Легкие штукатурные составы – защита ячеистого бетона

Основной задачей составов для отделки ячеисто-бетонных изделий является не только получение декоративной поверхности, но и защита конструкции от воздействия окружающей среды. Традиционные цементно-песчаные штукатурки, наносимые на стеновые конструкции из ячеистого бетона, недостаточно долговечны. После нескольких лет эксплуатации штукатурный слой покрывается трещинами и даже отслаивается от основания. Это связано с повышенными усадочными деформациями ячеистых бетонов при высыхании и различием коэффициентов температурных деформаций плотной штукатурки и основания. Суточные, сезонные и годовые колебания температуры являются одним из основных факторов уменьшения адгезии  штукатурного слоя и ячеисто-бетонного основания. Применение плотных наружных отделочных слоев способствует накоплению влаги в стенах – это приводит к преждевременному разрушению, появлению грибков и плесени на внутренних поверхностях.
К отделке ячеисто-бетонных изделий предъявляются повышенные требования по паропроницаемости, прочности сцепления с бетоном, водо- и морозостойкости, долговечности. Теплопроводность штукатурного состава не должна превышать теплопроводности стенового материала, а средняя плотность и прочность на сжатие должны быть сопоставимы с вышеуказанными показателями материала основания. Следовательно, максимально приблизив штукатурный раствор по структуре и средней плотности к основанию из ячеистого бетона, можно прогнозировать его долговечность.
Для повышения технологических качеств штукатурных смесей и уменьшения расхода вяжущего вещества в их состав вводят тонкодисперсные минеральные наполнители. Данная добавка приводит к стабилизации цементного теста – заполняется пространство между зернами цемента, при этом возрастает сцепление между частицами, то есть уменьшается возможность расслоения растворной смеси. Более интенсивное взаимодействие между частицами и повышение плотности упаковки увеличивает способность удерживать воду в цементном тесте.
В качестве тонкодисперсных наполнителей Е.А. Урецкая, кандидат химических наук, заведующая отделом РУП «Институт БелНИИС», рекомендует использовать: доломитовую муку фракций 0-200 мкм и насыпной плотностью 1200 кг/м3 (ГОСТ 14050-93); маршалит – молотый пылевидный кварц фракций 80-100 мкм и насыпной плотностью 1050 кг/м3 (ГОСТ 9077-82), а также карбонат кальция (мел) фракций до 100 мкм и насыпной плотностью 690 кг/м3 (ГОСТ 12085). Указанные материалы не требуют дополнительного измельчения. В качестве основного вяжущего применяют портландцемент М 500 Д20, кнг=26,25. Активность цемента составляет порядка 45,0 МПа. Содержание наполнителей в смеси, обеспечивающих получение смешанного вяжущего требуемой активности, определяется из расчета: D=(1-Rнц/Rц)х100, где D – количество тонкомолотого минерального наполнителя, %; Rнц – активность смешанного вяжущего, МПа; Rц – активность цемента, МПа.

В результате исследований, проводимых Институтом БелНИИС, было установлено, что введение маршалита и доломитовой муки практически не приводит к изменению водопотребности смешанного вяжущего. При добавлении карбоната кальция, для получения состава аналогичной консистенции, расход воды повышался, при этом наблюдался хороший пластифицирующий эффект. Увеличение водоудерживающей способности до 92,2% происходило при использовании маршалита и карбоната кальция, а введение только доломитовой муки привело к снижению водоудерживающей способности вяжущего.
Исследования прочностных характеристик смешанного вяжущего с различным содержанием тонкодисперсных наполнителей показали, что, если их количество выше оптимального, то это приводит к разбавлению цементного камня наполнителем, нарушению непосредственных контактов между гранулами клинкера и уменьшению прочности. При содержании карбонатных наполнителей до 20% от массы прочность на сжатие практически не изменяется. Увеличение содержания карбоната кальция в смесях от 20 до 40% от массы ведет к незначительному уменьшению прочности на сжатие. При повышении содержания в смесях доломитовой муки и маршалита прочностные характеристики смешанного вяжущего снижаются. Таким образом, более целесообразно в качестве тонкодисперсного наполнителя использовать карбонат кальция. При этом рост прочностных характеристик смешанного вяжущего с карбонатом кальция стабилизируется в возрасте 14 суток.
Для получения растворов, для которых характерны невысокая плотность и повышенные теплоизолирующие свойства, следует использовать пористые заполнители: вспученный перлит непрерывного гранулометрического состава марки 100 (ГОСТ 10832-83); вспученный вермикулит непрерывного гранулометрического состава марки 150 (ГОСТ 12865-67); дробленый газосиликат насыпной плотностью 400-600 кг/м3 (СТБ 1724-2007), гранулы вспененного полистирола насыпной плотностью 20-35кг/м3 (OCT 301-05-202-92Е).
Основные характеристики штукатурных смесей на смешанном вяжущем и легких заполнителях были изучены на модельных составах (см. таблицу). Подробно были рассмотрены зависимости плотности, прочности и теплопроводности модульных штукатурных составов от содержания вышеуказанных заполнителей. Таким образом, вспученный перлитовый песок позволяет практически в три раза снизить плотность и теплопроводность штукатурного раствора, т.е. значительно улучшить теплозащитные свойства штукатурного состава. Штукатурные растворы на вспененном полистироле отличаются хорошей технологичностью и легкостью нанесения, а прочностные характеристики модельного штукатурного раствора уменьшаются с увеличением содержания гранул вспененного полистирола. Физико-механические и эксплуатационные характеристики разработанных штукатурных составов на легких заполнителях обеспечивают возможность использовать указанные составы в качестве теплоизоляционного материала отделки ячеистого бетона. Применение тонкодисперсных наполнителей позволит:
– снизить расход цемента по сравнению с существующими рецептурами, уменьшить вес конструкции и, соответственно, нагрузку на фундамент и несущие элементы каркаса здания, что даст возможность использования облегченного фундамента;
– улучшить теплофизические характеристики ограждающей конструкции, что актуально ввиду роста цен на энергоносители и реализации государственной программы по энергосбережению.

Анастасия ВЛАДИ