Сухие строительные смеси с повышенными эксплуатационными характеристиками

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А. П. ПИЧУГИН,  
В. Ф. ХРИТАНКОВ, И. В. БЕЛАН

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ  
С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ  
ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Монография

Новосибирск 2014

УДК 691.53:666.96

Рецензенты:
д-р техн. наук, проф., засл. строитель РФ А. С. Денисов (Новосибирск)
д-р техн. наук, проф., засл. деятель науки РФ В. Г. Хозин (Казань)
А. П. Пичугин, В. Ф. Хританков, И. В. Белан

Сухие строительные смеси с повышенными эксплуатационными характеристиками.  – Монография. – НГАУ-РАЕН – Новосибирск: ИЦ «Золотой колос», 2014. –  160 с.

В книге рассказывается о сухих смесях для строительного комплекса 
и промышленности строительных материалов, а также о разработке и создании новых эффективных рецептур сухих смесей с добавками направленного 
действия. Данному материалу, который мы называем сухая смесь, от роду 
насчитывается несколько десятков лет. Сухие строительные смеси на различных видах вяжущего позволяют создавать большее число специальных 
монтажных, кладочных и отделочных растворов, обладающих специальными или заданными свойствами. Важными свойствами строительных растворов из сухих смесей являются высокие показатели прочности и адгезии. 
Но применяемые до настоящего времени составы не учитывали свойства 
основания, на которое наносилась растворная смесь по коэффициенту линейного температурного расширения, а ввиду большого интервала температур и в результате внутренних напряжений происходит нарушение взаимодействия подложки (каменного или бетонного основания) и затвердевшего 
раствора. В данной работе авторами учтены эти технические недочёты и получены составы, обладающие близкими показателями термического расширения с основой, что обеспечивает повышенную долговечность и совместимость в каменной кладке.
В книге представлены компоненты и основные технические характеристики смесей, методики определения их важнейших технических свойств. 
Кроме того, в ней описаны области применения сухих смесей и представлены технологические схемы их производства.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, в первую очередь на 
строителей: выпускников строительных вузов, научных работников в области строительства, а также для производственников, желающих расширить 
свой технический кругозор.

ISBN 5-06-00835-08 
            ©  А. П. Пичугин, В. Ф. Хританков,  
И. В. Белан, 2014
©  Новосибирский государственный  
аграрный университет, 2014

ВВЕДЕНИЕ
Сухие смеси широко применяются в строительстве. Однако, используемые в настоящее время сухие строительные 
смеси имеют ряд недостатков, к которым относятся: повышенная усадка и низкая трещиностойкость затвердевших растворов в условиях большого климатического температурного 
перепада Сибири, слабая адгезионная способность, высокая 
теплопроводность, способствующая созданию мостиков холода в каменной кладке. Для устранения этих недостатков сухих 
смесей необходимы оптимизация их составов.
Вблизи городов и предприятий по производству изделий 
строительного назначения находится большое количество 
различного вида отходов, что отрицательно сказывается на 
экологии территорий. К их числу относятся отходы асбестоцементного производства, содержащие асбестовые волокна, 
покрытые гидратированным цементом. Использование таких 
отходов может обеспечить значительный эффект по снижению 
затрат при производстве, повышению свойств сухих строительных смесей из местных материалов и улучшению экологической обстановки.
Работа направлена на совершенствование составов и технологии производства сухих строительных смесей, путем улучшения их свойств введением армирующих дисперсных техногенных волокнистых добавок и полимерных компонентов. Это 
обеспечивает повышение технологичности, прочности, водо- 
и морозостойкости и эксплуатационной надежности получаемых материалов.
В качестве основной цели данной работы явилось следующее: разработка составов, технологии и исследование 
структуры и свойств сухих строительных смесей с армирующими волокнистыми техногенными дисперсными добавками 
и полимерными компонентами для повышения их эксплуатационных характеристик при использовании в строительстве 
и ремонте зданий и сооружений.
Для достижения поставленной цели необходимо решить 
следующие научные и практические задачи.

