Наряду с этим окрашенные панели, на наш взгляд, имеют  присущие им недостатки. Панели, окрашенные на заводе, из-за незначительной толщины покрытия подвергаются при перевозке и монтаже механическим повреждениям и загрязнениям, устранение которых бывает связано с вынесением мокрых отделочных операций в построечные условия, что снижает эффект индустриализации строительства. Панели, офактуренные присыпкой декоративной крошки, в случае загрязнения в процессе монтажа (например, мастикой или раствором при заделке швов)  и эксплуатации трудно очистить, обновить.

Все рассмотренные виды отделки стен из пенобетона можно разделить на три группы.

1. Не полностью закрывающее покрытие, например, декоративный щебень или плитка.
2. Полностью закрывающее покрытие – поризованные растворы и бетоны.
3. Окрасочные покрытия.

Причем, первые две группы относятся к доавтоклавной отделке, а третъя – к послеавтоклавной. Из них заслуживает внимание отделка декоративным поризованным раствором. Однако раствор в автоклаве ухудшает свои декоративные качества, а после автоклавной обработки пенобетона на него трудно нанести раствор из-за плохого сцепления. Поэтому представляется целесообразным улучшить свойства поризованного раствора таким образом, чтобы обеспечить его надежное сцепление и совместную работу с пенобетоном после автоклавной обработки изделия.

В этом случае нужно получить покрытие толщиной 10-20 мм с одинаковыми по толщине слоя декоративными свойствами. В случае загрязнения панелей и наличия мелких царапин, исправление внешнего вида достигается циклеванием защитного слоя. Эта операция может выполняться при любой погоде и в любое время года, что имеет немаловажное значение при высоких темпах сборки крупнопанельных домов. При нанесении поризованного раствора на готовое изделие, его не нужно калибровать и исправлять, так как сам раствор служит выравнивающим покрытием. Покрытие раствором готовых панелей, в отличие от доавтоклавного нанесения, не задерживает оборачиваемость бортоснастки и не влияет на технологический цикл по их изготовлению. Наконец, раствор, пригодный для послеавтоклавного нанесения, может быть применен для штукатурки и ремонта стен построенных зданий. В том числе зданий из мелких пенобетонных блоков, а также для устранения крупных дефектов на панелях (околы, отслоения и т.п.), подготовленных под окраску. Такой раствор может быть как декоративным, так и обычным.

Однако, при нанесении поризованного раствора на готовый пенобетон, он быстро обезвоживается, за счет отсоса влаги пенобетоном, и не набирает нужной прочности и прочности сцепления. Поэтому необходимо найти способ для обеспечения нормального твердения раствора на пористом основании.

Последние годы ознаменовались повышенным интересом к цементнополимерным композициям. Отечественные и зарубежные исследования показали возможность получения цементного камня, и на его основе, специальных бетонов с уникальными свойствами. Их прочность превышает 100 МПа, морозостойкость достигает 700 циклов, снижается  модуль упругости. Имеются также разнообразные композиции, в которых полимеры выполняют роль добавок, в результате чего можно получить материал с заданными свойствами, лучшими, чем свойства цементного камня даже на высокомарочных цементах. Дальнейшее повышение качества цемента все чаще рассматривается не как самостоятельный процесс, а как результат использования цемента в бетоне в сочетании с некоторыми веществами. Цементные растворы и бетоны в зависимости от вида цемента и добавок приобретают те или иные свойства. Можно изменять прочность при сжатии и растяжении, увеличивать морозостойкость, влиять на сроки схватывания и твердения.

Но некоторые отрицательные свойства цементного раствора и бетона обычными добавками устранить нельзя. Основные из них: малая относительная прочность при растяжении, равная 1/15÷1/20; незначительная величина предельных относительных деформаций, что проявляется в виде хрупкости бетона; плохое сцепление с рядом строительных материалов и др. Вот почему, в необходимых случаях, отказываются от применения обычного раствора или бетона, заменяя их более дорогими материалами или модифицируют цементные составы с помощью специальных органических добавок.

При введении в цементный раствор высокомолекулярных органических веществ образуется новый материал, в котором свойства минерального вяжущего и полимера взаимно дополняют и улучшают друг друга. Этот новый материал обладает разнообразием структурно-механических и физических свойств, характерных для полимера и для цемента.

