Растворы в строительстве: виды, свойства и применение. Цементный раствор Виды строительных растворов и их состав

Растворы для каменной кладки. Составы кладочных растворов и вид исходного вяжущего зависят от характера конструкций и условий их эксплуатации. Строительные кладочные растворы изготовляют трех видов: Цементные, цементно-известковые и известковые.

Цементные растворы применяют для подземной кладки и кладки ниже гидроизоляционного слоя, когда грунт насыщен водой, т. е. в тех случаях, когда необходимо получить раствор высокой прочности и водостойкости.

Цементно-известковые растворы представляют собой смесь цемента, известкового теста, песка и воды. Эти растворы обладают хорошей удобоукладываемостью, высокой прочностью и морозостойкостью. Цементно-известковые растворы применяют для возведения подземных и надземных частей зданий.

Известковые растворы обладают высокой пластичностью и удобоукладываемостью, хорошо сцепляются с поверхностью, имеют малую усадку. Они отличаются довольно высокой долговечностью, но являются медленнотвердеющими. Известковые растворы применяют для конструкций, работающих в надземных частях зданий, испытывающих небольшое напряжение.

Отделочные растворы.

Различают отделочные растворы - обычные и декоративные.

Отделочные растворы приготовляют на цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых вяжущих. В зависимости от области применения отделочные растворы делят на растворы для наружных и внутренних штукатурок. Составы отделочных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации. Эти растворы должны обладать необходимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с основанием и мало изменяться в объеме при твердении, чтобы не вызывать образования трещин штукатурки.

Для наружных штукатурок каменных и монолитных бетонных стен зданий с относительной влажностью воздуха помещений до 60% применяют цементно-известковые растворы, а для деревянных и гипсовых поверхностей в районах с устойчиво сухим климатом - известково-гипсовые растворы. Для наружной штукатурки цоколей, поясков, карнизов и других участков стен, подвергающихся систематическому увлажнению, используют цементные и цементно-известковые растворы на портландцементах. Для внутренней штукатурки стен и перекрытий здания при относительной влажности воздуха помещений до 60% применяют известковые, гипсовые, известково-гипсовые и цементно-известковые растворы.

Декоративные цветные растворы используют для заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков, для отделки фасадов зданий и элементов городского благоустройства, а также для штукатурок внутри общественных зданий.

Для приготовления декоративных растворов в качестве вяжущих применяют: портландцементы (обычный, белый и цветной) - для отделки слоистых железобетонных панелей и панелей из бетонов на легких пористых заполнителях; известь или портландцемент (обычный, белый и цветной) - для лицевой отделки панелей из силикатного бетона и для цветных штукатурок фасадов зданий; известь и гипс - для цветных штуку гурок внутри зданий.

В качестве заполнителей для цветных декоративных растворов используют промытый кварцевый песок и песок, получаемый дроблением гранита, мрамора, доломита, туфа, известняка и других белых или цветных горных пород. Для придании отделочному слою блеска в состав раствора вводят до 1% слюды или до 10% дробленого стекла. В качестве красителей применяют щелочестойкие и светостойкие природные и искусственные пигменты (охру, сурик железный, мумию, оксид хрома, ультрамарин и др.).

Специальные растворы.

К специальным относятся растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций, инъекционные растворы, растворы для полов, гидроизоляционные тампонажные, акустические и рентгенозащитные.

Растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций приготовляют на портландцементе и кварцевом песке подвижностью 7...8 см.

Инъекционные растворы представляют собой цементно-песчаные растворы или цементное тесто, применяемое для заполнения каналов предварительно напряженных конструкций.

Гидроизоляционные растворы приготовляют на цементах повышенных марок (400 и выше) и кварцевом песке или искусственно полученном песке из плотных горных пород.

