вся продукция газоблоки кирпич керамзитобетонные блоки бетонные блоки сухие смеси инструмент жби тротуарная плитка пгп и гипсокартон

Все новости

Производство, применение и состав сухих строительных смесей

Современные сухие смеси нельзя назвать обычным песком с цементом. Они скорее являются продуктом наукоемких технологий, применив которые можно:

Поэтому абсолютно естественным выглядит желание производителей хранить рецептуры всех своих смесей в тайне. Чего не скажешь об общих принципах образования специфических характеристик материалов.


В состав модифицированных сухих смесей входят такие четыре основных группы компонентов как инертные наполнители, минеральные вяжущие, полимерные связующие и добавки, добавляющие специальные свойства.


Вяжущие вещества минерального происхождения


В качестве гидравлических минеральных веществ наиболее частое использование получили портландцементы двух цветов: белого и серого, a- и .-полугидратный гипс, высокоаллюминантные быстротвердеющие цементы и комбинации этих материалов.


Если подвергать гипс и цемент совместной гидратации, образовывается немалое количество эттирингита – минерала, который при наличии его, может стать причиной разрушения материала.


На данный момент известь чаще всего используют как добавку к цементным материалам (5-30%). Она позволяет повысить перерабатываемость затворенного раствора. Так же используют этот материал и как основное вяжущее средство, но только в специальных составах, которые предназначены для реставрации зданий исторического значения. Если выбранный наполнитель имеет малую пористость, достаточную собственную прочность и плотную упаковку, то можно говорить о том, что плотность и прочность полученной минеральной смеси будут зависеть только от вяжущего вещества и его свойств.


Характеристики цемента, даже если производитель один и тот же, к сожалению, могут достаточно сильно меняться в зависимости от партии. А это, не смотря на неизменную рецептуру, ведет к изменению свойств самой сухой смеси. Несмотря на то, что наша страна может гордится огромным количеством месторождений CaCO3, проблем с качеством извести существует немало. Поэтому стоит вспомнить о системе менеджмента качества DIN ISO 9001 международного значения. Считается (и ошибочно), что фирма имеющая сертификат ISO 9001 гарантированно выпускает только качественную продукцию. Но такое утверждение не совсем верно.


Данный стандарт, не призван определять характеристики качества материала. Он лишь гарантирует, что выпускаемая продукция характеризуется стабильностью своих свойств. На обследование предприятий, желающих получить сертификат, с целью провести обследование приходит специальная комиссия. Она оценивает, в каком состоянии находится оборудование, проверяет техническую документацию, организацию процесса производства и качества исходных материалов.


И только после всестороннего анализа результатов, полученных после такой проверки, принимается решение о выдаче либо отказе в получении данного сертификата. В дальнейшей работе предприятия, если в технологический процесс будут внесены какие-либо изменения, которые могут оказать влияние на соответствие выпускаемой продукции требованиям, выдвигаемым в нормативных документах, производитель должен уведомить об этом комиссию, которая выдавала сертификат. А комиссия в свою очередь, после рассмотрения заявки, примет решение, будет ли проводиться повторная сертификация.


Если на упаковке или технической документации сухой смеси присутствует знак ISO 9001 это означает, что изготовление продукта проводилось на предприятии, которое прошло сертификацию, и информация, которая содержится в описании, полностью правдива.


Наполнители


Чаще всего, когда производят сухие смеси в качестве наполнителя, используют кварцевый песок и известняковую муку. А вот применение вместо такой муки доломита не желательно, так как он содержит большое количество растворимых солей магния, что способно стать причиной образования высолов.


В состав штукатурных смесей, используемых для теплоизоляции, входят пористые наполнители (перлит, керамзит и вермикулит) и иногда – гранулированный пенополистирол. Если необходимость использования цемента только высочайшего качества всем понятна, то целесообразность пользования наполнителями (песком в том числе) для неспециалиста далеко не так очевидна.

