Что такое цементно-песчаная смесь?
Для частных строительных работ, когда применение цементно-песчаных смесей не предполагает особой ответственности, возможно их самостоятельное приготовление с использованием любого цемента и любого песка. При этом нужно понимать, что ввиду сложности соблюдения точных пропорций в смесях, готовые растворы будут в большей или меньшей степени отличаться по свойствам при каждом новом замесе.
Профессиональные же строительные мероприятия осуществляются с применением стандартизированных материалов, качество которых гарантирует наличие строго определенных и однородных свойств. Обеспечить эти требования может только промышленное производство.
Отечественные и зарубежные предприятия выпускают сухие смеси для строительства, состав и технологии изготовления которых регулирует ГОСТ 28013. Согласно его установкам, профессиональная цементно-песчаная смесь —ЦПС должна содержать:
- качественный просеянный портландцемент марки М500 и выше;
- чистый карьерный или речной песок с размером частиц 1,3 — 1,5 мм, что соответствует средней фракции;
- для улучшения свойств допускаются минеральные добавки, объем которых не должен превышать 10% от общего.
Компоненты смеси должны соответствовать: ГОСТ 10178 —цемент; ГОСТ 22551 — песок. Вода для приготовления растворов — по ГОСТу 51232.
Все технические данные и условия указываются на мешках, в которые фасуется готовая ЦПС. Или в технических документах, когда заказывается насыпной вариант для масштабного строительства.
В зависимости от области применения цементно-песчаной смеси выбирается тот или иной ее вид.
Какие есть виды цементно-песчаных смесей?
Подразделение цементно-песчаных смесей на различные виды осуществляется по разным критериям:
- Пропорциональное соотношение цемента и песка. Если пропорция песок/цемент соответствует 3:1, имеем жирные смеси, которые чаще всего используются для стяжки пола, штукатурки в условиях повышенной влажности, кладочного раствора для среднеэтажных сооружений. Тощие смеси получаются при смешивании песка с цементом в соотношении 5:1 — обычно это штукатурные смеси для внутренней отделки; часто ее еще более удешевляют, частично — до половины — добавляя вместо цемента известь, или даже глину. Промежуточными пропорциональными соотношениями обладают нормальные смеси; их применение наиболее универсально, при грамотном использовании модифицирующих добавок они зачастую могут заменить более дорогие жирные смеси.
- Качество и количество связующих компонентов. Применение разных типов смесей зависит не только от процентного содержания, но и от марки цемента. Цементы более высоких марок выдерживают более серьезные нагрузки. В сухих помещениях вместе с цементом могут использоваться другие вяжущие составляющие: известь, магниевые соединения, гипс. Чаще всего это гипс, который применяется для особой декоративности покрытия и быстрого твердения.
- Итоговая плотность и прочность затвердевшей массы и связанная с ними область применения ЦПС.Застывшие растворы могут быть легкие и тяжелые. Плотность легких не превышает 1500 кг/м3, плотность тяжелых — более 1500 до 1800 кг/м3. В прямой зависимости от плотности находится прочность, которую можно считать главной характеристикой ЦПС, так как именно маркировка смесей по прочности определяет их практическое назначение. Для маркировки используется буква «М» и цифра, которая обозначает, сколько килограммов статической нагрузки может выдержать 1 см3 затвердевшего материала. Марка ЦПС — это то, что прежде всего определяет ее вид, свойства и применение.
- Разная цена. На рынке есть дорогие и дешевые цементно-песчаные смеси. И все они востребованы, так как преимущества и недостатки имеют относительный характер. В одних случаях важна способность выдерживать физические и температурные супернагрузки, гидрофобность и прочее, а в других — малый удельный вес и легкость нанесения.
Таблица 1. Смеси разного назначения в зависимости от марки.
Марка | Применение | Особенности |
М10, М25, М50 | для легких штукатурок и финишный отделок | в состав входит глина, известь |
М100 | классическая интерьерная штукатурная смесь | содержит известь |
М150 | укладывание плитки | кирпича, внутренние и наружные штукатурные работы, задел трещин и швов, обозначающих соединение конструкционных элементов — предельный минимум прочности для кладки |
М200 | монтажные кладки, стяжки под высокую нагрузку | лучшее сочетание по цене и качеству |
М300 | обустройство разных видов фундаментов, стяжек, отмостков | не подходит для штукатурных растворов |
М400 | ответственное строительство, бетонирование важных несущих конструкций | высокая цена и высокая скорость твердения |
Существуют более высокие марки, но только для промышленного возведения особо нагружаемых служебных объектов, например, мостов.