Применение натуральных высокополемерных веществ в растворных смесях на минеральных вяжущих известно давно. А развитие химии постоянно увеличивает ассортимент синтетических полимеров. В настоящее время в полимерцементных композициях все большее применение находят водные дисперсии полимеров – дисперсии и латексы. Это продукты дисперсной полимеризации и сополимеризации различных мономеров: винилацетата, винилхлорида, винилденхлорида, стирола и др.

Полимербетон и его свойства характеризуются наличием двух активных составляющих: минерального вяжущего и органического связующего вещества. В зависимости от качественных показателей этих составляющих и степени их проявления в полученной композиции, можно получить материал, варьируя количественными и качественными параметрами составляющих, с требуемыми структурно-механическими и физико-химическими свойствами. Наибольшее применение в строительстве нашли полимерцементные растворы с поливинилацетатной дисперсией. Из синтетических латексов больше всего на стройках используется дивинилстирольный латекс СКС-65 ГП марки Б заводской стабилизации.

Поливинилацетатная дисперсия (ПВАД) получается полимеризацией винилацетата из исходных материалов: винилацетата, поливинилового спирта, перекиси водорода, уксусной кислоты и воды. Для поливинилацетата характерны высокие адгезионные свойства. Он стоек к воздействию бензина, масел. Однако, в щелочной среде поливинилацетат, как и все сложные эфиры, гидролизуется. При этом образуется кислота и поливиниловый спирт, хорошо растворимые в воде. В бетоны и растворы поливинилацетат добавляют в виде водной дисперсии с содержанием твердых частиц от 30 до 50%. Показатель pH около 5. В качестве пластификатора  чаще всего применяется дибутилфталат в количестве около 15%.

Дивинилстирольный латекс синтетического каучука (эластомера) СКС-65ГП получается при эмульсионной полимеризации. Содержание сухого вещества в водной дисперсии 47-50%, pH 10-11,5. Каучуковый латекс повышает стойкость полимерцементного раствора  к агрессивным жидкостям, а также прочность при растяжении, водонепроницаемость, морозостойкость, улучшает адгезионные свойства. Вместе с тем понижается модуль упругости, что способствует уменьшению его хрупкости и повышению трещиностойкости. Все эти отраженные качества весьма важны для материала, предназначенного для защиты такого неатмосферостойкого материала как пенобетон.

При послеавтоклавном нанесении защитно-отделочного слоя на наружную поверхность панели можно применять разные составы раствора. Для сближения показателя их пористости с пенобетоном основной массы панели производится поризация отделочного слоя пеной. Поризованная структура отделочного слоя необходима и по соображениям быстрейшего достижения пенобетоном равновесной влажности, поскольку панели на стройку поступают с влажностью 15-20% и даже более.

Можно полагать, что полимерные добавки, введенные в поризованный раствор, могут значительно улучшить его свойства и расширить возможность применения, в том числе для нанесения на панели из пенобетона после их автоклавной обработки.

К этому имеются следующие предпосылки.

1. Мелкозернистые бетоны с поризованной массой изменяют свои свойства в зависимости от степени пористости и качества межпоровых перегородок. Многие специалисты считают, что основой улучшения свойств бетона, в том числе и в перегородках между порами, является направленное структурообразование.
2. Оптимизация свойств материалов ячеистой структуры в первую очередь связана с характером межпоровых перегородок, с их прочностью и деформативностью. От этого зависит прочность материала и, как следствие, его долговечность. Естественно, что для отделочного слоя, который выполняет защитные функции, улучшение структуры материала имеет важнейшее значение.
3. Поливинилацетатная дисперсия и дивинилстирольный латекс СКС-65ГП, значительно увеличивают предельную растяжимость, повышают водонепроницаемость и морозостойкость бетона. В то же время они пластифицируют бетонную смесь, в результате чего должно снижаться ее водотвердое отношение.
4. Молекулам синтетического каучука свойственна определенная ориентация в силовом поле, в результате которой происходит упорядочение их структуры. Это явление связано с действием в материале растягивающих напряжений. Как известно, напряжения растяжения для бетона представляют наибольшую опасность и приводят к образованию трещин. Полимерцементные композиции, особенно при использовании эластомеров, создают в этом отношении большие возможности.
5. Послеавтоклавная отделка панелей предусматривает твердение отделочного слоя в воздушно-сухих условиях. Это неблагоприятно для композиций на основе гидравлических вяжущих веществ. Иное положение создается при использовании полимерцементных составов, поскольку последние наиболее интенсивно твердеют в воздушно-сухой среде.

