Что будет если смешать цемент с глиной
Брусчатка и тротуарная плитка
ООО «Арена»
г. Ижевск, ул. Маяковского 13
Email: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Телефон: (3412) 51-22-73
Факс: (3412) 51-22-73
Общее влияние качества глины в качестве добавки в смешанных цементных растворах
Применение глины в качестве добавки в смешанных цементных растворах наряду с диатомовыми землями и обычно применяемой известью. В первом приближении можно считать, что содержание глины по весу по отношению к цементу не должно превосходить 1:1 — 1,25 : 1. При большей величине добавки глины качество растворов в отношении их морозостойкости и коэфициента размягчения может значительно снизиться, почему в настоящее время еще нельзя судить о пригодности таких растворов для кирпичной кладки. Большое количество проведенных испытаний не выявило каких- либо отрицательных- свойств цементно-глиняных растворов, которые могли бы повлиять на суждение о возможности их применения. Наоборот, испытания доказали в известных пределах ценные качества цементно-глиняных растворов, не говоря уже о том, что в большинстве случаев стоимость их ниже аналогичных растворов на других добавках. Однако качество применяемой глины, повидимому, все же играет существенную роль, так как различные глины давали в наших опытах достаточно разные результаты. В частности, глины с большим содержанием органических веществ давали растворы с наихудшими показателями. Наилучшие результаты в различных случаях испытаний и по различным характеристикам показали различные глины. Однако, в большинстве эти лучшие показатели относились к случаям введения в растворы кирпичных глин. Несмотря на значительное различие в химическом составе применяемых нами глин, какой-либо определенной зависимости между качеством получаемых растворов и химическим составом глин установить в настоящее время не удалось. Это должно, новидимому, составить предмет дальнейших исследований в этой области.
 |
Однако уже теперь можно наметить некоторые пути к оценке качества глин и встречающихся в них соединений, могущих оказать отрицательное влияние на свойства цементно-глиняных растворов. Глины, вообще говоря, по своему минералогическому и химическому составу настолько разнообразны, это обстоятельство дает некоторым исследователям возможность утверждать о «наличия стольких же разновидностей глины, сколько месторождений подвергается обследованию» (Г. Зальманг). Помимо этого, слоистый характер значительной части залеганий делает состав глины весьма пестрым даже и в одном и том же месторождении. Поэтому к выбору и применению глин в смешанных растворах следует относиться с очень большой осторожностью. К числу возможных примесей к глине, могущих оказать известное влияние на прочность и стойкость смешанного раствора во времени, следует отнести часто встречающиеся в них:
а) сульфиды — пирит и марказит;
б) органические вещества (растительные ткани, битуминозные вещества, углерод, гуминовые вещества, в частности, гумусовые кислоты;
в) некоторые легко растворимые соли в виде сульфатов железа (мелантерит), кальция (гипс), магния (эпсомит), калия и натрия, хлористый натрий и магний, растворимые силикаты щелочных и щелочно-земельных металлов, хлориды щелочных металлов.
Влияние пирита
Пирит в глине обычно встречается в виде зерен желтого цвета с металлическим блеском, кубиков и плоских розеток, видимых невооруженным глазом. Однако в так называемых квасцовых глинах пирит содержится и в мелкораспределенном состоянии, причем в этом случае он не может быть удален из глины даже путем отмучивания. По Райсу пирит можно встретить почти в каждом месторождении, но в глинах, залегающих у поверхности земли, его редко можно встретить в устойчивой форме, так как он на открытом воздухе быстро переходит в сульфат железа, а затем в лимонит (2Fe2Q3 3H2O), являющийся для смешанных растворов, по всем имеющимся данным, повидимому, безвредным.
Однако при разложении пирита и марказита освобождается серная кислота, образующая сульфаты с содержащимися в глине карбонатами кальция, магния или железа.
Надо отметить, что обычно глины, содержащие пирит или марказит, отбрасываются при производстве керамических изделий и идут в отвал. Во всяком случае глина ранее ее применения должна быть исследована на содержание в ней пирита.
Гуминовые кислоты являютея частью гуминовых веществ, растворимую в щелочах. По Свен-Одену можно вообще различать:
а) гумусовую кислоту, нерастворимую в воде, черно-бурого цвета;
б) торфяную, нерастворимую в воде, желто-бурого цвета,
в) фульво-кислоту, растворимую в воде, светложелтого цвета.
Гуминовые вещества, в свою очередь, делятся на гуминовые кислоты, гумины, которые растворяются в крепких щелочах лишь при долгом кипячении, и гумусовый уголь, вовсе нерастворимый в щелочах. Гуминовые кислоты при нагревании также переходят в нерастворимое в щелочах состояние. Химическое строение гуминовых кислот остается в общем недостаточно выясненным, однако считается доказанным присутствие в них группы СООН. Присутствие гуминовых кислот может быть оценено по показателю концентрации водородных ионов.
По данным проф. Швецова, можно вообще считать, что кислоты, содержащие только карбоксильную группу СООН, не оказывают особенно вредного действия на цементные растворы при добавлении их в воду затворения. Однако ввиду недостаточной выясненности химического строения гуминовых веществ и кислот вопрос о характере и степени возможного их влияния должен еще составить предмет планомерных исследований.
Отсутствие понижения прочности при затворении портландцемента на болотной воде, содержащей гуминовые вещества и, в частности, гуминовую кислоту, наблюдалось рядом исследователей. Д. Абрамс в 1924 году опубликовал результаты опытов по изучению прочности портландцементных растворов (в сроки от 90 дней до 2 1/2 лет), на основании которых можно установить отсутствие существенного понижения прочности растворов, затворенных на болотной воде.