Какой расход у цементно-песчаных смесей?
Рассчитывая затраты на какую-либо ЦПС, учитывают ее товарную стоимость ирасход сухой смеси. При этом используют такие данные:
- Нормативный расход в кг/м3. Указывается в техническом паспорте или на фасовочных мешках. Иногда выражается в кг/м2. При этом подразумевается, что толщина нанесенного слоя составляет 1 см. Чтобы получить расход на кубометр, указанную величину умножают на 100.
- Общий объем наносимого раствора как произведение площади нанесения на толщину слоя, которая может быть разной. Например,
- для оштукатуривания стентолщина покрытия составляет от 0,5 см до 2,5 см, а с применением арматуры и до 5 см;
- для кладки кирпичатолщина — от 0,5 до 5 см; конкретное значение зависит от многих факторов: марки цемента, входящего в состав смеси, размера кирпича, качества материалов, из которых он сделан;
- для залива стяжки самовыравнивающейся — 3 см;
- для работ с полусухойстяжкой, которая содержит уменьшенное количество воды, требуются особые усилия, и ее невозможно нанести тонким слоем; поэтому полусухая смесь для стяжек бывает толщиной не меньше пяти сантиметров;
- самая большая толщина у сухих стяжек, которые применяются при обустройстве высокого пола, для его выравнивания и снижения теплопроводности; теплопроводность усиливается засчет применения керамзита и замены частиц воды на частицы воздуха.
- Содержание в смеси воды и других добавок. Когда используется любая мокрая стяжка, из соотношения смесь-вода получают коэффициент, с помощью которого определяют, как будет расходоваться сухой материал. Из общего объема смесей следует вычитать объем, который занимают различные наполнители, если они есть: например, керамзит, который добавляется для того, чтобы уменьшить коэффициент теплопроводности цементно-песчаной стяжки и усилить ее звукоизоляционные свойства.
Расчет расхода не представляет особых трудностей. При этом изучение свойств различных марок цемента и химических добавок помогут узнать, как сэкономитьЦПС и повысить ее эффективность.
Какие достоинства и недостатки цементно-песчаных смесей?
Преимущества разного вида цементно-песчаных смесей подтвердило практическое применение в течение достаточно долгого времени. К несомненным достоинствам можно отнести следующие свойства:
- широкое использование для строительных, ремонтных и отделочных работ;
- возможность работать как на гладких, так и на пористых основаниях;
- применение в условиях повышенной влажности;
- формирование после высыхания и твердения растворов устойчивых поверхностей, покрытий, соединений с долгим сроком эксплуатации;
- невысокая стоимость — если, например, провести сравнение с гипсовыми смесями.
Есть у ЦПС и свои недостатки:
- при недостатке строительного оборудования в некоторых случаях затрудняется замес или нанесение раствора;
- смеси высыхают достаточно долго;
- низкие декоративные свойства: неудовлетворительный цвет, пористость.
Когда для изготовления смеси некоторое количество цемента заменяют гипсом, улучшаются такие характеристики, как пластичность, усадка, скорость высыхания, вес, декоративность. Однако при этом снижается влагостойкость, прочность, и ощутимо повышается цена.
Если сравнивать готовые и самостоятельно приготовленные ЦПС, то вторые по совокупной стоимости всех компонентов обходятся дешевле, однако по удобству применения и качеству значительно уступают.
Готовая смесь имеет много преимуществ:
- строго стандартизированный состав, в постоянном и неизменном соотношении;
- компоненты лучшего качества: просеянный цемент, откалиброванный и очищенный песок;
- не нужно высчитывать процент содержания каждого ингредиента и делать прочие расчеты — обо всем позаботился производитель, и остается только разбавить сухую смесь водой и размешать;
- на упаковке готовой смеси можно прочитать, для каких работ она предназначена; при этом в ней содержатся необходимые для этого добавки и присадки.
Что дают добавки для ЦПС?
Итак, в состав современных цементно-песчаных смесей обязательно включают добавки для улучшения их свойств и для облегчения работ, в которых применяется приготовленный из них строительный раствор: штукатурный, кладочный, для стяжки пола и любой другой.
Пластифицирующая, противоморозная и другие специализированные добавки
Процесс твердения и набора прочности для всех строительных растворов, изготовленных на основе цементно-песчаных смесей, в том числе и для бетонов, определяется созреванием и твердением связующего компонента, то есть цемента. Происходит это в результате экзотермической химической реакции цемента с водой. То есть вода добавляется не только для пластичности и подвижности, но и для формирования твердого цементного камня. С применением воды связаны две проблемы:
Проблема первая. Оптимальное водоцементное соотношение равно 0,4. То есть, на каждый килограмм цемента нужно 400 г воды. Однако, этого недостаточно для того, чтобы смесь была достаточно подвижной. Если же увеличить долю воды, впоследствии качество затвердевшей смеси будет хуже. И вот тут выручает такая добавка, как пластификатор: он увеличивает текучесть цементного раствора в разы без добавления лишней воды и поддерживает его в рабочем состоянии в течение долгого времени.
Проблема вторая. При нормальной температуре для начальной стадии твердения раствора — схватывания — требуется всего 2-3 часа. При понижении температуры процесс твердения постепенно замедляется. При нулевом значении схватывание наступает через 15-20 часов, а при дальнейшем похолодании, когда выделяемого в результате реакции тепла не хватает, и вода в конце концов замерзает, процесс набора прочности прекращается. Лучшее средство решения проблемы —противоморозная добавка. Ее принцип действия — существенное снижение точки замерзания воды. Также она работает как ускоритель набора прочности.
Кроме решения основных проблем, добавки могут способствовать улучшению таких полезных свойств, как например:
- Усиление водоотталкивания ЦПС и бетона—гидроизолирующая добавка.
- Усиление механической прочности —высокоэффективная волокнистая добавка – фибра, которая содержит тонкое стальное, стеклянное, базальтовое или полипропиленовое волокно. При замешивании фибра с легкостью распределяется по объему смесей. При производстве полимерных волокон для стимулирования этого свойства используется специальная пропитка.
Комплексные добавки
В последнее время, благодаря успешному развитию химической науки и производства, появились принципиально новые добавки для цементных смесей. Их отличает повышенная эффективность, расширенная функциональность, универсальное применение. А также удобство использования — гораздо проще, когда вместо набора средств с разными свойствами применяется одна многофункциональная комплексная добавка. Для наглядного примера многофункциональности приведем таблицу с данными о некоторых товарах продукции GOODHIM.
Таблица 2. Добавки для бетонов и ЦПС, который выпускают предприятия GOODHIM.
Название продукта | Свойства |
Суперпластификатор INTERPLAST AT | Увеличение подвижности смесей, экономия цемента — 15%, морозостойкость и водонепроницаемость при эксплуатации. |
FROST PREMIUM, противоморозная добавка с пластификатором | Набор прочности при низких, до -25 градусов температурах, возможно в суточном возрасте до 30%; повышение в 3 - 4 раза текучести при снижении содержания воды на 15%. |
FROST ХКМ -25,5, противоморозная добавка | Твердение при отрицательных, до -25 градусов, температурах; ускоренный набор прочности, сокращение времени схватывания в 3 раза; долгое сохранение подвижности смеси; экономия цемента — 10%; экономия воды — 5-10%; увеличение эксплуатационной прочности на 10-15%; повышение сортности цемента. |
INTERPLAST AT S GIDRO, гидрофобизирующаядобавка | Гидрофобизация и уменьшение капиллярного подсоса, повышение удобоукладываемости, антисептические свойства, минимизация высолов. |
ФИБРА стеклотканевая | Увеличение прочности, износостойкости, морозостойкости, эластичности, водонепроницаемости, сопротивления агрессивной среде; предупреждение образования трещин и расслаивания. |
Пластификатор INTERPLAST R, летняя добавка | Сохранение удобоукладываемости на 24 часа, увеличение воздухововлечения, усиление адгезии. |
Пластификатор FROST TF R, зимняя добавка | 30%-й набор прочности при отрицательной, до -15 градусов, температуре; усиление воздухововлечения на 10-12%; усиление подвижности и долгая жизнь раствора; высокая адгезия; предупреждение расслоения и высолов. |
Какие ошибки при применении цементно-песчаных смесей?
Главная ошибка, которая влияет на неудовлетворительный результат работ с цементно-песчаными смесями, в первую очередь на прочность конструкций и покрытий, —неправильный выбор материала. Ошибкой может быть несоблюдение следующих условий:
- Предварительно нужно провести сравнение на соответствие марки ЦПС области ее применения.
- Нарушение условий и сроков хранения смеси не приветствуется, так как отрицательно влияет на все ее свойства.
- Нужно опасаться контрафактного производства и приобретать смесь или ее ингредиенты только у зарекомендованных дилеров.
Если используется готовый сухой состав, нужно строго следовать инструкции: добавлять воду в указанной пропорции, следить за тем, чтобы температура окружающей среды соответствовала температуре применения.
