Раствор — это рабочая паста , которая затвердевает, чтобы связать строительные блоки, такие как камни , кирпичи и бетонные блоки кладки , заполнить и герметизировать неровные щели между ними, равномерно распределить их вес и иногда добавить декоративные цвета или узоры на каменные стены. В самом широком смысле, раствор включает в себя смолу , асфальт и мягкую грязь или глину, которые используются между глиняными кирпичами , а также цементный раствор. Слово «раствор» происходит от старофранцузского mortier , «строительный раствор, штукатурка; чаша для смешивания». (13 в.). [1]
Цементный раствор становится твердым, когда он затвердевает, что приводит к жесткой структуре заполнителя ; однако раствор функционирует как более слабый компонент, чем строительные блоки, и служит жертвенным элементом в кладке, потому что раствор легче и дешевле ремонтировать, чем строительные блоки. Каменщики обычно делают растворы, используя смесь песка , связующего вещества и воды. Наиболее распространенным связующим веществом с начала 20-го века является портландцемент , но древнее связующее вещество известь (производящее известковый раствор ) все еще используется в некоторых специальных новых конструкциях. Известь, известковый раствор и гипс в виде штукатурки используются, в частности, при ремонте и повторной расшивке исторических зданий и сооружений, так что ремонтные материалы будут аналогичны по производительности и внешнему виду исходным материалам. Существует несколько типов цементных растворов и добавок.
.jpg/1280px-Qorogho_Barelief_(3).jpg)
Первые растворы были сделаны из грязи и глины , [2], как это продемонстрировано в зданиях Иерихона , датируемых 10-м тысячелетием до н. э ., и Гандж-Даре , датируемых 8-м тысячелетием до н. э . [2].
По словам Романа Гиршмана , первое свидетельство использования людьми строительного раствора было обнаружено в Мехргархе в Белуджистане на территории современного Пакистана, построенном из высушенных на солнце кирпичей в 6500 году до н. э. [3]
Гипсовый раствор, также называемый гипсом, использовался при строительстве многих древних сооружений. Он изготавливается из гипса, который требует более низкой температуры обжига. Поэтому его легче изготавливать, чем известковый раствор, и он застывает гораздо быстрее, что может быть причиной того, что он использовался как типичный раствор в строительстве древних кирпичных арок и сводов. Гипсовый раствор не так долговечен, как другие растворы во влажных условиях. [4]
На Индийском субконтиненте в местах обитания цивилизации долины Инда были обнаружены многочисленные типы цемента , а гипс был обнаружен в таких местах, как город-поселение Мохенджо-Даро , датируемый более ранним периодом, чем 2600 г. до н. э.
Гипсовый цемент, который был « светло-серым и содержал песок, глину, следы карбоната кальция и высокий процент извести », использовался при строительстве колодцев, стоков и на внешних поверхностях « важно выглядящих зданий ». Битумный раствор также использовался с меньшей частотой, в том числе в Большой бане в Мохенджо-Даро. [5] [6]
В ранних египетских пирамидах, которые были построены во времена Древнего царства (~2600–2500 гг. до н. э.), известняковые блоки были связаны раствором из грязи и глины или глины и песка. [7] В более поздних египетских пирамидах раствор был сделан из гипса или извести. [8] Гипсовый раствор по сути представлял собой смесь гипса и песка и был довольно мягким.
Во 2-м тысячелетии до н. э. в вавилонских постройках в качестве раствора использовались известь или смола .
Исторически строительство с использованием бетона и раствора затем началось в Греции . Раскопки подземного акведука Мегары показали, что резервуар был покрыт пуццолановым раствором толщиной 12 мм. Этот акведук датируется примерно 500 г. до н. э. [9] Пуццолановый раствор - это раствор на основе извести, но изготавливается с добавлением вулканического пепла, что позволяет ему затвердевать под водой; поэтому он известен как гидравлический цемент. Греки получали вулканический пепел с греческих островов Тира и Нисирос или из тогдашней греческой колонии Дикеархия ( Поццуоли ) недалеко от Неаполя, Италия. Позже римляне улучшили использование и методы изготовления того, что стало известно как пуццолановый раствор и цемент. [8] Еще позже римляне использовали раствор без пуццолана, используя измельченную терракоту , вводя в смесь оксид алюминия и диоксид кремния . Этот раствор был не таким прочным, как пуццолановый раствор, но, поскольку он был плотнее, он лучше противостоял проникновению воды. [10]
Гидравлический раствор не был доступен в Древнем Китае, возможно, из-за отсутствия вулканического пепла. Около 500 г. н. э. клейкий рисовый суп смешивали с гашеной известью, чтобы получить неорганически-органический композитный клейкий рисовый раствор , который имел большую прочность и водостойкость, чем известковый раствор. [11] [12]
Непонятно, как искусство изготовления гидравлического раствора и цемента, которое было усовершенствовано и широко использовалось как греками, так и римлянами, было затем утеряно почти на два тысячелетия. В средние века , когда строились готические соборы, единственным активным ингредиентом раствора была известь. Поскольку затвердевший известковый раствор может разрушаться при контакте с водой, многие сооружения на протяжении столетий страдали от дождя с ветром.
Обычный портландцементный раствор , широко известный как раствор OPC или просто цементный раствор, изготавливается путем смешивания порошкообразного обычного портландцемента , мелкого заполнителя и воды.
Он был изобретен в 1794 году Джозефом Аспдином и запатентован 18 декабря 1824 года, в основном в результате усилий по разработке более прочных растворов. Он стал популярным в конце девятнадцатого века, и к 1930 году стал более популярным, чем известковый раствор, как строительный материал. Преимущества портландцемента в том, что он затвердевает и быстро схватывается, что позволяет ускорить темпы строительства. Кроме того, для строительства конструкции с использованием портландцемента требуется меньше квалифицированных рабочих.