Таким образом, сочетание цемента с полимерными добавками и применение соответствующих растворов для отделки панелей из пенобетона, есть основание считать прогрессивным направлением технологии. На основании информационных данных и практики строительства, наиболее приемлемыми добавками для данных целей являются дивинилстирольный латекс и поливинилацетатная дисперсия. Водные дисперсии каучука и поливинилацетата позволяют изготовить поризованные полимерцементные растворы (пенополимерцементные растворы) с требуемой степенью однородности, поскольку сам цемент смешивается с водой, если предотвращается коагуляция полимера.

Природа коагуляции неоднозначна, она связана с рядом факторов, но превалирующее значение имеют явления электрохимического порядка. Устойчивость суспензий и эмульсий, в основном, зависит от заряда на поверхности частиц, Именно благодаря наличию такого заряда на поверхности частиц в водной среде образуется двойной электрический слой, защищающий коллоидные частицы от коагуляции подобно сольватным оболочкам.

Отмеченное положение характерно для гидрофобных золей, в данном случае они представлены латексом СКС-65ГП. Стабилизация же цементных паст объясняется образованием сольватных оболочек. Такие оболочки препятствуют непосредственному слипанию частиц цемента.

Обычно латексы и дисперсии высокополимеров имеют глобулы с отрицательным зарядом, частицы же портландцемента в водной суспензии характеризуются положительным зарядом. Естественно, что сохранить достигнутую дисперсность полимеров при эмульгировании их в водной среде и последующем контакте такой дисперсии с цементным раствором не удается.

При отрицательно заряженных частицах высокополимеров наиболее интенсивно коагулирующими будут вещества, содержащие многовалентные ионы, например Ca²⁺. Последние образуются в результате гидролиза С₃S портландцемента и их концентрация в твердеющем цементном тесте обусловливает высокие показатели pH.

Следует, вероятно, стремиться к максимальному сближению показателей щелочности цементного теста и модифицирующих его полимерных дисперсий. В этом отношении дивинилстирольный латекс СКС-65ГП имеет весьма благоприятный показатель, поскольку величина показателя pH у него составляет 11,5. Насыщенный же раствор гидроокиси кальция имеет величину pH = 12,5. Поровая жидкость бетона характеризуется показателем pH от 11 до 13. Для проверенной нами ПВАД величина pH составляет 4,96.

На стабильность водных дисперсий полимеров в настоящей работе было обращено самое серьезное внимание. При этом учитывалось, что выбор стабилизатора для применяемых дисперсий непосредственно отражается на структурной вязкости и пластической прочности полимерцементных композиций. Последние же, в свою очередь, предопределяют количество воды, необходимое для получения требуемой подвижности пенополимерцементных растворов.

Сродство модифицирующих добавок и цементной пасты по показателю pH имеет значение и с точки зрения кинетики твердения. Известно, что, чем больше щелочность среды, тем энергичнее происходит растворение клинкерных минералов и тем больше образуется продуктов гидратации в единицу времени.

Сопоставляя применяемые нами ПВАД и СКС-65ГП, с учетом взглядов, сформулированных выше, следует высказаться за более предпочтительное отношение к СКС-65 ГП, чем к ПВАД. Это мнение базируется не только на весьма неблагоприятном возрастании усадочных явлений у поливинилацетатцементных композиций, но и на их значительно более «кислой природе», чем у композиций с добавкой латекса.

Действительно, основой получения ПВАД служат два исходных продукта: эфир уксусной кислоты и виниловый спирт. Поливинилацетат имеет полярную карбоксильную группу, которая является «носителем» кислотных свойств.

Часть гидратной извести, образующейся в процессе твердения, вступает во взаимодействие с ПВАД, в результате чего происходит омыление основного продукта и образование поливинилового спирта. Этот процесс является, по существу, гидролизом в щелочной среде, в результате которого получаются хорошо растворимые в воде продукты.

Хотя омыление ПВАД способствует воздухововлечению и пластификации бетонной смеси, однако низкая водостойкость продуктов этой реакции не позволяет полностью реализовать указанное преимущество на практике.

Анализируя имеющиеся литературные источники по полимерцементным композициям, закономерно придти к выводу, что процессы их твердения не могут получить сейчас исчерпывающее теоретическое толкование.