В домашних условиях трудно подобрать абсолютно правильно сбалансированные смеси. Ошибиться можно, если не стремиться использовать стандартные материалы: цемент нужной марки, очищенный песок средней фракции и прочее. А также, если не соблюдать строгие пропорции между отдельными составляющими и игнорировать добавки и присадки. Если летом без них как-то можно обойтись и получить какой-то результат, то зимой без противоморозных добавок придется использовать специальный подогрев, или все труды будут напрасны. Грубой ошибкой является также нанесение растворов на неподготовленный базис.
Рекомендации и правила
Ни одно строительство не обходится без хотя бы минимальных отступлений от прописных правил. И идеально сбалансированная строительная цементная смесь встречается крайне редко, также, как и идеально приготовленный из нее раствор. На сохранение подвижности смеси, также, как и на процесс ее твердения и прочие свойства влияет не только качество материалов, но и внешние постоянно меняющиеся факторы — влажность, температура, ветер, осадки.
Известны такие полезные факты:
- излишек воды приводит к образованию трещин;
- многие недостатки смесей можно подправить, если применить цемент более высокой марки;
- чем старее цемент, тем больше его нужно для приготовления раствора.
Есть полезные рекомендации:
- Рассчитывая расход материалов для приготовления суммарного количества раствора, целесообразно увеличить конечный результат как минимум на 10% — под непредусмотренные погрешности.
- На практике, составляя смеси и затворяя раствор, нужно принимать во внимание не только стандартные расчеты, но и разнообразие возможностей и мнение опытных профессионалов, которые знают не только как сделать, но и как исправить ошибки.
Можно сделать вывод о том, что применение цементно-песчаных растворов для строительных и ремонтных работ сопряжено с множеством неточностей, что подтверждает целесообразность применения готовых ЦПС, имеющих наиболее точно рассчитанный и отмеренный состав.
Цементно-песчаная гидроизоляция
Цементно-песчаная гидроизоляция — это самый простой вид гидроизоляции. Она наносится методом распыления или вручную. При ручном способе применяются специальные добавки. Смесь наносится слоями не толще 1 см. Итоговая толщина должна составлять не менее 2,5 см. При просушивании 2 недели покрытие увлажняется по нескольку раз в день.
При добавлении латекса гидроизоляционная ЦПС приобретает пластичность — выглядит как жидкая резина и напоминает ее по свойствам. Наносится подогретой до сильно горячего состояния. Применяется чаще всего для обустройства бесшовной кровли.
При добавлении жидкого стекла получается строительный отделочный огнеупорный материал или ремонтная смесь, обладающая высокой адгезией. Применяется для защиты фундаментов и цокольных этажей, экстренной ликвидации течей.
Для гидроизоляции бетонных поверхностей применяется более густые составы. Сухая цементная смесь с кварцевым песком и добавками разводится до состояния пасты и наносится жесткой кистью на бетон в 2-3 слоя. Слои при этом более тонкие — до 2 мм.
С помощью цементно-минеральной обмазочной гидроизоляции защищаются ответственные бетонные поверхности. Ее недостаток — отсутствие эластичности.
Более универсальный обмазочный материал для гидроизоляции — цементно-полимерная обмазка, в состав которой включают каучуковые эластификаторы. С помощью этой тонкослойной обмазки не только формируется гидрозащитный слой, но и перекрываются мелкие трещины.
Быстрые ответы
Укрепляют цементный раствор специальные добавки — пластификаторы. Повышая эластичность, они препятствуют образованию трещин. Также для укрепления растворов используют армирующие волокнистые добавки, такие как фибра.
На единицу смеси добавляется 0,4 — 0,5 частей воды. Сначала в емкость высыпается смесь, затем в углубление вливается вода. Замес осуществляется сначала руками, далее — с помощью инструмента. Всегда читать инструкцию к готовой смеси — там вариант замешивания может отличаться от среднестатистического.
В естественном виде речной песок предпочтительнее, так как не содержит снижающих прочность примесей глины, которые присутствуют в песке карьерном. Другое дело —намывной песок, то есть качественно очищенный карьерный — это лучший вариант для лучшего качества стяжки.
В качестве связующего вещества можно использовать гипс. Но только для сухих внутренних помещений. Выглядят гипсовые смеси красивее, весят легче, образуют гладкие поверхности, которые не нужно штукатурить. Но они менее прочные и хорошо впитывают влагу.
Измеряются длина и ширина пола. Находится площадь. Умножается на требуемую высоту стяжки. Полученный объем умножается на плотность смеси, указанную в техническом описании, или на рассчитанную. Приблизительный расчет осуществляется через насыпную плотность, которая у сухого песка и сухого цемента примерно одинакова. Добавляется 10-15% от общего веса на случайные потери.