Технология сухих строительных смесей

Е. Н. Потапова 
ТЕХНОЛОГИЯ СУХИХ 
СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ 
Допущено федеральным учебно-методическим объединением  
по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки  
18.00.00 «Химические технологии» в качестве учебного пособия  
для студентов высших учебных заведений, обучающихся  
по направлению подготовки «Химическая технология» 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 

УДК 666.9:691.3/.5 
ББК 35.4138.3 
П64 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
кандидат технических наук, доцент Российского химико-технологического  
университета им. Д. И. Менделеева А. И. Захаров; 
доктор технических наук, профессор Московского государственного 
строительного университета (НИУ МГСУ) С. В. Самченко 
 
 
Потапова, Е. Н. 
П64  
Технология сухих строительных смесей : учебное пособие / Е. Н. Потапова. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 376 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-1239-1 
 
Показана история развития технологии сухих строительных смесей (ССС). Приведены основные термины и определения. Дана классификация сухих смесей по условиям 
применения, способу нанесения, виду вяжущего, наибольшей крупности заполнителя 
и функциональному назначению. Рассмотрены минеральные, полимерные и смешанные вяжущие материалы, которые могут использоваться в сухих строительных смесях. 
Приведены классификация и основные свойства заполнителей и наполнителей. Подробно рассмотрены функциональные добавки, с помощью которых возможно прогнозировать и регулировать основные свойства сухих строительных смесей. Дана оценка 
проектируемых свойств растворных смесей и затвердевшего строительного раствора, 
рассмотрены последовательность разработки рецептур сухих смесей и расчет ориентировочного состава строительного раствора.  
Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 18.03.01 и 18.04.01 «Химическая технология», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и аспирантов - по специальности 2.6.14 «Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов». 
 
УДК 666.9:691.3/.5 
ББК 35.4138.3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1239-1 
” Потапова Е. Н., 2023 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
2 
 

ВВЕДЕНИЕ 
В последние годы промышленность строительных материалов претерпела 
изменения, обусловленные необходимостью сокращения сроков и стоимости работ, внедрением новых технологий и материалов для упрощения и повышения 
производительности труда. Объемы жилищного строительства, предусмотренные национальным проектом «Жилье и городская среда», предполагают дальнейшую модернизацию строительной отрасли, повышение качества индустриального жилищного строительства, значительное увеличение производства эффективных строительных материалов и изделий. Долговечность и надежность 
объектов строительства непосредственно зависит от качества применяемых материалов. 
Одним из путей успешного решения этих задач является выпуск модифицированных сухих строительных смесей и растворов. Модифицированные сухие 
смеси представляют собой смесь минеральных вяжущих, заполнителей, наполнителей строго фиксированной дисперсности и модифицирующих химических 
добавок.  
Сухие строительные смеси находят все большее применение в строительстве для монтажных и отделочных работ, санирования и ремонта зданий благодаря ряду преимуществ по сравнению с применением товарных растворных  
и бетонных смесей. Использование товарных растворов централизованного приготовления для выполнения кладочных и штукатурных работ с переработкой их 
на объекте имеет ряд недостатков: 
x повышенный расход цемента или другого вяжущего на 10-15  из-за неудовлетворительного качества инертных заполнителей; 
x отсутствие возможности порционной подачи растворов потребителю; 
x разрыв технологического процесса производства работ во времени из-за 
вынужденных простоев бригад рабочих в результате сбоев графиков поставок растворных или бетонных смесей на строительные объекты; 
x ухудшение технологических свойств товарных смесей ввиду отсутствия 
полной гарантии их нерасслаиваемости в процессе транспортирования  
и трудностей, связанных с необходимостью изготовления многокомпонентных составов и точной дозировки, малых количеств различных добавок. 
Поэтому возникла необходимость нахождения альтернативы товарным и 
растворным смесям. Этой альтернативой является производство сухих строительных смесей различного назначения. 
Производство модифицированных сухих строительных смесей и растворов 
отличается большим многообразием видов и широким ассортиментом продукции. Современные специалисты должны уметь хорошо разбираться в обширной 
номенклатуре этой продукции, выбирать для конкретных условий применения 
наиболее эффективные и подходящие ее виды с учетом качественных показате3 