Тампонажные растворы применяют для тампонирования нефтяных скважин. Они должны обладать высокими однородностью, водостойкостью, подвижностью; сроками схватывания, соответствующими условиями нагнетания раствора в скважину; достаточной водоотдачей под давлением,стойкостью в агрессивной среде.

Акустические растворы применяют в качестве звукопоглощающей штукатурки для снижения уровня шумов.

Рентгенозащитные растворы применяют для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов.

Строительные растворы классифицируют по виду вяжущего, объемной массе и назначению.

По виду вяжущего растворы делят на цементные, известковые, гипсовые и смешанные. Растворы можно также изготавливать на бесклинкерных вяжущих (известково-шлаковом, известково-пуццолановом и т. д.). Наиболее широко применяются растворы на цементных и гипсовых вяжущих.

В зависимости от объемной массы в сухом состоянии растворы делят на обыкновенные (тяжелые) с объемной массой 1500 кг/м 3 и более, изготавливаемые на обычных плотных заполнителях, и легкие с объемной массой менее 1500 кг/м 3 , приготавливаемые на легких заполнителях.

По назначению различают растворы отделочные, для каменных кладок и возведения стен из крупных элементов, а также специальные.

Растворные смеси приготавливают в виде готовых растворов необходимой подвижности и сухих смесей (сухих строительных смесей), требующих перед употреблением смешивания с водой. В случае необходимости в готовые строительные растворы вводятся химические добавки для корректировки свойств растворов.

В зависимости от основных свойств используют растворы следующих марок: по прочности на сжатие (кг/см 2) 4, 10, 25, 50, 75, 100, 200 и 300; по морозостойкости (Мрз), исходя из числа выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания: 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300.

Растворы М 4, 10 и 25 готовят преимущественно на извести и реже — на бесклинкерных вяжущих. Составы растворов для получения заданной марки можно подбирать любым обоснованным способом, обеспечивающим получение заданной марки раствора к определенному сроку твердения при наименьшем расходе вяжущего. При этом должна быть получена подвижность и водоудерживающая способность растворной смеси, соответствующие области применения раствора.

Отделочные растворы делят на декоративные и обычные штукатурные. Декоративные цветные растворы применяют для заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков, также для наружной и внутренней штукатурки зданий. Для отделки панелей из тяжелого бетона используют растворы марки не менее 150, а панелей из легких бетонов и штукатурки фасадов зданий - не менее 50 с морозостойкостью более 35. Прочность раствора на сжатие в день отгрузки панелей с предприятия-изготовителя должна составлять не менее 70% от его проектной прочности. В качестве вяжущего для декоративных растворов, употребляемых в отделке панелей из обычного и легкого бетонов, используют обычный и белый портландцементы и пигменты; в растворах для цветных наружных штукатурок - те же виды цементов и известь, в растворах для цветных штукатурок внутри здания - известь и гипс. В качестве заполнителей для приготовления декоративных цветных штукатурок применяют промытый кварцевый песок и песок, получаемый дроблением таких горных пород, как гранит, мрамор, туф, известняк и др.

Для получения высококачественных поверхностей изделий отечественными учеными разработан коллоидный раствор, приготавливаемый из портландцемента М400 - 20% (по массе), молотого песка - 65% и молотой извести - 15% при водотвердом отношении В/Т=0,6-0,7. Помол сухой смеси материалов для такого раствора до тонкости не менее 3000 см 2 /г осуществляют в установке СМЖ-238 на базе вибромельницы М-400, а его приготовление - в смесителе СМЖ-188.

Обычные штукатурные растворы используют для внутренней и наружной отделки зданий и сооружений, а также панелей и объемных элементов. Они должны обладать необходимой подвижностью, иметь хорошее сцепление с основанием и малое изменение объема при твердении. Вяжущим в обычных штукатурных растворах может быть портландцемент, известь, гипс и их смеси (например, цементно-известковое и известково-гипсовое), а заполнителем - кварцевый или доломитовый песок с наибольшей крупностью 1,2-2,5 мм. Для гипсовых штукатурных растворов также используются перлитовый песок. Подвижность штукатурных растворов, характеризуемую глубиной погружения стандартного корпуса СтройЦНИИла, принимают 6-12 см.