Инженер Сперанский рядом экспериментов с естественными и искусственными водами, содержащими гуминовые вещества, также показал возможность использования их для затворения цементных растворов. В этих опытах исследуемых торфяниковых вод колебался от 4,6 до 6,3, окисляемость же находилась в пределах от 11 до 50 мг кислорода на литр воды. В глинах же, по данным Зальманга, содержание гуминовых веществ обычно находится в пределах 0—0,5% при pH от 7,1 до 4,8; лишь в особо загрязненных глинах, отличающихся по большей части темносерым или коричнево-черным цветом, содержание гуминовых веществ доходит до 2—2,5% при значении pH от 6 до 7.
В вышеуказанных опытах инж. Сперанского наблюдалось (в сроки до 90 дней) даже некоторое повышение прочности на сжатие образцов, затворенных на загрязненной воде, по сравнению с образцами, затворенными на дистиллированной воде (при хранении всех образцов в обычной чистой воде). Отсутствие серьезного влияния гуминовых веществ, введенных при затворении портландцемента, на прочность растворов можно объяснить наличием подавляющей массы цемента по сравнению с количеством вводимых и нейтрализуемых цементом реагентов.
Некоторое же наблюдаемое повышение прочности, применительно к общим данным проф. Б.Г. Скрамгаева и Г.К. Дементьева, может быгь объяснено некоторым повышением эффективности гидратации от действия кислот.
Таким образом можно считать, что гуминовые вещества и кислоты в случае нахождения их в воде затворения вряд ли должны оказывать серьезное отрицательное влияние на прочность строительных растворов для кладки. Все же в опытах глины с органическими примесями показывали наихудшие результаты и склонность к некоторому падению прочности в дальние сроки твердения.
Однако для глин с большим содержанием органических веществ нижеприводимые опыты Mache позволяют найти меры, способствующие уменьшению или устранению опасности от введения глин, содержащих в себе перегной.
В своих опытах Mache исследовал влияние введения чернозема, содержащего перегной, на прочность пластичных цементных растворов. Содержание перегноя в черноземе, определенное по методу М. Pietre, составляло 11,7%.
Рассматривая с этой точки зрения влияние присутствия перегноя, возможно думать, что и растворы с глинами, содержащими органические вещества, можно обезопасить от влияния последних путем введения дополнительной щелочи, в частности извести. Отсюда следует предположить, что трехкомпонентные растворы, предложенные проф. В.П. Некрасовым (цемент-известь-трепел или цемент-известь- глина), в некоторых случаях (введение небольших количеств извести при применении сырой глины и сырого трепела) с этой точки зрения смогут дать более высокие показатели прочности, нежели двухкомпонентные цементно-смешанные растворы.
Наряду с гуминовыми веществами в глине могут встречаться органические вещества и в других формах: а) в виде растительных тканей (листья, стебли, корни, куски древесных стволов), которые легко могут быть изъяты из глины при ее подготовке; б) в виде органических веществ битуминозного характера, влияние которых на качество цементного раствора может считаться вредным лишь в редких (например, в весьма вредной форме бурого угля) случаях;
в) в виде твердого углерода в модификациях, сходных с антрацитом, что не должно считаться вредным.
Так как значительное содержание подобного рода органических веществ характеризуется сероватой, синевато-серой и черной окраской глины, а иногда и видимыми вкраплениями, то необходимо воздерживаться от применения подобных глин для строительных растворов. Глины же иного цвета было бы желательно проверять на содержание в них органических веществ и устанавливать степень кислотности путем определения показателя pH (впредь до разработки и проверки более простых приемов исследования).
Надо отметить, что прокаливанием глины при температуре красного каления или длительным нагреванием при температуре около 250° (например при сушке перед помолом) можно освободиться от значительной части органических веществ.
В связи с этим стедует отметить, что, повидимому, применение глин, активизированных путем прокаливания, как это предлагалось вышеупомянутой инструкцией В.П. Некрасова (1933 г.), может быть уместным и выгодным в целом ряде случаев.
Наиболее опасными для цементно-глиняных растворов примесями в глине могут явиться, помимо органических веществ, легко растворимые соли. Органические вещества могут непосредственно вызывать некоторое понижение прочности раствора, наличие же растворимых coелей может проявляться с течением времени и привести к последующему выветриванию раствора в силу явлений миграции солей. Под выпетриваннем строительных материалов обычно понимается потеря ими прочности и частичное или полное разрушение под влиянием атмосферных и других факторов. Явления выветривания строительных растворов вообще в той или иной степени встречаются сравнительно часто, причем основные причины такого выветривания могут быть разбиты на две важнейших категории:
1) Плохое смешивание раствора, ведущее к (наличию ослабленных участков, выветривающихся под влиянием, главным образом, действия мороза; при плохом перемешивании раствора не может быть осуществлено надежное и полное сцепление элементов кладки. При отсутствии же должного сцепления легко возникают трещины и повреждения в кирпичной стене даже от незначительных осадков фундамента. Эти трещины и являются очагами распространения явлений выветривания под влиянием последующего попадания воды в подобные трещины и замерзания их.
В глине из сульфатов чаще всего встречается гипс, причем по данным Dawit и ряда других исследователей. содержание солей серной кислоты в глинах сильно колеблется и может быть довольно значительным. Например, по данным Nirsch. содержание SO3, в глине одного и того же месторождения колебалось от 0,016 до 0,271 %. Нужно, впрочем, отметить, что нередко и в обожженном кирпиче содержание SO3 доходит до 0,2—0,3%, что объясняется применением иногда для обжига угля со значительным содержанием соединений серы. Особенно часто высокое содержание S03 имеет место в сравнительно слабо обожженных сортах кирпича.
Таким образом выветривание кладки под влиянием сульфатов может иметь место также и вследствие наличия их в штучных элементах кладки.