лей, владеть знаниями в области технологии строительных материалов, представлять физико-химическую сущность процессов переработки исходного сырья 
в готовый продукт. 
Научиться оценивать качество материалов, находить возможные пути регулирования и управления этим качеством и уметь определить области рационального применения материалов в практике современного строительства можно 
только на основе глубокого изучения связи между составом, строением и свойствами материала. 
В современных условиях производство сухих строительных смесей должно 
соответствовать мировым стандартам качества. Требуется не только модернизация устаревшего оборудования и производство новых конкурентоспособных материалов, но и знание их свойств для дальнейшего правильного применения на 
строительной площадке. 
Производство сухих строительных смесей требует постоянного совершенствования технологии, оборудования и составов. Только наличие высококвалифицированного персонала, владеющего не только основами технологии, но и 
навыками и знаниями в проектировании составов и использования достижений 
химии, позволит предприятию постоянно производить обновляющуюся конкурентоспособную продукцию. 
В данном учебном пособии изложены основы современных представлений 
о сухих строительных смесях и растворах. Дана оценка проектируемых свойств 
растворных смесей и затвердевшего строительного раствора, рассмотрены последовательность разработки рецептур сухих смесей и расчет ориентировочного 
состава строительного раствора. Представлены технологические схемы производства сухих строительных смесей. 
Приведены основные свойства сухих строительных смесей, растворных 
смесей и затвердевших растворов. Описаны составы, свойства, производство работ и методы испытаний сухих строительных смесей различного назначения. 
Учебное пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлениям подготовки 18.03.01 и 18.04.01 «Химическая технология», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и для аспирантов - по специальности 2.6.14 «Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов». 
4 
 

1. ИСТОРИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ОТРАСЛИ 
Строительные растворные смеси на основе минеральных вяжущих (гипс, 
известь, цемент) так же, как и бетон, используются в строительстве зданий и сооружений уже более 8000 лет. Известно, что их применяли еще при постройке 
египетских лабиринтов, древних мексиканских пирамид, использовали при возведении городских стен, башен и крепостей. 
Интересно, что во все времена принцип формирования компонентного состава строительных растворов был практически одинаков. В состав строительных растворов всегда входили вяжущее вещество, заполнитель и вода; иногда - 
дополнительная примесь для придания раствору особых свойств. При этом, несмотря на одинаковый набор компонентов, химические составы строительных 
растворов в разных странах имели существенные различия, обусловленные, 
прежде всего, географическими факторами. 
Отдельные примеры связывания мелких камней растворами были известны 
в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. 
На протяжении нескольких тысячелетий бетоны и растворы на основе 
гипса и извести были единственно известными вяжущими материалами (не считая глины), а кизяк да птичьи яйца - первыми модифицирующими добавками. 
В античные и средние времена для улучшения технических характеристик производимых строительных материалов использовались такие добавки и присадки, как разные виды мыла, смолы, белки и зола. Они перемешивались на 
строительной площадке с минеральными вяжущими веществами и заполнителями. 
Огромный вклад в развитие ранних сухих смесей внесли мастера росписи 
стен. Стремление создать произведения долговечными побудило мастеров анализировать причины разрушения росписей, искать пути предохранения их от 
преждевременной гибели. Многовековой практический опыт говорит о том, что 
одними из условий долголетия произведений настенной живописи является 
доброкачественность штукатурного основания и грунта, на котором они написаны, и добротность кладки стены, на которой этот грунт положен, качество ее 
материалов. Мастера прошлых эпох старались придать грунтам и долговечность, используя специально разработанные методики и рецептуры компонентов. 
Первый патент на изготовление и применение сухих смесей был опуб- 
ликован в 1893 г. Однако до 1950-х гг. строительные растворные смеси производились исключительно или в «мокром» виде - готовыми к употреблению, либо 
по так называемой технологии приготовления раствора на стройплощадке  
(job site mixing). Приготовление на строительной площадке подразумевало транспортировку отдельных компонентов на строительную площадку и их перемешивание на площадке в соответствующей пропорции (рис. 1.1). 
5 

 
Рис. 1.1. Варианты приготовления растворной смеси на строительной площадке 
 
Основными недостатками строительных растворных смесей, приготовленных на строительной площадке, является то, что процесс их приготовления не 
может быть автоматизирован, а качество строительных растворов не может быть 
гарантировано. Кроме того, некоторые виды добавок либо вообще нельзя ввести 
в состав смеси, либо можно ввести только с высоким риском ошибок дозирования и перемешивания, что приводит к получению неоднородных и непостоянных 
по своим свойствам строительных растворов. 
Недостатком заводских смесей был и ограниченный срок годности - от нескольких часов у растворов, до пары месяцев - у шпаклевок и паст. При «полевом» способе производства (приготовление растворных смесей непосредственно 
на строительном объекте) сложно соблюсти необходимые пропорции, что приводило к нестабильности составов и к падению качества. Зачастую такой способ 
приготовления растворных смесей не предусматривал введение различных химических добавок и не позволял изготавливать высококачественные смеси широкой номенклатуры. Все это приводило к серьезным нарушениям технологии 
производства работ на строительных площадках и не соблюдению проектных решений. 
До появления сухих строительных смесей (ССС) большую популярность 
при введении отделочных работ имел цементно-песчаный раствор (так называемая «гарцовка»), который изготавливали непосредственно на площадке строительства. Такая строительная смесь по всем параметрам подходит для кирпичной 
кладки и для штукатурки с нанесением слоев от 10 мм и более. Однако цементнопесчаный раствор довольно плохо воспринимает растягивающие и изгибающие 
нагрузки, особенно при нанесении в тонкий слой. Подобные смеси обладали 
очень низкой способностью удерживать воду. Затворяющая вода очень быстро 
впитывалась поверхностью в основание, а также испарялась в атмосферу - что 
мешало необходимой гидратации цемента. В результате чего раствор не набирал 
нужного значения прочности. 
6 
 