Большинство специалистов едины во мнении о том, что химическое взаимодействие между цементным клинкером и полимером не имеет место. Таким образом, следует полагать, что глобулы полимеров откладываются в дефектных разрывах и «неплотностях» формирующегося цементного камня. Следуя этой гипотезе, закономерно признать протекающими и взаимно дополняющими два процесса:

Первый – представляет собой обычный процесс гидратации и твердения портландцемента;

Второй – постепенный процесс коагуляции (по мере уменьшения количества свободной воды) полимера в глобулы и пленки, которые откладываются дискретно в точках пространства свободных от продуктов твердения цемента.

Следует при этом учитывать, что стремясь к направленному структурообразованию цементного камня, нельзя игнорировать резкое различие в упругих свойствах последнего, также как и полимера.

Разрушение по сжатой зоне было достигнуто путем увеличения количества продольной растянутой арматуры у нижней грани ростверка.

При исследовании сжатой зоны восьми – свайных ростверков, было испытано два образца – РК-1 и РК-1в, которые отличались схемами нагружения.

Характеристики опытных образцов приведены в табл.1. На рис.1 показаны опалубочные размеры и армирование опытных образцов с количеством свай , равным восьми , в табл.2 представлена спецификация арматуры.

Таблица 1. Характеристика опытных образцов

Рис. 1. Схемы армирования образцов: а – РК – 1, РК – 1в (μ_s = 1,2 %)

Таблица 2. Спецификация арматуры

Нагружение ростверков производили гидравлическим домкратом ДГ-200 через металлическую пластину, имитирующую колонну.

Характер образования и развития трещин образца РК-1 показан на рис.2, 3, 4 (фото). Первой образовалась трещина в среднем пролете у нижней растянутой грани ростверка в продольном направлении при нагрузке Р= 0,6 Р_разр. Высота трещины составила 1/4 высоты ростверка. При дальнейшем увеличении нагрузки ее рост прекратился. При Р= 0,82 Р_разр. появились нормальные трещины у нижней грани ростверка в поперечном направлении. Одновременно образовались наклонные трещины у внутренних граней опорных площадок, ориентированные на грузовую площадку (колонну). С дальнейшим ростом нагрузки увеличивалась ширина раскрытия трещин в зоне средних опор. При нагрузке Р= 0,9 Р_разр. появилась трещина у внешней грани средней опоры, получившая развитие по высоте ростверка в сторону крайней опоры.

Рис. 2. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1

Рис. 3. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1

Рис. 4. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1

Развитие трещин в бетоне при изменении схемы нагружения

В испытаниях второго образца РК-1в изменилась схема нагружения. Для передачи нагрузки с запланированным эксцентриситетом е₀ = 5 см, грузовая площадка принималась размером 20´20 см и смещалась относительно осей симметрии на 5 см. При внецентренном нагружении характер образования трещин не изменился, как показано на рис. 5 (фото). Первые трещины появились при нагрузке, которая в 1,4 раза меньше усилия образования подобной трещины в образце РК-1. Их развитие по высоте ростверка наблюдалось и при дальнейшем увеличении нагрузки. При
Р = (0,67–0,75) Р_разр появились наклонные трещины у средних опор. Трещины в поперечном направлении в растянутой зоне в этом образце отсутствовали_. При Р > 0,67 Р_разр рост трещин наблюдался как в направлении от нижнего штампа к верхнему, так и наоборот.

Рис. 5. Характер трещинообразования и вид разрушения образца РК-1в

Схема разрушения РК-1 и РК-1в

Разрушение произошло по сжатой зоне бетона. Образовавшиеся первыми трещины в среднем пролете у нижней растянутой грани ростверка в продольном направлении дальнейшего развития при росте нагрузки не получали. Наиболее опасными стали наклонные трещины, которые образовались у средних опор. Изменение схемы приложения нагрузки привело к более раннему развитию трещин в наиболее нагруженной части ростверка, т.е. со стороны действия эксцентриситета. Отсутствие трещин у крайних опор характеризует малонагруженные участки ростверка.