Наряду с этим нужно отметить, что и в затвердевшем цементе, употребляемом для кладки, также может находиться ряд соединений, способствующих появлению выцветов. Разрушение раствора в швах кладки от явлений выцветания в общем происходит нижеследующим образом: влага, введенная в стену вместе с раствором, растворяет имеющиеся в наличии растворимые соли. По мере высыхания кладки с поверхности происходит движение растворимых солей по направлению к наружным поверхностям стены. В дальнейшем растворимые соли подходят к поверхности стены, где кристаллизуются в порах раствора и на поверхности. Так как эта кристаллизация происходит для значительной части растворимых солей с большим увеличением объема, то такая кристаллизация ведет к постепенному разрушению шва с поверхности, к отпаду штукатурки, частичному выкрашиванию кирпича, появлению ясно видимых налетов и т.п.
Явления выветривания особенно усиливаются при неизбежных колебаниях влажности, так как при изменении влажности среды большинство вышеуказанных солей то теряет, то вновь присоединяет кристаллизационную воду, меняя при этом объем и вызывая серьезные внутренние напряжения в теле раствора.
Простейшие исследования глины на содержание в ней соединений, способных (произвести выцветы на кладке, можно произвести нижеследующим способом: берется стеклянный цилиндр (или, что лучше, колба с узким горлышком) и наполняется дестиллированной водой; на верхнее отверстие цилиндра или колбы плотно укладывается притертый кирпич; после этого цилиндр переворачивается таким образом, чтобы дестиллированная вода проникла в кирпич. В дальнейшем кирпич просушивается, причем в случае наличия в нем растворимых солей таковые выступают в виде беловатого налета. Для целей испытания глины предварительно должен быть отобран кирпич, не имеющий такого налета. Далее испытуемая глина просушивается, размельчается и затворяется большим количеством дестиллированной воды. Полученное жидкое глиняное молоко выливается иа кирпич, предварительное испытание которого показало отсутствие в нем растворимых солей. В том случае, если в глине находятся растворимые соли, таковые проникают в кирпич и по просушивании выступят на его поверхности в виде беловатого налета. Наличие растворимых солей в глине можно оценить также с помощью выпаривания остатка из воды, отфильтрованной от глины. Наличие осадка укажет на наличие растворимых солей.
Из прочих примесей, встречающихся в глине, кроме вышеуказанных, большинство возможно даже признать полезным. К числу (подобных примесей относятся: кварц в виде тонких частиц и зерен обычного песка, кремнезем в амофорном состоянии (встречающийся обычно в глине лишь в очень небольших количествах), гидраты кремнезема, слюды, гидрослюды.
Влияние слюды оценивалось профессором Пономаревым, который при своих исследованиях системы цемент-слюда отмечал, что небольшие добавки измельченной слюды (в количестве 2 — 3%) не оказывают существенного влияния на прочность раствора, но повышают довольно резко связность получаемой массы.
Более значительные добавки слюды довольно серьезно понижали величины временного сопротивления растяжению и изгибу испытуемых образцов. Ожидать какого-либо вредного химического влияния слюды на вяжущую часть раствора нет оснований, если принять во внимание чрезвычайно высокую степень химической инертности слюд вообще. Наиболее опасным действием значительного количества слюды может явиться, как показывают исследования G.Kathrein, понижение морозостойкости раствора.
Так как глинах содержание слюды в огромном большинстве случаев весьма невысоко, то ожидать с этой стороны вредного влияния глины на смешанные цементно-глиняные растворы нет оснований. Гидраты глинозема, кремнезема и Окиси железа, иногда присутствующие в глинах в незначительном количестве, могут, по данным Rodt, оказать весьма благоприятное влияние на свойства раствора и, в частности, на его (прочность в дальние сроки твердения, связанного с высыханием.
Исследования, произведенные Михаэлисом над гелеобразными гидратами окиси кальция, глинозема, кремнезема и гидратом окиси железа, подвергнутыми высушиванию с целью частичного обезвоживания, показали возможность получения агрегатов весьма высокой прочности, особенно из гелей гидратов кремнезема и окиси железа. Влияние постоянно встречающейся в глинах окиси железа можно оценить и по опытам Грюна. По этим опытам введение 30% молотой окиси железа (считая от веса цемента) в цементно-песчаные растворы 1 : 3 дает даже некоторое повышение прочности растворов на растяжение при весьма незначительных изменениях прочности на сжатие (10%). Таким образом влияние этой составляющей глины не может быть признано вредным.
Содержащиеся в глинах тонкая пыль и тонкий песок по этим же испытаниям Грюна, а также по ряду других исследований оказывают также скорее положительное, чем отрицательное действие «а плотность и прочность цементных растворов, особенно в длительные сроки твердения. Однако, надо отметить, что это будет иметь место, понятно, не при всяких количествах введенной добавки, а лишь в тех случаях, когда гранулометрический состав строительного раствора будет находиться в определенных пределах. (Кроме того надо подчеркнуть, что по вышеприведенным исследованиям Ферэ добавление тонких песчаных частиц несравненно более повышает сопротивление строительных растворов растяжению и величину сцепления, чем сопротивление сжатию. Это указывает, что вообще добавка мелких частиц способна оказывать достаточно благоприятное влияние на качества раствора в кладке, но что назначение величины добавки шины должно производиться с полным учетом получаемого гранулометрического состава строительного раствора. Гидрослюды, присутствующие всегда в глинах, (гидроокись железа, присутствующие в некоторых глинах кальцит, доломит, глауконит, полевые шпаты являются, повидимому, безвредными отощающими примесями.