Поэтому с течением времени технология приготовления строительных растворов на строительной площадке была вытеснена технологией заводского приготовления сухих строительных растворных смесей (dry pre-mixing). Сухие строительные смеси производятся на специально спроектированных заводах по производству сухих растворных смесей, где минеральное вяжущее, заполнители и 
необходимые добавки отвешиваются в необходимых пропорциях и смешиваются соответствующим образом. Сухие строительные смеси для конкретных областей применения, как правило, производятся в соответствии с рецептурой и 
составом, разработанным и предварительно испытанным в лаборатории. Сухие 
строительные смеси заводского изготовления доставляются на строительную 
площадку в мешках или в специальных бункерах, их необходимо смешивать  
с водой только перед использованием. 
Возможность добавления к сухой смеси специальных сухих добавок или 
присадок в точно определенном количестве способствовала созданию высококачественных минеральных строительных растворных смесей с точно определенными и специфическими техническими свойствами. Широкое распрост- 
ранение подобных смесей дало возможность полного изменения культуры 
производства любых ремонтных и отделочных работ (точная рецептура, сокращение расхода строительных растворов), а их эффективность возрастала  
на 150-200 . 
Применение модифицирующих добавок позволило изменять в широких 
пределах технологические свойства растворных смесей и строительно-технические свойства растворов и открыло возможность широкого применения  
тонкослойных технологий и технологий машинного нанесения. На сегодняшний день во многих промышленно развитых странах доля используемых в 
строительстве бетонов и растворов, приготовленных с использованием модифицирующих добавок, достигает 90-95 . Иногда в составе определенного 
вида сухой смеси присутствуют комбинации из 15 модифицированных добавок, а иногда достаточно и одной-трех. При этом на химические модифицирующие добавки приходится в среднем 4  состава любой сухой строительной 
смеси.  
Мировой и отечественный опыт использования сухих смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными смесями, 
приготавливаемыми на строительной площадке, и традиционными методами 
проведения работ:  
x существенное повышение качества строительных работ вследствие стабильности их состава и эффективного перемешивания; 
x повышение производительности труда в 1,5-5 раз в зависимости от вида 
работ, механизации, транспортировки и т. д.; 
x снижение материалоемкости по сравнению с традиционными технологиями в 3-10 раз (плиточные работы - в 7 раз, выравнивание стен и полов - 
в 10 раз);  
x длительность срока хранения без изменения свойств и расходование  
по мере необходимости;  
7 
 

x негорючесть материалов, низкая категория химической вредности; 
x возможность транспортирования и хранения при отрицательной температуре.  
Еще одним достоинством сухих строительных смесей является их экологичность - они не выделяют вредных веществ, поэтому не загрязняют воду и воздух 
и не оказывают вредного воздействия на человека. 
У сухих строительных смесей отсутствуют технологические ограничения 
по дальности транспортирования. Сухие смеси могут использоваться на строительных объектах мелкими порциями, храниться достаточно длительное время 
(по полугода), сохраняя при этом все свои свойства. 
В настоящее время в мире выпускается широкая номенклатура сухих смесей 
для различных видов строительных работ (рис. 1.2). Наибольшее распространение получили так называемые облицовочные, выравнивающие, напольные, гидроизоляционные сухие строительные смеси и смеси для систем внешней теплоизоляции зданий. 
Рис. 1.2. Структура рынка сухих строительных смесей России 
По сравнению с остальными секторами промышленности рынок строительных смесей можно назвать достаточно молодым. На российском рынке сухие 
строительные смеси появились только в 90-х годах прошлого столетия. Пер- 
вые сухие строительные смеси были изготовлены в Польше, Финляндии и Германии - это финские материалы марки Vetonit, немецкие штукатурные смеси 
Knauf и др. Их стоимость по отечественным меркам была очень высокой - из-за 
больших транспортных расходов и низкого уровня конкуренции. Уже через несколько лет после прихода «иностранцев» - после 1998 г. - в России стали производить свои сухие строительные смеси. Появилась продукция таких торговых 
марок, как «Бирсс», «Глимс», «Крепс», «Боларс», «Юнис», «Старатели». Рынок 
стал расти быстрыми темпами, прибавляя примерно 40-50  в год. 
8 