Впрочем, качество сухих смесей зависит не от одного только гранулометрического состава наполнителя. На него влияет и содержание посторонних добавок, которые своим присутствием могут существенно повлиять на конечный результат. Например, даже присутствие небольшой примеси глины, может сильно снизить адгезию раствора, а содержание определенных растворимых соединений способно стать причиной разрушения органических добавок, которые довольно дорого стоят. Помимо этого, состав минерального наполнителя может содержать химические соединения (активный оксид алюминия, например), которые способны повлиять на гидратацию цемента. Во избежание таких неприятностей, изготовители стараются пользоваться наполнителями, которые были получены из одного месторождения. Это обеспечивает неизменное качество выпускаемого продукта. К примеру, торговая марка «Ветонит», которая имеет неизменную популярность у строителей, производит свои материалы на заводе фирмы Optiroc, расположенные в центре карьера. В качестве наполнителя используется песок из этого же месторождения.


Так как объем статьи не разрешает подробно рассматривать такие действительно важные параметры наполнителя как пористость и твердость, лучше коротко остановится на ситовых характеристиках и влиянии, которое они оказывают. Большая часть растворов, которые предназначены для нанесения тонким слоем (тонкая штукатурка и плиточный клей) обычно содержат зерна, которые по своему размеру не больше 0,6 мм. Составы, которые предназначены для наложения толстым слоем, декоративные, также относятся сюда, имеют зерна более крупного размера. Для гладких растворов – расшивочной массы и шпаклевки – характерны зерна не крупнее 0,1 мм. Максимальное значение механических показателей (усилие на отрыв, например), при расходе химических добавок на минимальном уровне, может быть достигнуто в случае если наполнитель содержит приблизительно одинаковые доли разнообразных фракций, то есть имеет довольно плотную упаковку.


Модифицирующие добавки


Когда создаются рецептуры модифицированных сухих смесей, использование модификаторов (специальных добавок) обусловлено тем, что необходимо получить материалы с определенными технологическими и техническими характеристиками. В первую очередь интересует потребность удержания воды в растворе после того как он уже был нанесен. Вода проникает в основание раствора и испаряется с его поверхности, это ведет к тому, что:


– уменьшается степень гидратации;
– сокращается время пребывания материала в фазе геля;
– как следствие, снижается прочность.


Поэтому чем тоньше слой раствора, тем большее влияние будут иметь указанные недостатки на качество цементного камня.

В начале 20 века в Германии разработали способ, с помощью которого стало возможным получение водорастворимых эфиров целлюлозы. По результатам исследования, оказалось что из-за того, что с молекулами воды существует слабое межмолекулярное взаимодействие, такие полимеры имеют замечательную способность удерживать воду. Каждая из молекул полимера может удерживать около 20000 молекул воды.


Энергию такого взаимодействия можно сопоставить с энергией капиллярной диффузии и испарения, а это является препятствием для ухода жидкости. В тоже время, такая энергия немного меньше, чем энергия диффузии при гидратации цемента, это позволяет ему отбирать воду.


Происходит замена воды в цементном растворе на гомогенный желеобразный раствор метилцеллюлозы, в котором частички наполнителя и цемента взвешены. После того как уходит вода, на поверхности между наполнителем и цементным камнем в виде тонкой пленки остается полимер. При этом он никак не влияет на затвердевший раствор и его механические характеристики. Таким образом, если к цементно-песчаным смесям добавить незначительное количество (примерно 0,02-7%) водорастворимых эфиров целлюлозы, это приведет к довольно существенному увеличению открытого времени и даст возможность материалу гидратироваться по всему своему объему равномерно, а также обеспечит улучшение качественных характеристик поверхности и значительное повышение адгезии к основанию.

