Использовать чистые вяжущие материалы без заполнителей нецелесообразно, так как при твердении в них возникают внутренние растягивающие напряжения и образуются трещины. Для предотвращения этого явления в смеси вводят заполнители (пески, щебень, каменную крошку (муку) и т. п.), которые не только снижают абсолютные величины линейной усадки, но значительно удешевляют готовое изделие.
Разновидности портландцемента. Наряду с портландцементом отечественная цементная промышленность выпускает ряд его разновидностей, отличающихся особенностями технологии и строительно-техническими свойствами и применяющихся в отделочных работах:
1. Портландцемент.
2. Шлакопортландцемент.
3. Пластифицированный портландцемент.
4. Гидрофобный портландцемент.
5. Портландцемент белый.
6. Цветной портландцемент.
7. Глиноземистый цемент.
8. Пуццолановый портландцемент. Такой цемент не дает высолов, водостоек, водонепроницаем.
9. Сульфатостойкий портландцемент. Стоек в воде, содержащей соединения серы, но не морозостоек.
10. Расширяющийся портландцемент. Такой цемент, в отличие от других, расширяется на 0,15 % за сутки и до 1 % за 28 суток.
11. Гипсоглиноземистый портландцемент. Цемент такого состава безусадочный, расширяющийся, водонепроницаемый, быстротвердеющий.
В качестве наполнителей применяют чаще всего мраморную муку, а также известняковую, доломитовую и иногда кварцевую.
Функции заполнителя:
Критерий для условного отличия заполнителя и наполнителя – линейный размер частиц. То, что крупнее 100 мкм, чаще относят к заполнителям, а то, что меньше 100 мкм – к наполнителям.
В качестве заполнителей чаще всего используют кварцевый песок, реже применяют известняковый, доломитовый или керамзитовый.
В состав неорганических вяжущих материалов в процессе изготовления сухих строительных смесей вводят различные добавки для придания вяжущим дополнительных технических свойств. По назначению добавки делятся на группы.
1. Активные минеральные добавки, применяющиеся для повышения подвижности, плотности, водостойкости вяжущего, а также уменьшения расхода вяжущего. Активные минеральные добавки бывают как природного происхождения (доломиты, трепелы, опоки, пеплы, туфы, пемзы), так и искусственного (шлаки, золы, обожженные глины).
2. Добавки-наполнители. Это природные (известняки, пески, глины) и искусственные компоненты (доменные шлаки, топливные золы), не обладающие вяжущими свойствами и активностью. Небольшое количество наполнителя (до 10 %) увеличивает выход смеси, не снижая качества вяжущего.
3. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Это добавки, стабилизаторы, которые вводят для пластифицирования растворных смесей. Применяют в количестве 0,05–0,5 % от массы вяжущего вещества. Существует 5 основных групп поверхностно-активных пластифицирующих добавок:
4. Ускорители твердения и замедлители схватывания. Ускорители твердения вяжущих веществ – это хлористый кальций CaCl 2, хлористый натрий NaCl, которые снижают растворимость гидро-алюмосиликатов. Замедлители схватывания – это сернокислое железо Fe (SO 4) 3, поверхностно-активные вещества, мылонафт, животный клей и др.
5. Добавки для кислото-, щелочеи жаростойких штукатурных смесей.
6. Противоморозные добавки обеспечивают отвердение раствора при отрицательных температурах. Чаще всего это 10–15 %-ные добавки нитратов – NaNO 3, нитритов натрия – NaNO 2 или поташа – K 2CO 3.
7. Модифицирующие специальные полимерные добавки, которые применяют для выполнения гидроизоляционных штукатурок. К таким добавкам относятся церезит, натриевое и калиевое жидкое стекло, алюминат натрия.
Церезит получают из олеиновой кислоты, извести, аммиака, водного раствора сернокислого аммония. Церезит – сметанообразная масса белого или желтого цвета, состоящая из нерастворимых частиц (30–40 %), взвешенных в воде. В растворную смесь церезит вводят в виде церезитового молока.
Также ССС классифицируют по функциональному назначению.
По способу нанесения ССС на смеси для:
Модификация строительных материалов органическими веществами в форме водных дисперсий известна с давних времен. Строителями было замечено, что известь и другие минеральные вяжущие приобретают большую прочность, если к ним добавлять некоторые органические продукты, например яичный белок. Впервые применение синтезированного полимерного термопластичного латекса было описано в 1932 г. для модификации цементных растворов и бетона. Применение в значительных объемах порошкообразных, термопластичных полимеров, так называемых дисперсных порошков, началось в 70-х гг. XX в. для силикатных, фасадных красок, красок для внутренних работ, атласных, глянцевых красок, штукатурок, грунтовок, огнезащитных покрытий, для систем теплоизоляции, маслостойких покрытий.
Применяемые ранее в 40–50-х гг. XX в. в строительстве гомополимерные поливинилацетатные дисперсии (клей ПВА) вытеснились сополимерными (гетерополимерными) дисперсиями на основе сополимеризации этилена, винилового эфира (и других мономеров винилхлорида, акрилатов).
Физико-химический смысл применения дисперсных полимерсодержащих порошков (0,1–3 мкм) заключается в их распространении по поверхности частиц сухих смесей с образованием пространственного оболочкового композита. При работе с цементными и штукатурными сухими смесями, модифицированными дисперсионными полимерными порошками, происходит хорошее водонасыщение при затворении водой, а при высыхании дисперсии образуют пространственно-структурированные пористые пленки, удерживающие воду, постепенно снабжающие этой водой цемент, улучшая гидратацию, повышая вязкость, адгезию, снижая водоцементное отношение в 10–20 раз.
Благодаря меньшей потребности в воде для затворения штукатурки, снижаются «высолы» и загрязнения ее поверхности. Все это приводит к повышению пластичности цементного теста, повышению адгезии отделочных слоев к любым поверхностям, к увеличению прочности цементного камня при сжатии, на разрыв (> 5 Н/мм2) и изгиб. Это позволяет исключить «срезающие нагрузки» за счет разного коэффициента температурного расширения (КТР) основы и покрытия (особенно для фасадных штукатурок, которые подвергаются многократным циклам замораживания и оттаивания).
Введение в сухие строительные смеси дисперсионных порошков на основе этилена и винилового эфира с добавлением метилцеллюлозы придает плиточным клеям фиксирующую способность, т. е. плитка в процессе работы не сползает, что позволяет плиточникам работать без привычной оснастки.