Кладочные растворы применяют для кладок из кирпича и мелких блоков, а также монтажа крупноразмерных стеновых и других конструкций. Для кладки конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных и текучих вод, используют растворы на пуццолановом и сульфатостойком портландцементах. Подвижность кладочных растворов в зависимости от способа транспортирования (в бункерах-кюбелях или растворонасосами) и способа укладки (вручную, вибрированием) принимают 1-14 см. Наибольший размер зерен песка для кладочных растворов различного назначения 2,5-5 мм.

Специальные виды растворов, к которым относятся растворы гидроизоляционные, тампонажные, акустические, рентгенозащитные, в большинстве случаев приготавливают непосредственно на строительной площадке из сухих смесей.

1. Бетоноведение
   • Бетоны и строительные растворы
     • Классификация и область применения растворов

Раствором (Solutiones) называют жидкую лекарственную форму, получаемую путем растворения твердого лекарственного вещества или жидкости в растворителе.

В качестве растворителя используют дистиллированную воду (Aqua dislillatae), реже спирт этиловый 70%, 90%, 96% (Spiritus aethylicus), глицерин (Glicerinum), и жидкие масла: вазелиновое, оливковое, персиковое (Oleum Vaselini, Oleum Olivarum, Oleum Persicorum).Поэтому в зависимости от растворителя растворы подразделяются на водные, масляные, спиртовые.

Водные растворы

Используют в дерматовенерологии в виде примочек, влажно-высыхающих повязок, компрессов, обмываний, смазываний, протираний, втираний, для общих и местных ванн.

Примочки - раствор лекарственных веществ в дистиллированной воде, применяемый наружно.

Фармакодинамика - адсорбция, охлаждение, связанное с испарением и рефлекторным сужением сосудов кожи, ведущее к уменьшению прилива крови к данному участку. За счет этого происходит прекращение мокнутия и уменьшение воспаления при добавлении различных веществ. Обладают вяжущим, дезинфицирующим и дезодорирующим действием, оказывают боле- и зудоудаляющий эффект.

Показания к применению : мокнутие, отек, острое воспаление ограниченных участков кожи.

Противопоказания : детям грудного возраста и лицам старше 60 лет, при гнойных поражениях кожи.

По показаниям в жидкость для примочек добавляют противовоспалительные, вяжущие, антисептические и другие средства. Жидкость Бурова (8% раствор алюминия ацетата) из расчета 1 ст. л. на стакан воды. Используют растворы- 0,25-1% танина, 3% натрия тетрабората (буры), 0,5-1% галаскорбина (свежеприготовленный), свинцовую воду (готовятextempore, так как на воздухе темнеет). Популярностью пользуются охлажденные настои и отвары лекарственных растений с противовоспалительной и вяжущей направленностью действия (ромашка, череда, шалфей, зверобой, чайный лист). При импетигинизации применяют противомикробные растворы - 0,05-0,5% этакридина лактата, 2-5% резорцина, 0,01-0,1% калия перманганата, 0,02% фурацилина, 3% борной кислоты. При микробных процессах примочки назначают на короткий срок и только в случаях крайней необходимости (например, при выраженном отеке), заменяя эту процедуру тушированием вяжущими антисептическими составами (1-2% водноспиртовые растворы анилиновых красителей, 0,5-2% раствор нитрата серебра). Примочки хорошо делать на лицо, конечности и не следует применять на область груди, туловища, голову, а также у маленьких детей, что приводит к чрезмерному охлаждению.

На лицо обычно назначают примочки с 1-3% раствором кислоты борной; с другой стороны, не следует применять свинцовую воду, которая при случайном попадании в глаза может вызвать помутнение роговицы. Детям не рекомендуется применять растворы борной кислоты и резорцина в связи с опасностью отравления при резорбции. В перерыве между сеансами примочек кожу можно смазывать растительным маслом или масляной взвесью (например, цинковым маслом).