Чем толще слой раствора, тем меньшее количество метилцеллюлозы потребуется для того, чтобы обеспечить необходимую степень начальной гидратации. Именно поэтому на этикетке со строительной смесью должна быть указана минимальная толщина наносимого состава. В то же самое время, недопустимо и наложение раствора толстым слоем (более 10 мм) в составе которого имеется высокий процент эфира целлюлозы, который предназначен для тонкослойной технологии. В таком случае нередко появляется так называемый «эффект карамели» – происходит нормальное отвердение поверхности, а вот внутри остается еще не застывший раствор цемента. Поэтому, чтобы подготовить неровные основания, перепады которых составляют больше 10-15 мм, рекомендуется применять систему материалов, состоящую из тонкослойной нивелирующей массы (она обеспечивает получение гладкого последнего слоя, на который и будет в последствии укладываться напольное покрытие) и сухой смеси, подходящей для грубого выравнивания. Системный подход позволяет:


1. Избежать всех перечисленных выше неприятностей;
2. Снизить затраты на материалы.


Следующая группа добавок включает в себя дисперсионные порошки, при затворении водой образующие, в отличие от водорастворимых производных целлюлозы, не растворы, а двухфазные системы, которые состоят из полимерных частиц, диспергированных в воде. При добавлении таких составов в продукты строительной химии, можно значительно повлиять на качественные характеристики выпускаемого в итоге продукта и обеспечить получение таких результатов, которые невозможно достигнуть используюя только традиционные минеральные вяжущие. Первой попыткой модификации смесей цемента полимерами можно назвать известный всем клей ПВА. Процесс образования винилацетатной пленки влечет за собой значительную усадку, примерно 10%, а это приводит к растрескиванию полимерно-цементного материала. По этой причине, от использования ПВА вскоре отказались.


Следующий этап – применение двухкомпонентных составов, которые состоят из песчано-цементной смеси, изготовленной в условиях завода и полимерной дисперсии, которая поставляется в жидком виде, смешанных на строительной площадке. Такие растворы применяют и по сей день, но из-за потери при замерзании водной дисперсией своих свойств, в холодные времена года приготовление раствора и транспортировка дисперсии вызывает немалые затруднения.


В 1953 году, начался выпуск однокомпонентных сухих смесей. От метилцеллюлозы дисперсии отличаются по механизму действия. По мере своего расходования вода начинает концентрироваться в порах цементного камня, точно там же концентрируется и дисперсия, образуя таким образом «эластичные мостики», которые работают на изгиб и растяжение намного лучше, чем сам цемент. Комбинируя полимерные и вяжущие, можно производить широкий ассортимент продуктов строительства, которые будут обладать не только усиленной прочностью, лучшей адгезией (даже к таим довольно «проблемным» основаниям, как дерево, металл, глазурованная плитка, пластик и другое), но и управляемыми специальными (текучесть, гидрофобность) и реологическими (пластичность, тиксотропность) характеристиками. К примеру, растворы, необходимые для выравнивания полов, содержат смесь особых дисперсионных добавок и синтетически и органических пластификаторов, которые и определяют их специфические свойства: гладкость поверхности, получаемой в результате и способность к растеканию. Дисперсионные модификаторы, которые входят в состав клеевых растворов для работ с плиткой, способны улучшить условия работы, продлить срок эксплуатации затворенного раствора и повысить способность становится гуще в состоянии покоя и жиже при размешивании (тиксотропность).


Кроме того, что обеспечивается лучшее сцепление материала со сложными основами, дисперсионные порошки берут на себя функцию полимерного вяжущего. Особенно это случается в случаях, когда возможности цементно-песчаных растворов, модифицированных лишь эфиром целлюлозы, меньше величины сдвиговых нагрузок. Благодаря пластичности клеевых составов, становится возможным компенсация термических напряжений, которые возникают между основанием и облицовочным материалом. И в первую очередь это касается фасадных систем, которые подвергаются суточным колебаниям температуры и «теплым» полам, перепады температур которых также довольно велики. Слишком высокое содержание полимера, которое равно примерно 20-30%, ведет к тому, что цемент уже не становится непрерывной кристаллической решеткой, а отдельные части камня связываются друг с другом лишь эластичными полимерными цепочками. Обычно эти материал используют при устройстве гидроизоляции.


В ассортименте большого количества производителей строительных компонентов имеются дисперсионные порошки, температура пленкообразования которых примерно 0 градусов. Это разрешает использование сухих смесей с добавлением эти материалов при довольно низких, но еще не отрицательных температурах. Существуют марки дисперсионного порошка, имеющие температуру пленкообразования примерно –15 градусов. Растворы, имеющие в составе такие порошки, предназначены для того, чтобы проводить все виды строительных работ в холодное время года, когда температура воздуха опускается не ниже – 10 градусов.


