Марки цементно-глиняных растворов

Цементно-глиняными строительными растворами называются такие разновидности смешанных (или сложных) строительных растворов, вяжущим веществом в которых служит портландцемент или аналогичные ему виды цементов (например, шлакопортланд-цемент), а в качестве пластизирующей добавки служит подготовленная сырая глина, вводимая вместо обычно добавляемой в смешанные растворы извести. Добавка глины служит для улучшения гранулометрического состава и, следовательно, плотности раствора, для повышения его удобоукладываемости и водоудерживающей способности.
Смешанные цементно-глиняные растворы в общем обладают теми же свойствами, что и цементно-известковые, и при соответствующем выборе глины и пропорций компонентов раствора могут употребляться для каменной кладки взамен цементно-известковых растворов той же прочности.
Примечание. В тех же целях глины, как это показывают опыты лаборатории треста «Строитель», могут вводиться в растворы, вяжущим веществом в которых является алюминатно-силикатный цемент; добавка извести в эти растворы крайне нежелательна в силу возникающего при ее введении резкого понижения прочности таких растворов.

В соответствии с проектом основных строительных норм на проектирование каменных конструкций цементно-глиняные растворы характеризуются двумя нижеследующими показателями:
1) расчетной маркой раствора, т.е. величиной его временного сопротивления сжатию или растяжению; требуемая для каждого данного случая применения марка раствора устанавливается в соответствии с допущенными на кладку расчетными напряжениями по данным, приведенным в вышеуказанном проекте основных строительных норм на проектирование каменных конструкций;
2) показателем рабочей консистенции, устанавливаемой в соответствии с условиями производства работ.

В соответствии с проектом основных норм на проектирование каменных конструкций установлены нижеследующие расчетные марки строительных растворов для каменной кладки: 8, 15, 30 и 50 кг/см².
Расчетная марка растворов принятого состава определяется путем испытания штыкованных образцов раствора рабочей консистенции.
Допускается установление марки раствора по нижеследующим показателям:
1) по величине временного сопротивления сжатию образцов раствора в виде нормальных кубиков 7 X 7 X 7 см (не менее 3 штук);
2) по величине временного сопротивления растяжению образцов раствора в виде нормальных (стандартных) восьмерок (не менее 5 штук);
3) в последнем случае полученные результаты полезно проверить испытаниями на сжатие составных образцов, состоящих из двух половинок разорванной восьмерки, наложенных друг на друга таким образом, чтобы поверхности разрыва были бы обращены в противоположные стороны (испытанию подвергается не менее 5 составных образцов).
Показатели временного сопротивления сжатию или растяжению образцов раствора, определяющие собой расчетную марку раствора, приводятся в табл. 1.

Таблица 1. Показатели прочности для растворов различных марок

Примечания:
1. Ввиду того, что изменение показателей прочности раствора на 25—30% меняет прочность кладки лишь на 5—10%, отнесение раствора к той или иной расчетной марке производится на основании сравнения полученной фактически средней величины временного сопротивления образцов раствора с предельными величинами, указанными для каждой марки растворов в табл. 1.
2. За среднюю величину временного сопротивления считается средняя арифметическая из двух наивысших результатов для кубиков и из трех наивысших дли восьмерок.
3. При определении временного сопротивления сжатию составных образцов из половинок разорванных стандартных восьмерок за расчетную площадь при исчислении напряжении следует принимать 12 см2. В этом случае временное сопротивление сжатию, определенное на составном образце, обычно составляет около 65-70% от временного сопротивления того же раствора в кубиках.

Приведенные в табл. 1 пределы, в которых должны находиться величины временных сопротивлений растворов различных марок, относятся к образцам, изготовленным из раствора рабочей консистенции (а при контроле — из раствора, взятого в момент укладки его в дело), хранившимся до испытания во влажных условиях (над водой, в песке или в опилках) при температуре 15—20° и испытанным в возрасте 30 дней.
При ведении работ скоростным способом, когда полная нагрузка данного элемента сооружения производится в более короткие сроки, за характеристику прочности раствора заданной марки следует принимать временное сопротивление его сжатию или растяжению в возрасте, соответствующем моменту полного нагружения кладки.

Изготовление кубиков может производиться как в металлических, так и в тщательно выполненных проолифленных деревянных формах с принятием мер, обеспечивающих формы от коробления и гарантирующих получение образцов с двумя параллельными боковыми сторонами. Уплотнение раствора в формах для кубиков производится путем 25-кратного штыкования массы стежнем d = 5—6 мм, причем укладка раствора ведется в один слой.
Уплотнение раствора в восьмерках производится путем 15-кратного штыкования стержнем d = 5-6 мм с тщательным последующим заглаживанием поверхности восьмерок. Изготовление восьмерок, равно как и последующее их выдерживание, желательно производить на кирпиче с помещением прокладки из не плотной (типа газетной) бумаги между образцом и кирпичом. Освобождение боковых поверхностен от формы должно производиться:

а) для растворов марки 30-50 не ранее, чем через 2 суток;
б) для раствора марки 8-15 не ранее, чем через 3 суток.

При этом деревянные формы должны быть защищены от возможного коробления, а образцы в формах от неравномерного высыхания поверхности путем укрытия форм oт действия солнца, ветра, сквозняков, лучеиспускания печей, радиаторов и т.п.