Примочки проводят следующим образом: 2 куска марли или полотняной мате­рии складывают в 5-8 слоев (по размеру соответствуя очагу поражения с захватом окружающей кожи на 2 см), опускают в холодный раствор со льдом. Затем один из них слегка отжимают, накладывают на пораженную кожу на 3-7 мин; после этого так же используют 2-й кусок, а 1-й вновь охлаждают (согревание примочки не допустимо).Такую процедуру проводят по 2 часа, всего 3 сеанса в день.

Смазывание является популярным способом использования вяжущих водных растворов (1-2% танин, 1% нитрат серебра, 0,25% сульфат меди, цинка, алюминиевые квасцы и др.), показанных при острых воспалительных процессах на коже, слизистых оболочках, особенно с участками эрозирования. Например, при микробной экземе в период мокнутия смазывание (растворами красителей, нитрата серебра) предпочитают применению примочек (могут способствовать диссеминации инфекционного агента). Дубящие, дезодорирующие, антисептические свойства водных растворов формалина полезны при потливости стоп, микозах. Смазывания концентрированными растворами прижигающих средств (азотная, уксусная кислоты, резорцин, нитрат серебра) практикуется при удалении остроконечных кондилом, бородавок.

Втирание не применяется при пиодермиях (способствует диссеминации инфекции), аллергических дерматозах (возможно обострение процесса), актив­ной стадии псориаза, красного плоского лишая (индуцирование изоморфной реакции), васкулитах (противопоказана травматизация вообще).

Растворы - это состоящая из двух или более веществ однородная масса или смесь, в которой одно вещество выступает в качестве растворителя, а другое - в качестве растворяемых частиц.

Существует две теории трактовки происхождения растворов: химическая, основоположником которой является Менделеев Д. И., и физическая, предложенная немецким и швейцарским физиками Оствальдом и Аррениусом. Согласно трактовке Менделеева, компоненты растворителя и растворяемого веществ становятся участниками химической реакции с образованием неустойчивых соединений этих самых компонентов или частиц.

Физическая же теория отрицает химическое взаимодействие между молекулами растворяющего и растворяемого веществ, объясняя процесс образования растворов как равномерное распределение частиц (молекул, ионов) растворителя между частицами растворяемой субстанции вследствие физического явления, именуемого диффузией.

Классификация растворов по различным критериям

На сегодня нет единой системы классификации растворов, однако условно виды растворов можно сгруппировать по наиболее значимым критериям, а именно:

I) По агрегатному состоянию выделяют: твёрдые, газообразные и жидкие растворы.

II) По размерам частиц растворённого вещества: коллоидные и истинные.

III) По степени концентрации частиц растворённого вещества в растворе: насыщенные, ненасыщенные, концентрированные, разбавленные.

IV) По способности проводить электрический ток: электролиты и неэлектролиты.

V) По назначению и области применения: химические, медицинские, строительные, специальные растворы и др.

Виды растворов по агрегатному состоянию

Классификация растворов по агрегатному состоянию растворителя приводится в широком смысле значения этого термина. Принято считать растворами жидкие субстанции (причём в качестве растворяемого вещества может выступать как жидкий, так и твёрдый элемент), однако если учесть тот факт, что раствор - это гомогенная система из двух или нескольких веществ, то вполне логично признать также и твёрдые растворы, и газообразные. Твёрдыми растворами принято считать смеси, например, нескольких металлов, больше известных в обиходе как сплавы. Газообразные виды растворов - это смеси нескольких газов, пример - окружающий нас воздух, который представлен в виде соединения кислорода, азота и углекислого газа.