Совершенно иначе ведет себя раствор с полимерными добавками. Так раствор с добавками поливинилацетатной дисперсии (ПВАД) уменьшает способность к водопоглощению в 4 раза, а при возрастании полимерцементного отношения до 20%, более чем в 10 раз. Эти данные свидетельствуют о том, что пенополимерцементный раствор имеет замкнутые поры и мелкие капилляры, в которых влага перемещается за счет процессов испарения и конденсации. Это способствует также снижению влагопроницаемости при одновременном улучшении паропроницаемости улучшаемого раствора.

Растворы, модифицированные дивинилстирольным латексом СКС-65ГП, показали свою способность к водопоглощению в несколько раз ниже, чем растворы с поливинилацетатной дисперсией. И это качество каучукцементных композитов со временем не изменяется, что можно объяснить химической инертностью цементно-каучуковых смесей к воде. Изучение динамики изменения весовой влажности, в зависимости от времени водонасыщения, свидетельствует о более низком, в начальный период насыщения, водопоглощении. За два часа насыщения водой раствора с латексом показали увеличение их весовой влажности на 3-7%, а раствор без латекса на 9%. Через 6 суток водонасыщения влажность раствора с поливинилацетатной дисперсией увеличилась до 10%, а с латексом она осталась почти на прежнем уровне.

При изучении свойств растворов с полимерными добавками было установлено, что с увеличением концентрации полимера снижается их водопоглощение. Так у раствора с латексом наименьшее водопоглощение отмечается при полимерцементном отношении от 10 до 15%. Вместе с тем, было замечено, что коагуляция латекса не изменяет существенно свойств раствора к водопоглощению. Причиной для этого может быть частичное перекрытие мелких капилляров в цементном растворе, а также их перекрытие свободной водой, находящейся в растворе. Увеличивающееся, хотя и очень медленно, водопоглощение пенополимерцементных растворов является следствием вымывания поступающей водой полимера, и ее дальнейшим проникновением вглубь материала.

Для защитно-отделочных покрытий стен важным свойством является не только водопоглощение, но и скорость их высыхания, которая связана со способностью защитного покрытия, а тем более из материала с повышенной гигроскопичностью, быстро отдавать скопившуюся в нем влагу. Очевидно, материал стены помимо быстрого высыхания должен обладать еще и повышенной паропроницаемостью. Защитное покрытие из плохо проницаемого материала создает препятствие на пути влаги к испарению, а в зимний период и к ее замерзанию в пористом материале стены, что приводит к ее разрушению.

Стеновые материалы из пенобетона поступают на строительные объекты со значительным содержанием влаги, достигающей величины 18-30%. Влажность стен в период эксплуатации не стабильна, поскольку она перемещается в теле стены от тепла к холоду и в зимний период она скапливается у наружных поверхностей стен. Вот почему высокая влажность стен может быть опасной, и избавиться от сверхувлажнения стен крайне необходимо. При низкой паропроницаемости материала наружных стен эти задачи усложняются. Поэтому возникает необходимость проверки пенополимерцементных растворов на их способность к десорбции влаги, т.е. к интенсивности высыхания защитных покрытий.

Нами были проведены наблюдения над процессом десорбции влаги свежесформированными образцами пенополимерцементных растворов. Процесс изменения влажности показан на графике (рис 1). Он характеризуется равномерным высыханием поливинилацетатных растворов. Растворы с латексом интенсивно теряют влагу сразу, после распалубки образцов уже через 6-7 дней достигают равновесной влажности. Интенсивность высыхания пенополимерцементных растворов двух составов при температуре +19÷20^оС и влажности 56-60% корреспондируется с процессом водопоглощения. Растворы с латексом имеют меньшее, чем у растворов с ПВАД водотвердое отношение В:Т. Сразу после формования на их поверхности образуется пленка препятствующая интенсивному испарению влаги. Поэтому в начальный момент, в процессе образования этой пленки, происходит интенсивная потеря влаги, а, учитывая низкое В:Т, и, следовательно, небольшую исходную влажность раствора, после быстрого уменьшения влаги в первые сутки процесс десорбции практически заканчивается через 6-7 суток. Оставшаяся в растворе влага создает благоприятные условия для гидратации цемента.