Изучить свойства исходных материалов для получения 
сухих строительных смесей и определить рациональные их 
сочетания с целью эффективного использования при производстве строительных работ.
Определить состав и свойства различных компонентов 
и отходов производства в качестве добавок в сухие строительные смеси.
Установить закономерности влияния состава и количества 
вводимых добавок, способов их введения на прочностные, 
адгезионные, теплофизические и другие эксплуатационные 
показатели строительных растворов из сухих строительных 
смесей.
Разработать оптимальные составы, режимы и технологию 
введения орга-номинеральных добавок, обеспечивающие высокие показатели прочности и долговечности строительных 
растворов из сухих строительных смесей для получения материалов с повышенной трещиностойкостью, прочностью, 
адгезионной способностью и теплотехническими свойствами.
Произвести исследования структуры и свойств строительных растворов из получаемых сухих смесей для определения 
составов и технологических режимов производства работ.
Разработать технологический регламент и техническую 
документацию для производства работ со строительными растворами из сухих строительных смесей с комплексными добавками направленного вида; осуществить опытно-производственное внедрение результатов исследований и произвести 
технико-экономическую оценку выполненной работы.
В ходе проведенных исследований разработаны эффективные составы и технологические принципы получения сухих 
смесей для строительных растворов, обладающих повышенной трещиностойкостью, высокой адгезионной способностью 
к основанию, пониженным коэффициентом теплопроводности 
для исключения мостиков холода в каменной кладке. При этом 
установлено следующее.
Для получения строительных растворов из сухих строительных смесей с прочностью на растяжение при изгибе бо

лее 1,5–2,0 МПа целесообразно введение в его состав 10–15 % 
мас. дисперсных волокнистых техногенных добавок – отходов 
асбестоцементного производства (ОАЦП), обеспечивающих 
дисперсное армирование структуры строительного раствора, 
способствующих уменьшению коэффициента теплопроводности в два-три раза и регулирования коэффициента термического расширения.
Установлены закономерности влияния сухого клеевого редиспергируемого порошка – сополимера винилацетата 
и этилена (ВАЭ) и гидроизоляционной композиции дегидрол 
на свойства сухих строительных смесей. Их введение способствует повышению проникающего действия добавки и увеличению адгезии строительных растворов к основанию в 1,5– 
2,5 раза, а также совместно с отходами асбестоцементного 
производства обеспечивает снижение усадки материала в 1,6–
1,8 раза. Оптимальное количество проникающей композиции 
дегидрол в смеси составляет 2–3 % мас., что обеспечивает создание прочного сцепления с бетонным или каменным основанием с минимальной усадкой после твердения.
Доказано, что для предотвращения негативного действия 
воды и отрицательных температур на процесс гидратации цемента в сухих строительных смесях целесообразно повышение плотности структуры и формирование микропористости, 
что осуществляется введением сухого редиспергируемого полимерного клеевого состава ВАЭ в количестве до 0,15–0,35 % 
от массы цемента. Это обеспечивает повышение водостойкости в полтора-два раза и морозостойкости в два-три раза. Использование сухого клеевого порошка ВАЭ позволяет снизить 
водоцементное отношение и обеспечить требуемые реологические характеристики при производстве работ.
Установлены закономерности сближения коэффициентов 
линейного термического расширения строительных растворов 
и стеновых материалов, что создает условия для длительной 
эксплуатации без нарушения целостности частей зданий. Для 
этого в случае легких бетонов (керамзитобетон, аглопоритобетон, перлитобетон и др.) целесообразная добавка отходов 

асбестоцементного производства (ОАЦП) составляет 5–12 %; 
для газобетона и силикатного кирпича этот показатель составит 10–17 %; для каменной кладки из керамического кирпича – 15–20 %.
Результаты проведенных исследований имеют четкую 
практическую направленность, выражающуюся в следующих 
положительных моментах.
1. Разработан комплекс добавок в сухие строительные 
смеси на основе портландцемента, обеспечивающий повышение прочности материала, снижение усадочных деформаций 
и повышение водо- и морозостойкости за счет выравнивания 
коэффициентов линейного температурного расширения и других характеристик с параметрами стеновых материалов.
2. Предложена технология производства сухих строительных смесей на основе портландцемента, позволяющая получать материалы с высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками.
3. Разработаны составы сухих строительных смесей с введением дисперсных волокнистых техногенных добавок и полимерных компонентов для применения с различными стеновыми материалами и изучены их основные свойства с учетом 
возможных воздействующих факторов.
4. Подготовлены и утверждены технические условия ВТУ2675–370–006–11 «Сухие строительные смеси с комплексом 
органоминеральных добавок для каменных и монтажных работ», а также «Рекомендации» по их реализации, которые переданы в строительные организации.
5. Разработанные материалы и технологические процессы 
внедрены при производстве сухих строительных смесей в заводских условиях в Новоси-бирской области и показали высокую эффективность от их использования.
6. Предложенные составы сухих смесей позволяют получать прочность при сжатии затвердевшего строительного 
раствора до 10,0–12,3 МПа, адгезии к бетонному основанию 
1,4–2,0 МПа, морозостойкость – до 150 циклов, усадку – 0,35–
0,45 мм/м.