Растворы по размеру растворённых частиц

Виды растворов по размеру растворённых частиц включают истинные (обычные) растворы и В растворяемое вещество распадается на мелкие молекулы или атомы, по размерам приближённые к молекулам растворителя. При этом истинные виды растворов сохраняют первоначальные свойства растворителя, лишь слегка преображая его под действием физико-химических свойств добавленного в него элемента. Например: при растворении поваренной соли или сахара в воде вода остаётся в том же агрегатном состоянии и той же консистенции, практически такого же цвета, меняется только её вкус.

Коллоидные растворы отличаются от обычных тем, что добавляемый компонент распадается не полностью, сохраняя сложные молекулы и соединения, размеры которых значительно превышают частицы растворителя, превосходя значение 1 нанометра.

Виды концентрации растворов

В одно и то же количество растворителя можно добавить разное количество растворяемого элемента, на выходе будем иметь растворы с разной концентрацией. Перечислим основные из них:

1. Насыщенные растворы характеризуются степенью при которой растворяемый компонент под влиянием постоянной величины температуры и давления больше не распадается на атомы и молекулы и раствор достигает фазового равновесия. Насыщенные растворы также условно можно разделить на концентрированные, в которых растворённого компонента сопоставима с растворителем, и на разбавленные, где растворённого вещества в несколько раз меньше растворителя.
2. Ненасыщенные - это те растворы, в которых растворяемое вещество ещё может распадаться на мелкие частицы.
3. Пересыщенные растворы получаются тогда, когда изменяются параметры воздействующих факторов (температура, давление), в результате чего продолжается процесс "дробления" растворённого вещества, его становится больше, чем было при нормальных (обычных) условиях.

Электролиты и неэлектролиты

Некоторые вещества в растворах распадаются на ионы, способные проводить электрический ток. Такие гомогенные системы называются электролитами. В эту группу входят кислоты, большинство солей. А растворы, не проводящие электрический ток, принято называть неэлектролитами (почти все органические соединения).

Группы растворов по назначению

Растворы незаменимы во всех отраслях народного хозяйства, специфика которых создала такие виды специальных растворов, как медицинские, строительные, химические и другие.

Медицинские растворы - это совокупность препаратов в форме мазей, суспензий, микстур, растворов для инфузий и инъекций и прочих лекарственных форм, применяемых в медицинских целях для лечения и профилактики различных заболеваний.

Виды химических растворов включают в себя огромное множество гомогенных соединений, используемых в химических реакциях: кислоты, соли. Эти растворы могут быть органического или неорганического происхождения, водные (морская вода) или безводные (на основе бензола, ацетона и т. д.), жидкие (водка) или твёрдые (латунь). Они нашли своё применение в самых различных отраслях национального хозяйства: химическая, пищевая, текстильная промышленность.

Виды строительных растворов отличаются вязкой и густой консистенцией, из-за чего им больше подходит название смеси.

Благодаря своей способности быстро затвердевать они с успехом применяются в качестве для кладки стен, потолков, несущих конструкций, а также для отделочных работ. Представляют собой водные растворы, чаще всего трёхкомпонентные (растворитель, цемент различных маркировок, заполнитель), где в качестве наполнителя используется песок, глина, щебень, известь, гипс и другие строительные материалы.

Что представляет собой морская вода, молоко, проволока из стали - индивидуальные вещества, или же они состоят из нескольких компонентов? В нашей статье мы ознакомимся со свойствами растворов - наиболее распространенных физико-химических систем, имеющих переменный состав. Они могут содержать несколько компонентов. Так, молоко - это органический раствор, содержащий воду, капли жира, молекулы белка и минеральных солей. Что такое раствор и как его можно получить? На этот и другие вопросы мы ответим в нашей статье.