Числовой характеристикой консистенции массы раствора могут являться:
1) Величина свободного погружения, в сантиметрах, специального металлического конуса СтройЦНИЛа (рис. 1) в массу только что изготовленного строительного раствора, причем таковая величина для растворов, употребляемых для каменной кладки, может колебаться в пределах, указанных в табл. 2.
Вес конуса, служащего для погружения в массу раствора, должен составлять 300 г прн диаметре его, равном 7,5 см, и высоте — 15 см, конус приводится в соприкосновение с поверхностью массы свежего раствора, уложенного в специальную форму, после чего освобождается от закрепления и погружается в раствор под влиянием силы тяжести.
2) Величина осадки в сантиметрах малого конуса (типа Абрамса), для растворов на обычном песке. Малый конус, применяемый для определения консистенции растворов, имеет нижеследующие размеры: нижний диаметр — 6 см, верхний диаметр—4 см, высота — 10 см.

Таблица 2. Числовые показатели консистенции растворов для кладки

Консистенция раствора может определяться как по выходе из растворомешалки, так и у места укладки путем опускания конуса СтройЦНИЛа от руки в раствор, находящийся в приборах перемещения.

Помимо необходимой консистенции масса цементно-глиняного раствора должна обладать также удобоукладываемостью, позволяющей уложить ее тонким и плотным слоем, и полной равномерностью состава; кроме того масса раствора не должна расслаиваться, отделять воду или быстро отдавать её кирпичу. Эти свойства раствора могут бьпь получены при правильном выборе гранулометрического состава раствора и при тщательном его смешивании.

Основные требования к материалам для цементно-глиняных растворов

Цементы. На настоящем этапе работ с цементно-глиняными растворами для изготовления последних могут применяться:
1) портландцементы марок «200—300» (а в особых случаях, для получения весьма прочных растворов в короткие сроки, марки «400»);
2) шлако-портландцементы марок «150—300»;
3) пуццолановые портландцементы тех же марок;
4) алюминато-силикатные цементы марок № 3 (150 кг/см²) и № 2 (250 кг/см²).

Примечание. Остальные виды гидравлических вяжущих могут применяться лишь иа основании полных испытаний свойств раствора в отношении его прочности, морозостоикости, коэфициентов размягчения и т.п.

Цементы перед употреблением должны быть проверены для установления нижеследующих стандартных показателей:
а) сроков схватывания,
б) равномерности изменения объема,
в) марки цемента.

Заполнители тяжелые. К тяжелым пескам естественного или искусственного происхождения предъявляются различные требования в зависимости от того, для раствора какой марки они предназначаются:

1) Предельная крупность песка в целях получения возможно более тонкого шва (при кирпичной кладке) должна быть для растворов любых марок не более 2,5 мм.
При употреблении растворов для бутовой кладки или для другой кладки с толстыми швами предельную крупность заполнителя можно доводить до 5 мм и выше, учитывая, что прочность подобных кладок в сильной степени зависит от прочности раствора на сжатие. В этих случаях предельную крупность заполнителя следует назначать равной около 1/5 Д, где Д—средняя толщина швов бутовой кладки.
2) Для цементно-глиняных растворов марки «50» может применяться песок с содержанием глинистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, до 10% по весу (из них собственно глины, определяемой методом набухания, до 5—6%)
3) Для растворов марок «30» является допустимым применение песков с содержанием глинистых и пылевидных частей в количестве до 15% по весу, из них глины до 7—8%. при условии осуществления особо тщательного смешивания массы раствора и учета содержания в песке глинистых частиц при назначении дозировки глиняного молока, вводимого в раствор.
4) Для растворов более низких марок—15, и 8 кг/см² — можно допустить пески с содержанием глинистых и пылевидных частиц до 20% (из них глины до 10%).
5) Предельное содержание органических примесей в песке для всех случаев допускается в количестве, при котором колориметрическая проба давала бы цвет воды над испытуемым песком, совпадающий с цветом эталона.
Характеристики гранулометрического состава песков имеют главным образом экономическое значение, так как даже весьма мелкие пески позволяют при увеличенном, против нормального, расходе вяжущего получить раствор заданной марки. Наиболее желательным для кирпичной кладки является применение сравнительно крупных песков с предельной крупностью зерен около 2.5 мм.
По отношению к песку должны быть установлены испытанием нижеследующие показатели:
а) гранулометрический состав песка и, в частности, предельная крупность его;
6) содержание в нем пылевидных и особенно глинистых частиц;
в) степень загрязненности песка органическими примесями, устанавливаемая колориметрической пробой.
Испытания песка должны производиться методами, указанными в ОСТ 3518.

Заполнители легкие. К легким заполнителям естественного или искусственного происхождения предъявляются те же требования, что и для случаев применения их в обычных смешанных (цементно-известковых) растворах.

Глины. По отношению к глинам, применяемым в цементно-глиняных растворах, должны быть установлены нижеследующие показатели:
1) содержание глинистых частиц, определяемое методом набухания;
2) содержание песчаных частиц (размером более 0,15 мм);
3) степень загрязненности вредными примесями (растворимые соли, пирит, органические вещества);
4) общая степень однородности качества применяемой глины, устанавливаемая исследованием ряда проб глины.
В цементно-глиняных растворах могут быть применены глины с разнообразным гранулометрическим составом, начиная от разновидностей глин, состоящих в основном из частиц с размерами меньше 0,01 мм и кончая песчанистыми глинами с содержанием, глинистых частиц в количестве 30—35%. Наилучшие результаты обычно дают так называемые рядовые кирпичные глины, содержащие от 40 до 60% частиц мельче 0,01 мм и увеличивающие объем при набухании в 1,50—2.25 раза.