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 , который датируется 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 ветрового дождя.
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 в старых зданиях, 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 )