Сегодня в «десятку» мировых производителей сухих смесей входят SaintGobain Weber, Materis (PAREX), Henkel, Mapei, Sto, Ardex, BASF, Baumit, Bostik 
и Knauf. Можно также отметить, что сегодня компании, которые в свое время 
лишь импортировали ССС из-за рубежа, активно создают в России собствен- 
ные производства. За счет экономии на таможенных пошлинах, транспортных 
расходах и других затратах, удорожающих себестоимость продукта, их инвестиции сравнительно быстро окупаются. Для примера можно назвать компанию 
«Мапеи» (Mapei), которая в 2002 г. организовала выпуск строительных материалов на территории небольшого завода в Южном Порту, а в 2006 г. запустила 
большой завод в подмосковном Ступине. «Хенкель Баутехник» в 2007 г. ввела в 
эксплуатацию новый завод на Урале по выпуску фасадных материалов нового 
поколения марки CERESIT. Собственные производственные предприятия создал 
и «Сен-Гобен Вебер Рус». Благодаря постоянным инвестициям в развитие бизнеса в СНГ, на конец 2019 г. «Сен-Гобен» владел в России уже восемью действующими заводами. 
Крупные компании уделяют внимание и обучению работе с ССС. К примеру, в «КНАУФ» практикуют как занятия для строителей, так и лекции в вузах 
для будущих инженеров-руководителей. Все это способствует популяризации  
и продвижению продукции. 
В ноябре 2013 г. компания «Сен-Гобен» открыла свой инновационный учебный центр «Академия Сен-Гобен», а в конце 2015 г. - первый на территории  
России Центр исследований и развития WEBER. Cотрудники Центра ведут исследования в области химической технологии строительных материалов, занимаются разработкой продукции, максимально отвечающей специфике и потребностям российского рынка, исследованиями физико-химических свойств материалов, тестированием различных компонентов, входящих в состав продуктов 
«Сен-Гобен». С 2016 г. на базе Центра проводятся и фундаментальные исследования. 
Компания «Henkel» пошла еще дальше - в 2014 г. с целью познакомить 
детей с исследовательской работой, привить интерес к естественным наукам,  
а также рассказать о главных принципах заботы об окружающей среде стартовала образовательная программа «Мир Исследователей Henkel». За это время 
было проведено более 900 уроков, более 5000 школьников стали участниками 
программы, и их число продолжает расти. С 2016 г. компания Henkel организует занятия программы на регулярной основе в Московском Дворце пионеров. 
Крупные зарубежные компании, создающие в России собственные производства, уделяют большое значение устойчивому развитию. В течение долгого 
времени рост и потребление ресурсов были неразрывно связаны. Рост населения и повышение уровня жизни всегда означали увеличение потребления  
ресурсов планеты. И эта тенденция продолжится, так как ожидается, что  
к 2050 г. мировое население составит 9 миллиардов человек. Расход ресурсов 
будет ускоряться в ближайшие десятилетия, поскольку такие природные ре9 

сурсы, как ископаемое топливо и вода потребляются гораздо быстрее, чем планета их производит. Такие тенденции являются серьезные вызовами будущего, но в то же время они предоставляют большие возможности: инновации 
и принцип достижения большего с меньшими ресурсами станут ключевыми 
факторами устойчивого развития. 
Компания «Henkel» свои приоритеты разделила на два измерения (рис. 1.3): 
«больше ценности» и «меньшее воздействие на окружающую среду».  
 
Рис. 1.3. Приоритетные направления устойчивого  
развития компании «Henkel» 
 
Под такими лозунгами «подпишутся» большинство компаний - производителей сухих строительных смесей. 
Чтобы сократить логистические расходы, компании строят новые заводы в 
непосредственной близости к рынку сбыта. Наметилась тенденция к отказу от 
импортных составляющих для ССС - также в целях удешевления продукции. 
Помимо основной базы, некоторые компоненты, например, редиспергируемый 
полимерный порошок, уже выпускают и в России. 
Сегодня сухие строительные смеси выпускают порядка 250-300 предприятий, «оккупировавших» не менее 80  рынка. Около половины всей продукции приходится на долю признанных лидеров, в первую очередь «КНАУФ». 
Ряды крупных игроков пополняют «Крепс», «Старатели», «Юнис», «Ветонит», 
10