В общем, при применении глин в смешанных растворах, с большинством из этих примесей приходится считаться, как с (грубозернистыми примесями, частично заменяющими собой песок в строительных растворах. При подобном подходе сильно песчанистые глины должны «водиться в строительные растворы с обязательным учетом содержания в них крупнозернистых включений, т. е. с соответствующим увеличением дозировки такой песчанистой глины и с уменьшением количества вводимого песка.
Как видно из вышеприведенного беглого перечня, наибольшее внимание при выборе глин должно быть обращено, повидимому, на содержание в них растворимых солей и, в частности, сульфатов. Опыты, проведенные в Промакадемии имени тов. Сталина по применению сильно засоленных лессов, показали, что наличие в строительном растворе значительного количества растворимых солей приводит к появлению чрезвычайно сильно развитых выцветов на поверхности образцов, сопровождающихся размягчением и разрыхлением наружной их корки. В этом отношении особенно неприятными оказались сернокислые соли натрия, магния и калия. Так как растворимые соли легко могут оказать вредное влияние на раствор и кладку (явление эффлоресценции — появление выцветов), то глину, содержащую значительное количество таких солей можно использовать лишь после длительного ее вылеживания, способствующего выщелачиванию сульфатов или после обработки ее бариевыми соединениями.
Однако и тот и другой приемы могут дать эффект лишь в случае относительно невысокого содержания в глине растворимых солей и вдобавок лишь по отношению к некоторым из них. Опасность непосредственного влияния сульфатов на портландцемент в смешанном растворе несколько, повидимому, снижается как вследствие предполагаемого действия глины, аналогичного действию слабых пидравшических (добавок, так и особенно в случаях применения растворов для кладки, находящейся в воздушных условиях. Так как пирит, а также гипс и другие сульфаты являются нежелательными примесями к глине и при производстве из нее кирпича, то всякая кирпичная тайна обычно подвергается оценке с точки зрения наличия или отсутствия в ней подобных вредных минеральных примесей, почему данные и подобных испытаний могут быть использован и при выборе глин для растворов.
Что будет при смешивании глины с цементом
Строительные растворы
Состав цемента
Строительные растворы
Строительный раствор могут быть известковыми, глиняными, глиняно-известковыми, известково-гипсолвыми и глиняно-цементными. Прежде чем добавить глину в раствор, её нужно предварительно размягчить и пропустить через густое сито.
Строительный раствор должен быть абсолютно однородным, чтобы в нём нельзя было различить отдельных ингредиентов. Это достигается путём продолжительного размешивания соответствующим инструментом. Исключительно важным для строительного раствора является количественное соотношение компонентов. Оно зависит от назначения раствора (кладка, штукатурка, заделка трещин и т.д.).
При большем количестве связующего вещества растворы получаются жирными. Штукатурка из такого раствора при высыхании растрескивается.
При избытке наполнителя (песка) получаются постные растворы, дающие слабую, непрочную штукатурку.
Если при смешивании раствор сильно прилипает к инструменту — он жирный, если не прилипает — постный, нормальный раствор должен слегка прилипать к инструменту.
Приготовление известкового раствора
Приготовление известкового раствора выполняют так: песок равномерным слоем насыпают на прочную основу и покрывают необходимым количеством извести. Смесь несколько раз перелопачивают, затем тщательно перемешивают мотыгой. Посредине делают кратер, в который заливают воду. Смесь снова размешивают таким образом, чтобы кратер постепенно наполнялся смесью, а его края постоянно находились выше раствора для избежания перелива. Готовый раствор должен представлять собой достаточно густую однородную смесь.
Приготовление глиняного раствора
Глиняный раствор можно использовать и для кладки и для штукатурки лишь во вспомогательных и второстепенных постройках. Такой раствор готовят, как известковый, но он слабее известкового. Для увеличения прочности в глиняный раствор добавляют гашеную известь, гипс или цемент.Для глиняно-известкового раствора на одну часть глины берут 0,3. 0,4 части гашеной извести и 3. 6 частей песка. Количество песка определяется назначением раствора (кладка, штукатурка) Для приготовления глиняно-гипсового раствора на одну часть глины берут 0,25 части гипса и 3. 5 частей песка, Для глиняно-цементного раствора — на одну часть глины — 0,15. 0,2 части цемента и 3. 5 частей песка.
Состав цемента
Цемент — главный материал для строительства. В состав цемента входит смесь из известняка и глины. Смесь подвергают спеканию и спеченную массу размалывают и получают порошок серого цвета, состоящий из CaO, Al2O3 и SiO2. Если эту смесь смешать с водой в тесто, то через некоторое время эта масса затвердевает. При добавлении в цемент песка и щебня получают бетон. Если внутри бетонных изделий находится арматура — каркас из железных прутьев или сетки, получается очень прочный материал — железобетон.
В отличии от других связующих материалов (извести, гипса, песка, жидкого стекла), после смешивания с водой и предварительно затвердевания на воздухе может продолжать твердеть, а в твёрдом состоянии он устойчив к воде. Для получения цементного теста необходимо 24. 28% воды. Отклонение как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения снижают его качество.
Схватывание цементного раствора происходит через час после его смешивания с водой и прекращается, когда твердёющая масса теряет свою пластичность — обычно через 12 ч. Чем выше температура воздуха, тем быстрее происходит схватывание цемента. Поэтому летом цемент затвердевает быстрее. Процесс можно ускорить с помощью различных добавок.
Как разрушить затвердевший цемент.
Затвердевший цемент (цементный камень) разрушается мягкой водой, содержащей угольную кислоту, кислыми водами (сбросами промышленного производства), водой, содержащей сульфаты и хлориды (морская вода).
Приготовление цементного раствора
Из необходимого количества песка насыпают кучку, затем добавляют цемент и перелопачивают до образования однородной смеси. Её раскладывают толстым слоем и заливают необходимым количеством воды, затем размешивают до получения однородного раствора, который следует использовать в течение следующего часа!