Однако, как правило, портландцемент не следует использовать для ремонта или повторной расшивки швов старых зданий, построенных на известковом растворе, которым для правильного функционирования необходимы гибкость, мягкость и воздухопроницаемость извести. [13] [14]
В Соединенных Штатах и других странах обычно используются пять стандартных типов растворов (доступных в виде сухих предварительно смешанных продуктов) как для нового строительства, так и для ремонта. Прочность раствора меняется в зависимости от соотношения компонентов смеси для каждого типа раствора, которые указаны в стандартах ASTM . Эти предварительно смешанные растворы обозначаются одной из пяти букв: M, S, N, O и K. Раствор типа M является самым прочным, а тип K — самым слабым. Соотношение компонентов смеси всегда выражается объемом .
Эти буквы, по-видимому, взяты из альтернативных букв слов « M a S o N w O r K ». [15]
Полимерцементные растворы (ПЦМ) — это материалы, которые производятся путем частичной замены связующих веществ гидрата цемента обычного цементного раствора полимерами. Полимерные добавки включают латексы или эмульсии , редиспергируемые полимерные порошки, водорастворимые полимеры, жидкие термореактивные смолы и мономеры. [16] Хотя они увеличивают стоимость растворов при использовании в качестве добавки, они улучшают свойства. Полимерный раствор имеет низкую проницаемость, что может быть пагубным для накопления влаги при использовании для ремонта традиционной кирпичной, блочной или каменной стены. Он в основном предназначен для ремонта бетонных конструкций. Использование восстановленных пластиков в растворах исследуется и набирает популярность. [17] Деполимеризация ПЭТ для использования в качестве полимерного связующего для улучшения растворов активно изучается. [18] [19] [20]
Скорость схватывания можно увеличить, используя в печи нечистый известняк , чтобы образовать гидравлическую известь , которая схватывается при контакте с водой. Такая известь должна храниться в виде сухого порошка. В качестве альтернативы в растворную смесь можно добавить пуццолановый материал, такой как обожженная глина или кирпичная пыль. Добавление пуццоланового материала заставит раствор схватываться достаточно быстро за счет реакции с водой.
Было бы проблематично использовать растворы на основе портландцемента для ремонта старых зданий, изначально построенных с использованием известкового раствора. Известковый раствор мягче цементного раствора, что обеспечивает кирпичной кладке определенную степень гибкости для адаптации к сдвигу грунта или другим изменяющимся условиям. Цементный раствор тверже и обеспечивает небольшую гибкость. Контраст может привести к растрескиванию кирпичной кладки в местах, где два раствора присутствуют в одной стене.
Известковый раствор считается воздухопроницаемым, поскольку он позволяет влаге свободно перемещаться и испаряться с поверхности. В старых зданиях со стенами, которые со временем сдвигаются, можно обнаружить трещины, которые пропускают дождевую воду в конструкцию. Известковый раствор позволяет этой влаге выходить через испарение и сохраняет стену сухой. Повторная расшивка или оштукатуривание старой стены цементным раствором останавливает испарение и может вызвать проблемы, связанные с влагой за цементом.
Пуццолан — это мелкий песчаный вулканический пепел . Первоначально он был обнаружен и добыт в Поццуоли , недалеко от Везувия в Италии, а затем добывался и в других местах. Римляне узнали, что добавление пуццолана в известковый раствор позволяет извести застывать относительно быстро и даже под водой. Витрувий , римский архитектор, говорил о четырех типах пуццолана. Он встречается во всех вулканических районах Италии в различных цветах: черном, белом, сером и красном. С тех пор пуццолан стал общим термином для любой кремнистой и/или глиноземистой добавки к гашеной извести для создания гидравлического цемента. [21]
Тонко измельченный и смешанный с известью, он представляет собой гидравлический цемент, подобный портландцементу, и образует прочный раствор, который также затвердевает под водой.
По мере затвердевания раствора текущая атмосфера оказывается заключенной в растворе и, таким образом, обеспечивает образец для анализа. Различные факторы влияют на образец и увеличивают погрешность анализа. [22] [23] [24] [25] Радиоуглеродное датирование раствора началось еще в 1960-х годах, вскоре после того, как был разработан метод (Delibrias и Labeyrie 1964; Stuiver и Smith 1965; Folk и Valastro 1976). Самые первые данные были предоставлены van Strydonck и др. (1983), Heinemeier и др. (1997) и Ringbom и Remmer (1995). Методологические аспекты были дополнительно разработаны различными группами (международная группа во главе с Университетом Або Академи и группы из CIRCE, CIRCe, ETHZ, Познани, RICH и лаборатории Милан-Бикокка). Для оценки различных методов извлечения антропогенного углерода для радиоуглеродного датирования, а также для сравнения различных методов датирования, т. е. радиоуглеродного и OSL, было создано и опубликовано в 2017 году первое сравнительное исследование (MODIS). [26] [27]
... В некоторых важных на вид зданиях гипсовый цемент светло-серого цвета использовался снаружи, чтобы предотвратить осыпание глиняного раствора. В очень хорошо сконструированном водостоке Промежуточного периода используемый раствор содержал высокий процент извести вместо гипса. Было обнаружено, что битум использовался только в одном месте в Мохенджо-Даро. Это было при строительстве большой бани ...
... Было обнаружено, что гипсовый цемент использовался при строительстве колодца в Мохенджо-Даро. Цемент был светло-серого цвета и содержал песок, глину, следы карбоната кальция и высокий процент извести ...
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )