проводить с учетом условий эксплуатации пола: интенсивности механического, химического воздействий, проектируемой толщины пола.
Стяжки
Составы сухих смесей для стяжки предназначены для устройства полов толщиной 10-50 мм. В качестве основного минерального вяжущего используется высокоактивный портландцемент, с активностью через 24 часа твердения более 20 МПа. Применение портландцемента высокой активности обеспечивает, при минимальном содержании вяжущего в составе сухой смеси, достижение необходимой для технологического прохода по полу прочности не позднее, чем через 24 часа от начала затворения. Уменьшение доли вяжущего в составе стяжки снижает уровень усадочных деформаций при твердении, повышает устойчивость пола к трещинообразованию. Высокая активность портландцемента в составе обеспечивает согласованность протекания процессов испарения воды и структурообразования раствора, что снижает деформации при твердении. Быстротвердеющие составы сухих смесей для стяжки основаны на использовании смеси портландского и глиноземистого цементов.
В качестве заполнителя в составах для стяжки используется преимущественно грубозернистый кварцевый песок с максимальным размером зерна d=2,5 мм, что позволяет разработать состав для стяжки без дополнительного использования полимерного связующего. Использование в качестве заполнителя кварцевого песка с высоким содержанием тонких фракций приводит к необходимости сочетания в составе стяжки минерального и полимерного связующего (РПП). Оптимальное соотношение портландского цемента и заполнителя в составе стяжки 1:2 ÷ 1:3.
В качестве наполнителя в составах для пола используется известняковая мука и молотый мрамор, которые придают повышение подвижности растворным смесям, повышают плотность цементного камня.
В качестве обязательного компонента в составах для устройства полов используется добавка гидратной извести, процесс перекристаллизации которой вносит вклад в снижение усадочных деформаций.
Модифицирующие добавки, необходимые для обеспечения требуемого уровня свойств стяжки - суперпластификатор, водоудерживающая добавка, пеногаситель.
Дополнительное введение в состав стяжки полимерного связующего (РПП) приводит к некоторому замедлению кинетики твердения раствора, и поэтому, как правило, применяется в сочетании с добавкой-ускорителем твердения.
Контроль свойств составов для стяжки:
1. Дисперсность оценивается рассевом сухой смеси на двух контрольных ситах и позволяет оценить соотношение вяжущего и заполнителя в смеси.
2. Водопотребность подбирается по подвижности, которая оценивается по свободному растеканию растворной смеси из стандартного конуса по ГОСТ 310.4 (130-150 мм). Оптимальная водопотребность составов для стяжки В/Т=0,13÷ 0,15.
3. Время пригодности растворной смеси, которое оценивается по потере подвижности, не менее 30 минут.
4. Прочность при сжатии через 1 и 28 суток твердения.
5. Прочность при изгибе.
6. Прочность сцепления с основанием.
7. Деформации при твердении.
Следует отметить, что, наряду с составом сухой смеси, на качество готового покрытия оказывают влияние следующие факторы:
1. Качество подготовки основания. Неровности в основании должны быть предварительно выровнены, т.к. большие перепады по толщине стяжки, неравномерное высыхание покрытия могут привести к появлению трещин. Повышению качества покрытий служит использование предварительного грунтования поверхности основания водными дисперсиями полимеров.
2. Условия при твердении стяжки - отсутствие сквозняков, попадания прямых солнечных лучей и т.д.
Самовыравнивающиеся составы для полов
С применением самовыравнивающихся составов для полов формируются отделочные, поверхностные покрытия толщиной 1-10 мм. Составы растворных смесей характеризуются повышенной подвижностью, при этом быстро набирают прочность, не требуют тщательного шлифования затвердевшей поверхности.
Составы сухих смесей для самовыравнивающихся полов - это сложные многокомпонентные (10-14 компонентов) системы, в которых одновременно происходит взаимодействие между компонентами как на стадии растворной смеси, так и в затвердевших растворах.
Основной процесс, который обеспечивает формирование прочности в ранние сроки твердения (часы), минимизацию усадочных деформаций при твердении, быстрое химическое связывание воды в системе - образование фазы эттрингит С3А· 3СаSО4· 32H2O и гексагональных гидроалюминатов кальция. Причем, образование эттрингита должно завершиться не позднее, чем через 24 часа от начала затворения. Синтез необходимого количества гидросульфоалюмината кальция обеспечивается наличием в составе сухой смеси комплекса компонентов: портландцемента (ПЦ), глиноземистого цемента (ГЦ), сульфата кальция и гидратной извести. Соотношение между ПЦ и ГЦ в составе определяется фазовым составом и свойствами каждого отдельного вида цемента.
В качестве сульфатного компонента, по данным [1] , для композиций на преимущественно портландском цементе рекомендуется использовать ангидрит, в составах на преимущественно алюминатном цементе - полуводный гипс. В работах компании Элотекс 2 предпочтение отдается a-СаSО4· 0,5H2O. Главным принципом при выборе сульфатного компонента для самовыравнивающихся полов является необходимость полного его связывания в фазу эттрингит не позднее 24 часов от начала затворения. Присутствие в затвердевшем цементном камне свободного сульфата кальция может привести к неконтролируемому расширению раствора, появлению трещин в покрытии пола.
Петрографический контроль скорости связывания a-СаSO4· 0,5H2O и ß-СаSO4 · 0,5H2O в составах для полов показал, что при их одинаковой дозировке в составе не зафиксировано различие во влиянии их на формирование ранней прочности, однако установлено наличие несвязанного a-СаSО4· 0,5H2O после 24 часов гидратации смеси. Таким образом, ß-СаSО4· 0,5H2O является наиболее предпочтительным сульфатным компонентом в составах для пола.
В качестве заполнителя в составах сухих смесей для самовыравнивающихся полов используется тонкий кварцевый песок dmax=0,315 мм или мраморный песок. Соотношение между вяжущими и заполнителем 1:1 ÷ 1:1,5. Предпочтение следует отдавать заполнителю с округлой формой частиц, что обеспечивает дополнительную подвижность растворным смесям.
Модифицирующие добавки для самовыравнивающихся полов: редиспергируемые полимерные порошки, водоудерживающие добавки, супер- или гиперпластификаторы, пеногасители, ускоритель твердения (Li2CO3), замедлитель схватывания - винная или лимонная кислота, наполнитель - тонкомолотый мрамор или известняковая мука.
Контроль свойств самовыравнивающихся полов:
1. Дисперсность по остатку на сите № 0,315.
2. Водопотребность, контролируется по подвижности, по свободному растеканию растворной смеси из конуса к прибору Вика 210-230 мм, В/Т=0,24-0,32.
3. Время пригодности - по подвижности, через 15 минут.
4. Прочность при сжатии через 1 и 28 суток.
5. Прочность при изгибе.
6. Прочность сцепления с основанием.
7. Деформации при твердении.
Литература:
1. Wohrmeyer C., Bier T., Amathieu L. Calcium aluminates for Demanding thin Bed mortars//14 International Baustofftoqung, 2000, Wiemar, Bundesrepablik, Deutsch ibausil, T.2, p.1143-1149.
2. Цюрбригген Р., Ланг Й., Бенг П. Самовыравнивающиеся составы для полов. Применение, продукты, механизмы и свойства./7-я международная научно-техническая конференция "Современные технологии сухих строительных смесей в строительстве".-М: 2005.-С.57-60.