Гл а в а  1 
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА  
И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ  
В ОБЛАСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ  
СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

1.1. Применение сухих смесей в строительстве

Последние десятилетия в целях обеспечения высокого 
уровня и стабильности качества, повышения производительности тру да, оптимизация затрат на транспортировку и эффективное использование строймате риалов наметилось широкое 
внедрение сухих строительных смесей. Применение сухих 
смесей способствует сокращению сроков и стоимости работ, 
позволяют вне дрять новые технологические процессы и материалы, повышая культуру производства, эффективно используя средства малой механизации. Совершенствование качества 
сухих строительных смесей идет в направлении их модифицирования путем введения различных добавок и компонентов, 
придающих определенные качественные показатели [1–4].
Целесообразность использования сухих смесей подтверждена зарубеж-ной и отечественной практикой строительства. Область применения сухих смесей обширна: выполнение бетонных, штукатурных, кладочных, плиточных работ, 
устройство покрытий полов, за делка стыков. Кроме этого, осуществлен выпуск сухих смесей для ма лярных, декоративных 
и облицовочных работ, причем для декоративных по крытий 
сухие смеси выпускаются с богатой палитрой цветов.
Сухие смеси имеют ряд преимуществ [2–6]:
– выполнение минимума доводочных технологических 
операций для пе ревода сухих смесей в рабочее состояние (затворение водой);
– экономия дорогостоящего цемента (на 10–15 %) за счет 
пластификации и водоудерживания приготовленных растворов;
– использование как при минусовых, так и при положительных темпера турах, что особенно актуально для сибирского региона;

– снижение отходов растворов на 5–7 % в результате порционного приго товления;
– стабильность составов в результате точной дозировки 
компонентов и их эффективного смешения;
– повышение производительности труда строителей на 
20–25 %, благода ря улучшению пластических свойств приготовленных растворов;
– снижение транспортных расходов на 15 %;
– повышение качества строительных работ при одновременном сниже нии трудоемкости строительных технологических процессов.

Виды сухих смесей и растворов

Ассортимент сухих строительных смесей, выпускаемых 
предприятиями промышленности строительных материалов, довольно обширен и представлен следующими видами 
(рис. 1.1) [3–6, 8–10]:
– строительные (пескобетоны М 100, 200, 300; кладочные 
М 75, 50; шту катурные М 25, 10);
– клеевые (для наклейки кафеля, мрамора, гранита, ПСБС, 
кирпича, ячеистых бетонов);
– декоративные (цветные фасадные водостойкие, фуговочные, для за делки швов кафельной плитки; обычные и цветные шпаклевки);
– специальные (огнезащитные составы ОПВ-1, теплые 
штукатурки и кладочные растворы с заполнителем (вермикулитом);
– наливные (самовыравнивающиеся, с водоудерживающими, водооттал кивающими свойствами); герметизирующие 
шламы.
Сухие смеси можно разделить по видам добавок:
– обычные растворы (глины, ЛСТМ и т. д.);
– с полимерами композициями и добавками;
– с диспергируемыми порошками, например, на основе 
КМЦ по технологии ИХ-ТИМС;
– с целлюлозными продуктами Габроза X 220 и др.

Рис. 1.1. Направления применения сухих строительных смесей

В зависимости от вида вяжущего материала сухие 
строительные смеси и составы можно разделить простые 
(с использованием одного вида вяжущего) и сложные или 
комбинированные на смешанных вяжущих, например, цементно-известковые, известково-зольные, известково-гипсовые и др. При этом сухие смеси можно разделить по или группам [2–4, 10]:
– цементно-песчаные смеси;
– цементно-известково-песчаные;
– известковые;
– гипсовые смеси.
По способу применения подразделяются на ручные и механического применения.
Для производства отделочных работ применяют декоративные сухие смеси используя для этих целей цветные цементы или вводя в них различные по цвету пигменты. Такие 
штукатурки используются при производстве фасадных и внутренних работ. Выбор вариантов сухих смесей, используемых 
в штукатурных работах, зависит от условий эксплуатации зданий и сооружений [3, 6–10].
Шпатлевочные составы служат для заполнения мелких 
пор и раковин, выравнивания поверхностей, которые предназначены под покраску или оклейку обоями, для ремонта поврежденных поверхностей. Рецептура таких материалов должна 
быть подобрана таким образом, чтобы обеспечивались [2–5]:
– устойчивость к усадке;
– технологичность;
– повышенную адгезионную способность.
Смеси для устройства пола должны отвечать жестким 
требованиям. Для этих целей используют растворы с повышенной стойкостью к ударным нагрузкам, масло- и кислотостойкостью, а также стойкостью к истиранию и другим механическим нагрузкам [4–8, 11–14].
Составы для гидроизоляционных покрытий предназначены для внутренней изоляции подвалов, ванн и других сооружений, эксплуатируемых гидростатическом давлении. Такие