Рис 1. Десорбция влаги пенополимерцементными растворами

Прообразами предлагаемой наружной отделки стен здания являются цветные, а также террацевые штукатурки. Такие штукатурки состоят из цементно-известковых вяжущих, щелочестойких пигментов, белого кварцевого песка и декоративных добовок. В составы, дающими белый цвет, добавляют каменную муку из белого мрамора до 10% массы всех составляющих. Цветные растворы получают добавляя для синего цвета – ультрамарин; зеленого – окись хрома; красного – железный сурик; желтого – золотистую охру. Составы делают на кварцевом песке с крупностью зерен размером 0,3÷0,5 мм,  на белом цементе. Декоративность раствора получается вполне удовлетворительной в растворе, составляющих по объему белый цемент – 1ч; известковое тесто – 1 ч; песок – 6 ч.

Декоративный раствор из террацевых смесей получается более декоративным в связи с увеличением ассортимента и количества цветовых добавок. Например, раствор белого цвета включает в себя: белый портландцемент – 0,75 ч; известковое тесто – 3 ч; мраморная мука белая – 2 ч; мраморная крошка с зернами 2÷4 мм – 7 ч; дробленая слюда крупностью до 3 мм – 0,5 ч. Для получения цветных смесей нужно использовать уже упомянутые здесь пигменты. Слюду можно заменить декоративной крошкой с зернами до 2,5 мм из цветного стекла, антрацита в количестве до 10% всего заполнителя. Для создания фактуры поверхности, покрытой декоративным раствором, ее следует обнажить, для чего в пластичном или схватившемся состоянии раствор циклюют, путем соскабливания цементной пленки с оштукатуренной поверхности. Для циклевания применяют или специальные цикли или используют обломки ножовочных полотен по металлу. Поверхность можно скоблить и обломками толстого витринного стекла. Немаловажная задача и в определении времени циклевания. Пробовать циклевать можно уже через 3 часа после нанесения накрывки на грунт. При этой операции слюда и крупные песчинки не должны вылетать из отделываемого слоя. Если это происходит, то нужно подождать, но не более 9 часов, иначе слой затвердеет.

Такие декоративные добавки, как слюда, пылевидные наполнители, пигменты, снижают прочность  и морозостойкость цементных растворов. Количество их не допускается более чем по 5% от веса цемента. В связи с этим потребовалось провести ряд испытаний для окрашенных пенополимерцементных растворов.

Испытания проводились для оптимального состава раствора 1:3 с латексом СКС-65ГП при П:Ц = 0,10 с объемной массой 1300÷1500 кг/м³, выбранного на основании предшествующих исследований. В качестве добавок применялись: до 5% пигмента, и до 5% слюды от веса цемента.

Прочность при сжатии после 28-дневного хранения в воздушно-сухих условиях осталась в пределах прочности образцов без декоративных добавок 9,4 МПа и составила 8,8 МПа. После 35 циклов замораживания и оттаивания прочность при сжатии составила 11,8 МПа, т.е. получено приращение прочности, как и в образцах без декоративных добавок.

Прочность сцепления с пенобетоном после 28 дней воздушно-сухого твердения составила 4,5 МПа при 5,2 МПа для раствора без добавок. Также не изменилась прочность сцепления при испытании двухслойных образцов с декоративными добавками на морозостойкость и переменное увлажнение и высушивание по сравнению с образцами без добавок.

После хранения образцов на открытом полигоне в течение 1 года прочность пенополимерцементного раствора при сжатии не изменилась. Прочность сцепления с пенобетоном несколько понизилась и составила 0,81 МПа.

При испытании в везерометре путем периодического дождевания, высушивания и облучения ультрафиолетовыми лучами в течение 500 часов, проверялась прочность при сжатии и цветостойкость. Прочность при сжатии составила 7,9 МПа, т.е. отмечается незначительное падение прочности.

Важным качеством  отделочного раствора является неизменяемость его цвета в процессе эксплуатации. Цветостойкость раствора во многом зависит от качества цемента и стойкости пигмента к щелочной среде и ультрафиолетовому облучению. Значительной стойкостью отличаются декоративные растворы на цветном клинкерном цементе.

Для проверки воздействия окружающей среды на цветостойкость и запыляемость растворов с различными добавками проверяли составы с П:Ц=0 и П:Ц=0,10 на СКС-65ГП без пигмента и с пигментами: 1) сурик железный (5% от веса цемента); 2)  фталционин синий; 3) фталционин зеленый. Изменение белизны определяли с помощью фотомера, путем сравнения испытываемых образцов с контрольными образцами, хранившимися в темном шкафу. Результаты наблюдений представлены в таблице.