Цементный раствор при соотношении цемента и песка 1:4 или 1:5 — раствор трудно наносится на стену и не прилипает. Для этой цели используются обогащённые цементные растворы (1:2 или 1:3). Качественные эластичные растворы получают из цемента, извести и песка. Для приготовления такого раствора сухой цемент смешивают с песком. Гашеную известь разводят до вязкости сметаны и засыпают в неё смесь цемента и песка, после чего хорошо размешивают до образования однородной массы.
Приготовление бетонной смеси
Важным условием приготовления бетонной смеси — это хорошее смешивание компонентов раствора — цемента, песка и воды. Поэтому бетонную смесь лучше готовить в бетономешалке. В малых количествах бетонную смесь вручную. Щебёнку насыпают на твёрдое основание кучкой высотой 10. 15 см, равномерно покрывают цементом и перелопачивают до получения сухой однородной смеси. Затем снова образуют кучку с кратером, в котором при постоянном перемешивании добавляют воду до получения достаточной густой смеси. Нормы расхода цемента, песка следующие:
Количество заливаемой воды зависит от влажности и вида песка. Для приготовления 1 м 3 бетона расходуется приблизительно 200. 250 л воды. Объёмное соотношение песка и щебня также зависит от вида песка. Для натурального песка — 0,6:1 — 0,8:1, для керамзитового — 0,8:1 — 1:1, для перлитового — 0,6:1.
Для правильного затвердевания бетонной смеси после заливки в начальный период «схватывания» необходимо предохранить его от быстрого высыхания, ударов, сотрясений, механических воздействий и холода.
Поддержание бетона во влажном состоянии во время схватывания является важным условием достижения проектной прочности. Поверхность начинают обливать водой сразу же после установления, что она не повреждается водой (через 24 ч после заливки бетона).
При температуре выше +5 0 C поверхность поливают в течение 7 дней, ниже +5 0 C — не поливают, а принимают меры против высыхания бетона, закрывая его увлажнённым материалом (песком, полотном и т.д.) или свеже залитый бетон покрывают водонепроницаемым покровом. Прочность растворов, приготовленных из шламов обогатительных фабрик, выше, чем растворов из карьерного песка.
Шамотная глина — как разводить это чудо природы?
Строительство термостойких сооружений, например, печей или каминов, зачастую не обходится без применения шамотной глины или кирпича, изготовленного на ее основе. Зная, какие свойства имеет шамотная глина, как разводить ее и с чем смешивать, вы станете самым заправским мастером в этом деле!
Глина шамотная – синтез природного и человеческого
Шамот – заимствованное из французского языка слово, которое в последнее время звучит с новой силой. Уставшие от ненатуральных изысков и пластикового глянца люди стремятся к натуральным материалам, среди которых шамот занимает видное место. Впрочем, без участия человека получить такой материал не представляется возможным – специальную белую каолиновую глину нужно обжечь во вращающихся печах при температуре около полутора тысяч градусов по Цельсию, поскольку именно в таких экстремальных условиях она полностью лишается своей пластичности, теряет всю воду, связанную с ее молекулами.
Благодаря этому шамот приобретает свойства, близкие к свойствам камня. Полученные куски шамота измельчаются в специальных мельницах и уже в таком виде поступают в продажу в виде строительных сухих масс или же используются для производства шамотных кирпичей. Следует отметить, что к шамоту неравнодушны не только строители, но и дизайнеры. Шамотная глина обладает какой-то необъяснимой сдержанной красотой, особой фактурой, природным духом, благодаря которым вещи, сделанные из этого материала, способны украсить даже самый изысканный интерьер, поэтому такой способ применения совсем не редкость. В творческой среде из шамотной глины делают керамическую посуду, изразцы, статуэтки.
Строители же в свою очередь стараются применять фактурный шамот не только для облицовки поверхностей, подверженных воздействию высоких температур (все те же камины и печки), но даже для фасадов домов!
Глина шамотная в строительных магазинах встречается и под названием каолин – суть от этого не меняется. Цвет этого материала колеблется от белого с кремовыми оттенками до серо-коричневого. Шамот активно применяется как для создания раствора для укладки кирпичей, для замешивания обмуровочных растворов, так и для проведения штукатурных работ. При покупке убедитесь в том, что глина не залеживалась на полках долгое время – в противном случае она могла потерять свои свойства, ведь в магазинах не всегда выдерживают нужные ей условия. Длительное воздействие влажного воздуха способно вовсе испортить шамот, точно так же, как это происходит с цементом. Использовать такой материал – себе дороже.
Шамотная глина – как разводить и с чем смешивать?
Сказать, что этот материал прост в работе, будет не совсем правильно – многие новички, использующие шамот, жалуются, что штукатурка на его основе трескается и осыпается, а кладка на шамотном растворе держится непрочно. Следует помнить, что при обжиге глина практически полностью теряет свои пластические свойства, и наша задача при замешивании раствора хотя бы частично вернуть ей эти характеристики или придать их раствору с помощью других компонентов, например, специального клея или обычного кварцевого песка.
Как разводить и с чем смешивать шамотную глину — пошаговая схема
Шаг 1: Настаиваем порошок на воде
Для приготовления раствора из шамотной глины для штукатурки нам понадобится пачка шамотного порошка. Засыпаем порошок в емкость, постепенно добавляя воду, до тех пор, пока порошок не будет полностью покрыт водой. Перед тем как разводить окончательный раствор, шамотная глина должна настояться как минимум трое суток.
Шаг 2: Делаем окончательный замес
После того, как мы выдержали нужное время, размешаем полученную смесь еще раз, при необходимости добавив немного кварцевого песка и воды, если нужно. Если раствор получится жидким, можете присыпать еще порошка, слишком густой разведите дополнительным количеством воды. По своей консистенции готовый к работе раствор должен напоминать сметану – при такой густоте он не будет стекать с поверхности и хорошо прилипнет к стене.
Конечно же, вы можете приобрести и состав для моментального замешивания – его не требуется настаивать три дня, но и стоит он дороже. В любом случае в полученный состав следует добавить строительный клей ПВА, не помешает армировать такой раствор и измельченным стекловолокном. Для штукатурки таким раствором особых навыков не нужно – просто заранее подготовьте большой и маленький шпатели и равномерно наносите раствор на поверхность.
Шаг 3: Готовим поверхность
Исходя из пониженных пластических свойств шамота, в обязательном порядке нужно поверхность, которую вы хотите оштукатурить, снабдить сеткой, а для улучшения сцепления пройтись хорошей грунтовкой. Поскольку речь идет чаще всего об оштукатуривании печей и каминов, то и грунтовка должна быть термостойкой, а сетка – металлической. В таком случае вы компенсируете пластичность шамота и добьетесь высочайшей огнеупорности штукатурки.
Готовим раствор из шамотной глины для кладки кирпичей
Чтобы получить раствор для кладки кирпичей, первым попавшимся измельченным шамотом не воспользуешься. У шамотной глины, как и у цемента, есть свои марки. Характеристики этого материала зависят как от величины фракции полученной при измельчении крошки или порошка, так и от степени огнеупорности. Помимо фракции, нужно понять, каким способом был получен материал – это могут быть как измельченные брикеты, специально обожженные для этого, так и дробленый каолиновый кирпич, отбракованный на производстве. Второй случай определить достаточно легко – на мешке должна стоять маркировка «У», обозначающая «утилизационное» происхождение материала. Шамотный раствор на его основе нельзя применять в ответственных работах.
Лучше всего для кладки подходит раствор из шамотной глины из одной части каолина и двух частей шамотного песка с фракцией не более 0,5 миллиметров.
Другой вариант, более сложный, заключается в смешивании 1 части каолиновой глины, такого же количества синей глины и 4 частей шамотного песка. Почему именно шамотный песок? Обычный кварцевый наполнитель имеет свойство при высоких температурах расширяться, что может в свою очередь привести к появлению нежелательных трещин в самой кладке, особенно если речь идет об экстремальных температурах, которые образовываются внутри печи. Речной песок также непригоден, так как он не создает достаточного сцепления с другими компонентами. Для более высокой прочности иногда в такие составы добавляют портландцемент, однако такой шамотный раствор несколько снизит свои огнеупорные качества – максимальный порог нагревания составит около 1550°.
Правильнее всего использование шамотной глины совмещать с шамотным же кирпичом. Все дело в том, что у них будет одинаковый коэффициент расширения при воздействии тепла, а это в свою очередь способствует большей крепости всего сооружения. Класть красный кирпич или любой другой из этих соображений не совсем правильно, хотя не исключен и такой вариант, если печкой будут пользоваться не часто и не доводить ее до экстремальных температур. И все же лучше обычный кирпич класть на обычный же раствор, приготовленный по классическому рецепту: на одну часть глины от 3 до 5 частей песка (в зависимости от жирности первого компонента) и одну часть цемента.
Опилки с глиной и цементом как утеплитель для потолка
Если задаться целью выполнить утепление перекрытия дома с наименьшими затратами и при этом не потерять в качестве, то таким незаменимым материалом можно считать отходы древесного производства.
Опилки или стружку, можно не утруждаясь, дешево приобрести в любой ближайшей столярно-плотницкой мастерской.
Для выполнения утепления нужно будет потрудиться, так как смешивание опилок с вяжущими и монтаж на перекрытие несколько более трудоемкий по сравнению с готовыми утеплителями. Но эксплуатация дома, защищенного от холодных масс подобным образом, приятно удивит хозяев, и будет не жалко времени, потраченного на работу.
Преимущества и недостатки
Положительные стороны утепления потолка опилками:
Недостатки опилок как утеплителя:
Правила выбора древесного материала
Процесс утепления потолка глиной с опилками
Прежде всего, нужно тщательно осмотреть всю поверхность под укладку утепляющей массы на чердаке. Щели в потолке и стыки перекрытия со стенами тщательно заделать монтажной пеной для наружных работ. Некоторые слои пены могут не попасть под укрытие утеплителем и при зимних морозах могут растрескаться и прийти в негодность и не утеплять зазоры.
Все деревянные поверхности пропитать антисептиком. Хорошо подходит каменноугольный креозот.
Площадь основания убрать от мусора. Для подложки под опилочный пласт используется толстый картон от ящиков или от упаковки крупных предметов. Его прибивают к деревянным частям основания.
Состав смеси для утепления состоит из 10 частей дерева и одной части глины. Вначале смешиваются сухие компоненты, а вода добавляется постепенно вместе с тщательным перемешиванием. На вышеуказанный состав материалов идет приблизительно 1–1,5 части воды.
Замешивание раствора глины с опилками производится небольшими партиями внизу и поднимается на чердак ведрами. Если утепление выполняется при незакрытой кровле чердака, то можно использовать для подачи лебедки и подъемные роликовые механизмы.
Утепление потолка делается двумя слоями. Первый выполняется из более крупных древесных отходов толщиной от 5 до 10 см. Второй должен быть приготовлен практически из пыли, его толщина колеблется от 8–15 см.
Укладка второго слоя предусматривает полное высыхание первого. При схватывании на поверхности массы обязательно появятся мелкие трещины, которые заделываются тем же раствором.
При накладывании утепления делается легкое уплотнение. Для этого можно из подручных материалов изготовить примитивную трамбовку с рабочей площадью основания примерно 25 на 25 см.
Полное высыхание утеплителя достигается в течение 3–5 недель. Далее, изготавливается пол, по которому будут ходить люди при эксплуатации чердачного помещения.
Стяжка пола выполняется из цементно-песчаного раствора в соотношении 1 части цемента и 3 частей песка. Дальнейшая отделка пола зависит от желания заказчика и функционального назначения чердака.
Если предусматривается дощатый пол, то установка лаг делается до укладки утеплителя, а опилки укладываются в промежутки между лагами. В этом случае необходимо защитить картоном не только поверхность пола, но и лаг тоже.
Утепление с помощью извести и опилок
Известь применяют для защиты утеплителя от микроорганизмов. Известковый компонент является антисептиком от мышей, крыс и жучков.
Для приготовления смеси из древесных отходов и извести требуется соотношение объемных частей 1: 10. На 1 ведро извести берут 10 ведер состаренных опилок. При замене извести на известковое тесто, его количество повышают вдвое.
Если к такому раствору добавляют гипс в количестве 0,5 части, то замешивание выполняют порциями не более ведра и делают непосредственно на месте укладки, на чердаке. Гипс переводит сыпучую массу в твердую консистенцию, которая не подвергается усадке. Такой раствор быстро схватывается.
Перемешивание идет с постепенным добавлением воды. Проверяется степень годности раствора для укладки сжиманием в руке. Смесь готова, когда она не рассыпается и из нее не вытекает влага.
Слой утепления опилок с известью делается один, толщиной свыше 10 см. Также требуется механическое уплотнение.
Цемент с опилками
Приготовление утеплителя с применением цемента, ведется по технологии замешивания опилок с глиной.
Цемент с опилками является более тяжелым. К недостаткам относится то, что такой слой подвержен намоканию и не сможет удерживать воду. Выравнивание цементно-опилочной стяжки выполняется строительным правилом.
Так как цемент придает дополнительную прочность, то возможно, использование слоя утеплителя в качестве основания для дальнейшей отделки пола мансарды.
Соотношение раствора, в этом случае делается 1:2:6 (цемент, песок, опилки). Такой материал носит название бетона из опилок. Вначале, смешиваются песок и цемент, затем вмешиваются опилки, затем добавляется вода. Для облегчения и ускорения работы возможно, применение бетономешалок.
Арболит
В 60-е годы прошлого столетия был запатентован строительный материал под названием арболит. В настоящее время плиты из него активно применяют для утепления потолка в частных домах. Этот вид материала не что иное, как обыкновенный легкий бетон. Такие панели толщиной 100 мм можно приготовить дома, кустарным способом, если высушивать массу в специальных плоских формах.
Для изготовления их используют на опилки, а стружку. Все древесно-стружечные материалы содержат в своем составе сахаристые вещества, которые способствуют разрушению структуры бетона. Чтобы нейтрализовать их, стружку перед применением обрабатывают известковым молочком, затем высушивают. После такой подготовки она является идеальным наполнителем для изготовления плит утеплителя.
Зачем нужна изоляция от пара
Все ограждающие элементы дома, контактирующие с холодным воздухом снаружи и теплой циркуляцией внутри подвержены образованию конденсата, то есть капелек влаги на своей поверхности. Если не выполнить изоляцию перекрытия, то утеплитель будет намокать и его свойства будут нарушены.
Существует много разновидностей паронепроницаемых пленок. Самой простейшей является обыкновенный полиэтилен. Его применение не требует различия, какой стороной укладывать его к утеплителю для всех других материалов нужно внимательно читать инструкцию по применению, иначе при неправильной укладке, достигается противоположный эффект.
Укладывать полосы полиэтилена или другого изолятора нужно с перехлестом до 15 см, покрывается вся поверхность без зазоров, целостность укладки играет огромную роль.
При выборе материала для изоляции от паров потолка следует обратить внимание на свойства изоляционного изделия. Есть мембраны, которые пропускают пар частично, а некоторые задерживают его полностью. Оптимальным будет соотношение доступной цены и многофункциональное качество.
При укладке слоя для изоляции от паров из внутреннего помещения предусматривается промежуточный вентиляционный слой. Если его не выполнить, то подмоченный утеплитель будет постоянно находиться во влажном состоянии и гнить. Кроме того, от постоянного контакта с влагой будут разрушаться и сами конструктивные элементы каркаса дома.
Глина подразделяется на жирную, полужирную и тощую (суглинок) по содержанию в ее природном составе песка. Чтобы утеплять потолок больше подходит жирная глина. Кусочки такого материала на ощупь мыльные или жирные, как кусок сала. Чем жирнее глина, тем больше ее пластичность и, соответственно, пластичнее и смеси из нее.
Цвет глины определяют минеральные примеси, входящие в ее состав. Насыщенная железом и марганцем, она будет иметь красный или оранжевый цвета, примеси органики придадут ей серый, бурый или черный оттенок.
Цемент производят измельчением клинкера и гипса. Клинкером называют спекшуюся однородную массу из известняка и силикатной глины. Цемент при добавлении воды образует пластичную массу, которая при застывании твердеет до прочности камня. Цемент может схватываться и набирать прочность в любых условиях, на воздухе и в водной среде.
Утепление потолка своего жилища с помощью опилок становится все более распространенным способом за последние годы. Человечество делает осознанный выбор естественных природных материалов и все чаще отказывается от ненатуральных и искусственных составляющих. Комфорт и экологическая чистота домашнего очага зависит от самого человека.
История цемента
Цементами называют искусственные, порошкообразные вяжущие материалы, которые при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или другими жидкостями образовывают пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело — цементный камень.
Первым природным вяжущим была глина. Глина и жирная земля после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. Однако в виду низких потребительских качеств данных материалов (с использованием глины возводились постройки, не требующие значительной прочности) — люди занимались поиском более совершенных вяжущих.