Применение растворов и их роль в природе

Обмен веществ в биогеоценозах осуществляется в виде взаимодействия соединений, растворенных в воде. Например, всасывание почвенного раствора корнями растений, накопление крахмала в результате фотосинтеза у растений, пищеварительные процессы животных и человека - все они представляют собой реакции, протекающие в химических растворах. Невозможно представить современные отрасли: космическое и авиастроение, военную промышленность, атомную энергетику без применения сплавов - твердых растворов с уникальными техническими характеристиками. Несколько газов также могут образовывать смеси, которые мы можем назвать растворами. Например, воздух - это физико-химическая система, которая содержит такие компоненты как азот, кислород, углекислый газ и т. д.

Что такое раствор?

Смешивая между собой сульфатную кислоту и воду, получим ее водный раствор. Рассмотрим, из чего он состоит. Мы обнаружим растворитель - воду, растворенное вещество - серную кислоту и продукты их взаимодействия. К ним относятся катионы водорода, гидросульфат - и Состав физико-химической системы, состоящей из растворителя и компонентов, будет зависеть не только от того, какое вещество является растворителем.

Наиболее распространенный и важный растворитель - это вода. Большое значение имеет и природа растворяемых компонентов. Их можно условно разделить на три группы. Это практически нерастворимые соединения, малорастворимые и хорошо растворимые. Последняя группа является наиболее важной. К ней относится большинство солей, кислоты, щелочи, спирты, моносахариды. Малорастворимые соединения тоже встречаются в природе достаточно часто. Это гипс, азот, метан, кислород. Практически нерастворимыми в воде будут металлы, благородные газы: аргон, гелий и т. д., керосин, масла.

Как количественно выразить растворимость соединения

Концентрация насыщенного раствора - наиболее важная величина, показывающая Ее выражают величиной, численно равной массе соединения в 100 г раствора. Например, дезинфицирующее медицинское средство - салициловый спирт продается в аптеках в виде 1 % спиртового раствора. Это значит, что в 100 г раствора содержится 1 грамм действующего вещества. Какую наибольшую массу хлорида натрия можно растворить в 100 г растворителя при определенной температуре? Найти ответ на этот вопрос можно с помощью специальной таблицы кривых растворимости твердых соединений. Так, при температуре 10 ⁰С можно растворить 38 г поваренной соли в 100 г воды, при 80 ⁰С - 40 г вещества. Как сделать раствор разбавленным? Нужно прилить к нему определенный объем воды. Увеличить концентрацию физико-химической системы можно, выпаривая раствор, или же, прибавляя к нему определенную порцию растворяемого соединения.

Виды растворов

При определенной температуре система может пребывать в равновесии с растворяемым соединением в виде его осадка. В этом случае говорят о насыщенном растворе. Как сделать раствор насыщенным? Для этого нужно обратиться к таблице растворимости твердых веществ. Например, поваренную соль массой 31 г вводят в воду при температуре 20 ºС и нормальном давлении, затем хорошо размешивают. При дополнительном нагревании и введении дополнительной порции соли ее избыток обеспечивает образование пересыщенного раствора. Остывание системы приведет к процессу выпадения кристаллов хлорида натрия. Разбавленными будут называться такие растворы, в которых концентрация соединений по сравнению с объемом растворителя будет достаточной малой. Например, физиологический раствор, входящий в состав кровяной плазмы и применяемый в медицине после перенесенных хирургических вмешательств, представляет собой 0,9 % раствор хлорида натрия.

Механизм растворения веществ

Рассмотрев вопрос, что такое раствор, определим, какие процессы лежат в основе его образования. В основе явления растворения веществ мы видим взаимодействие как физических, так и химических превращений. Главную роль в них играет явление разрушения химических связей: ковалентных полярных или ионных, в молекулах растворяемого соединения. Физический аспект разрыва связей выражается в поглощении энергии. Также происходит взаимодействие частиц растворителя с молекулами растворенного вещества, называемое сольватацией, в случае водных растворов - гидратацией. Оно сопровождается не только возникновением новых связей, но и выделением энергии.

В нашей статье мы рассмотрели вопрос, что такое раствор, а также выяснили механизм образования растворов и их значение.