Составление рецептуры сухих смесей можно назвать довольно длительным и сложным процессом, без участия квалифицированных специалистов в котором не возможно. Также необходимо наличие лаборатории с новейшим оборудованием. Поэтому стоит остерегаться попыток собственноручного «улучшения» обычных цементных растворов.


Широко распространенная практика наших соотечественников по «модернизации» простых цементных смесей клеем ПВА, не приводит ни к каким положительным результатам. Так как винилацетат имеет низкую стойкость к растворам щелочи, которая вызывает еще и его омыление в определенных местах, имеющих повышенный уровень влажности. Поэтому и отваливается керамическая плитка, которую уложили на раствор, разбавленный клеем ПВА.


Качество и цена


Проведя сравнительный анализ цен на сухие смеси, которые представлены на рынке России, можно увидеть, что значительная часть продукции, выпущенной в странах постсоветского пространства, стоит значительно меньше, чем тот же продукт, но произведенный в странах Западной Европы. И наши потребители считают, что такой подход абсолютно оправдан. Ведь действительно сырье, добытое на месте, недорогая рабочая сила, минимум транспортных расходов и полное отсутствие таможенных пошлин, кажутся, но только на первый взгляд, прямыми предпосылками для понижения цен на строительные материалы. Но если рассмотреть такую ситуацию иначе, все выглядит немного по-другому.

Производство редиспергируемых порошков можно назвать чрезвычайно сложным процессом, который требует использования специализированного уникального оборудования и предварительной обработки дисперсий. В связи с этим во всем мире существует не больше десяти компаний, способных выпускать модификаторы для продуктов строительной химии по-настоящему высокого качества. Признанные производители добавок: Wacker, Bayer, Clariant, Finndisp, Henkel-Nopco и прочие. И продукцию этих зарубежных компаний никто не сможет назвать дешевой.


Цена сухой смеси в основном обусловлена стоимостью входящих в нее компонентов. При этом если уровень модификации более высок, расходы на минеральные составляющие имеют довольно малую долю, но в таком случае основный критерием ценообразования становятся химические добавки. Например, одним из наиболее дешевых и простых составов является клей для плитки отечественного производства. Его стоимость не превышает 110 руб. Он представляет собой смесь цемента и песка с добавкой метилцеллюлозы (примерно 0,4%). Если учесть, что одна тонна самого цемента обходится примерно в 100 рублей, а 1 килограмм метилцеллюлозы в 220-230 рублей, становится понятно, что где-то полвина стоимости исходных материалов – добавки. Технологические и технические свойства, такие как водостойкость, прочностные характеристики, адгезия к материалам, имеющим низкое водопоглощение и морозостойкость, у данных клеев абсолютно не отвечают тем требованиям, которые выдвигаются европейскими странами. Но при этом эти клеи имеют немалый спрос не только в нашей стране, но и в Западной Европе. Согласно классификации EN 12004, к классу С1 приближаются более дорогие клеевые составы, имеющие цену примерно от 110 до 200 рублей. Такие составы кроме метилцеллюлозы содержат еще и 2% редиспергируемого порошка. Высококачественные эластичные клеи – материалы С2 класса – имеют повышенное содержание полимера (примерно 4%), который более эластичен, чем в составах предыдущего класса, и имеют в своем составе метилцеллюлозу более вязкого типа. Стоимость их составляет больше 200 рублей.