Первый ранний предшественник бетона был обнаружен на берегу Дуная на территории современной Югославии — в хижине древнего поселения каменного века находился пол из бетона толщиной до 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести. Ориентировочный возраст находки — более 5000 лет до н.э. Но это скорее относится к исключению из правил, массовое применение извести при строительстве датируется гораздо более поздними сроками.
В плане массового использования при строительстве, более чем за 3 тыс. лет до н. э., в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие — такие как гипс. Это обуславливалось тем, что при обжиге строительного гипса использовалось гораздо меньше топлива (температура обжига 140-190 С), чем для производства извести.
Впервые широко известь стала применяться в Греции для облицовочных работ и в гидротехнических сооружениях. Но лишь в римский период началось массовое применение извести для кладочных растворов. Римляне развили строительное искусство, оставив после себя знаменитые памятники древнего мира.
Римляне так же составили первые рекомендации по изготовлению и применению известковых растворов. Впервые применив вулканический пепел в качестве добавок — был изобретён предок так называемого «пуцоланнового цемента», названного по месту залежей сырья близ города Поццуолли.
В Киевской Руси основным связующим материалом была известь. Получали ее путем обжига известняка в специальных печах, которая позже гасилась в специальных ямах. Для приготовления строительного раствора использовалась известь разного состава — из чистого известняка получалась жирная белая известь (воздушная), а из известняка с глинистыми примесями — серая (гидравлическая, которая обладает способностью схватываться во влажной среде и использовалась при кладке). Белую известь использовали в основном при штукатурной работе. Хотя согласно некоторым исследованиям этим правилом не всегда руководствовались — вопрос рационального применения различных видов вяжущих также актуален и в современном строительстве. Заполнителем растворов являлась цемянка, т.е. мелкотолченая керамика, а также туф и пемза. Использовалась как специально обожженная и затем размолотая глина, так и недообожённый кирпич, а позже мелкотолченый кирпичный бой более крупных фракций — что давало меньшую усадку при твердении и увеличивало трещиностойкость. Однако тонкомолотая глина придавала дополнительные гидравлические свойства цемянке. Но видно уже тогда вопрос экономии и удешевления материалов и использования отходов производства ( брак кирпича ) не всегда решался в соответствии с задачей сохранения качества продукции. Использование толчённой керамики в качестве заполнителя — прием, широко применявшийся многими древними народами. К примеру, в Индии применялась известь в смеси с сурки — молотым кирпичом. Интересно, что в раннем зодчестве в строительных растворах в качестве заполнителя песок практически не использовался. В качестве вяжущего также использовался гипс, а заполнитель — дробленый алебастр.
В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести. В частности в Москве появились первые производители — cухих строительных смесей — назывались они цементом (или «сементом»). Активно использовались добавки — бычья кровь, творог, яичный белок, кизяк и другие вещества, что свидетельствует о высоких требованиях к качеству возводившихся сооружений.
Незадолго до Вика, Джеймс Паркер открыл, что глинистые почвы устьев Темзы с 30-35% глины после обжигания и измельчения дают цемент, на производство которого он и взял патент, назвав свой цемент — романским. Несколько лет спустя такое же открытие было сделано французами в Булони. Во Франции они тоже получили название романских цементов, или быстротвердеющих (быстросхватывающих), но впоследствии из естественных глинистых известняков стали делать и медленно схватывающие цементы, почему за всеми цементами этого рода оставлено только название «романских», без других характеристик. Большие неудобства, зависящие от неоднородности глинистых известняков, повели к дальнейшим весьма важным открытиям в приготовлении цементов. Известняки с малым содержанием глины дают гидравлическую известь, с большим содержанием — гидравлические цементы разных характеристик, а естественные толщи мергелей даже незначительной мощности обыкновенно очень неоднородны по составу. Поэтому возникло естественное желание приготовить гидравлический цемент из смеси глины и извести. Вика показал, что это возможно, но практическое осуществление эта мысль получила в России и Англии. Интересно, что до настоящего времени для определения сроков схватывания цементного теста применяется прибор, который по имени его изобретателя называется иглой Вика.
В 1822 г. в Петербурге вышла книга Е.Г. Челиева «Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы», а в 1825 году Челиев в книге «Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений» обобщил опыт улучшения свойств вяжущих материалов, накопленный при восстановлении Кремля, разрушенного во время Отечественной войны 1812 года. Егор Герасимович Челиев начинал работать в Саратове, затем стал участником восстановления Москвы после пожара в 1812 году. Именно тогда он начал проводить эксперименты с различными материалами, чтобы найти скрепляющий состав для кирпича и камня. Стремление получить ещё более совершенный вид гидравлического вяжущего привело русского строителя Челиева к важному открытию: при обжиге в горне на сухих дровах смеси извести и глины до «белого жару» (при температуре свыше 1100-1200 С) получался спекшийся продукт, обладавший в измельченном виде высокими механическими свойствами и способностью твердеть в воде. Егор Герасимович Челиев является изобретателем современного цемента.
Дело Челиева продолжили русские ученые Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кинд, С. И. Дружинин, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавлев и др. Д.И. Менделеев в книге «Основы химии» рассматривает ряд вопросов, связанных с химией силикатов, в частности цементов.
После Октябрьской революции развитию цементной науки уделялось большое внимание — так как цементная промышленность является базовой в обеспечение экономической мощи страны. Была создана научная основа цементной промышленности — по всей стране были созданы организации, занимающиеся проблемами и перспективами развития производства цемента.
Последние 15 лет недостаточного внимания к цементной науке привело к тому, что утеряно как минимум 75 % научного потенциала отрасли. Оставшиеся 25 % нуждаются в инвестициях со стороны производителей и поддержке со стороны государства.