К одним из самых сложных, согласно рецептуре, материалам можно отнести массы, имеющие самовыравнивающиеся способности и применяемые для тонкослойного нанесения. Чтобы контролировать растекаемость, пользуются такой технологией: берут 2 одинаковых кольца из металла, диаметр которых 40-70 мм и наполняют их раствором. Одно из колец сразу приподнимают, тем самым позволяя раствору растечься по поверхности, а второе из них приподнимают через 15 минут. Площадь получившихся двух пятен должна быть одинаковой, или отличаться не больше чем на 15%. Еще одним важным свойством материалов можно назвать способность к стеканию. Проверить ее можно налив с интервалом в 15 минут 2 «лужицы» раствора, в итоге они должны слиться в одно пятно, не образовав заметной границы. Помимо способности растекаться самонивелирующиеся растворы должны иметь хорошую адгезию к основанию и немалую устойчивость к стиранию, должны обеспечить нужную прочность (даже не смотря на тонкий слой) также при заливке они не должны расслаиваться. Из-за этого в состав саморастекающихся смесей часто входит более 20 компонентов, цена «химии» становится больше 90%. В таком случае доля наполнителей и портландцемента уже не существенно влияет на ценообразование. Поэтому абсолютно не стоит экономить на минеральных компонентах. Определенного снижения цены продукции можно достичь, только если грамотно составить рецептуру.


Вывод довольно прост: не может существенно отличаться стоимость нескольких специализированных сухих смесей, которые имеют высокий уровень модификации, идентичные технологические и технические характеристики. И не важна страна производства: Россия или Германия, например.

Так чем же все таки можно объяснить такую разницу в цене материалов, пусть даже и одного и того же производителя, которые обладают идентичными конечными показателями качества (прочностью на растяжение, сжатие, адгезией и прочее) и рекомендуются для одинаковых условиях их использования и эксплуатации? Все из-за того, что в большинстве зарубежных фирм ассортиментная политика четко следит за запросами потребителей, которые довольно часто обусловлены экономическими, а иногда и национальными особенностями региона. В странах с высоким уровнем развития экономики, ни одна из компаний не позволяет себе такой непозволительной роскоши, как простои работников.


Такой вид организации ремонтных и строительно-отделочных работ подразумевает использование только быстросхватывающихся смесей, которые могут позволить свести к минимуму неизбежные перерывы между несколькими операциями. Такие составы характеризуются повышенным содержанием в своем составе модифицирующих добавок, вследствие этого довольно высокой стоимости. К примеру по нормативным документам, которые действуют в Германии, разрешается ходить по выровненной нивелирующей массой поверхности уже спустя три часа. Таким требованиям отвечают все строительные материалы, немецкого производства, такие как Knauf, Henkel, , Uzin UTZ AG, Dyckerhoff и прочие), которые предназначены для продажи на рынке Германии и в некоторых западноевропейских странах. При этом в нашей стране вообще не существует таких норм. В России можно купить импортный материал такого же назначения, при том имеющего те же технические характеристики, но вот ходить по нему можно будет только спустя 8 часов. И цена на такой товар будет раза в три ниже.


Российские производители имеют в своем арсенале материалы, стоящие еще дешевле. Например, нивелирующая масса «Юнис Горизонт-2» позволяет ходить по поверхности только по прошествии не менее 36 часов. Благодаря тому, что компания снизила содержание модифицирующих добавок, которые ускоряют твердение и схватывание раствора, это дало возможность специалистам фирмы произвести недорогой по стоимости (а значит доступный широкому использованию) материал, имеющий прекрасные технические характеристики. Заказчик, который располагает достаточными финансовыми возможностями и который заинтересован в сокращении сроков строительства, выберет скорее всего, именно первый вариант смеси. А вот тот, для кого важнее сокращение расходов по смете, предпочтет вариант номер два. О финальном результате, не смотря на то, какой вариант массы был выбран, можно не беспокоиться, потому что оба выровненных основания будут довольно близки по своим характеристикам. Приведенный выше пример наглядно показывает необходимость точно формулировать требования, который вы хотите предъявить материалу в каждом отдельном случае, и внимательного изучения ценовых, технологических и технических характеристик смесей.

Замечательно, понимая, насколько важны уменьшение расхода времени, некоторые из российских компаний освоили еще и производство смесей, которые затвердевают за 3-4 часа, например «Глимс-SL» и «Глимс-S3X». Но, как вы понимаете, чудес не существует, поэтому цены на таки материалы почти равны ценам на материалы зарубежного производства.