Таблица

Кроме того, каждый образец подвергался тщательному визульному осмотру и сравнению с контрольным. На основании проделанных испытаний можно сделать следующие выводы:

1.Добавление латекса СКС-65ГП в декоративный раствор в количестве до П:Ц=0,10 не ухудшает декоративных свойств пенополимерцементного раствора. Дальнейшее увеличение П:Ц вызывает его потемнение.

2.При воздействии 35 циклов переменного замораживания и оттаивания происходит потускнение раствора.

3.Такое же изменение всех растворов происходит при испытании в везерометре и несколько меньшее – при испытании на открытом полигоне.

4.Общие декоративные качества растворов, при указанных изменениях, существенно не снижаются.

5.Завыляемость раствора с добавкой полимера уменьшается, по сравнению с раствором без добавки. При обмывании образцов водой, раствор с полимером приобретает более свежий вид, чем раствор без полимера.

6.При циклевании поверхности пенополимерцементного раствора, испытавшего различные атмосферные воздействия, а также загрязненного пылью, битумом, цементным раствором и т.п., быстро обнажается свежий раствор с исходными декоративными качествами.

Таким образом, пенополимерцементный раствор,  как без декоративных добавок, так и с добавками, обладает значительной стойкостью к разнообразным воздействиям окружающей среды. Атмосферостойкость предлагаемого раствора не будет отличаться от декоративных цементных штукатурок, применяемых для отделки зданий.

Можно полагать, что долговечность полимерных растворов с содержанием латекса такая же или немного выше, чем обычного бетона. Долговечность этого материала обусловливается хорошей морозостойкостью, высокой прочностью при растяжении и повышенной трещиностойкостью. При введении в поризованный раствор ПВАД или латекса СКС-65ГП можно получить раствор с значительно лучшими свойствами, чем у немодифицированного состава. Прочность при сжатии, растяжении, сдвиге пенополимерцементного раствора, а также его упруго-эластические свойства свидетельствуют о пригодности раствора для отделки стен из пенобетона.

Обратные засыпки при строительстве промышленных и гражданских зданий отличаются различной глубиной, формой, наличием сопряжённых с засыпками строительных конструкций. Несмотря на это, в зависимости от особенностей производства работ по отсыпке и уплотнению грунтов, устройство обратных засыпок котлованов и траншей может быть условно подразделено на три характерные группы:

1-относительно свободные территории;

2-пазухи и траншеи;

3-узкие щели.

К относительно свободным территориям следует относить участки внутри зданий с пролётами не менее 12 м при шаге колонн не менее 6 м; траншеи, при ширине их 1,5-2 раза и длине в 8-10 раз превышающих, соответственно, ширину и длину работающих механизмов.

Обратную засыпку в этом случае ведут по первой технологической схеме, предусматривающей постоянную отсыпку грунтов с последующим его уплотнением в основном катками на пневмоколёсном ходу и гружёным автотранспортом.

Возведение обратной засыпки по первой технологической схеме включает подготовку основания, отсыпку, разравнивание отдельных слоёв грунта и его уплотнение.

Грунт обычно доставляют автотранспортом (реже скреперами), а планируют – бульдозерами. Толщина отсыпаемых слоёв зависит от уплотняющей способности механизмов и назначается с учётом данных табл.1 и результатов опытов работ.

В большинстве случаев уплотнять отсыпки целесообразно транспортом, доставляющим грунт, а также катками массой 30-40 т и трамбующими машинами типа Д-471.

Катки движутся с разворотами, а в отдельных местах – челноком. Движение автосамосвалов организуется таким образом, чтобы грунт был равномерно уплотнён.

К пазухам и траншеям относятся выработки, образовавшиеся у стен подземных сооружений, подвалов, приямков, фундаментов, а также траншеи для инженерных коммуникаций и т.п.

Пазухи имеют одну-две вертикальные стены, образованные конструкциями заглубленных частей здания, и две другие – наклонные, соответствующие углу естественного откоса грунтов. Работы  по обратной засыпке ведутся по второй технологической схеме, предусматривающей постоянную отсыпку грунтов слоями толщиной до 2-3 м и уплотнение их тяжёлыми трамбовками.

Для обратной засыпки в нижней части пазух необходимо использовать экскаваторы “драглайн” с укороченными стрелами. При помощи ковша экскаватор вначале очищает пазуху, а затем посредством того же ковша отсыпает и разравнивает слои грунта толщиной 2-2,5м.

Отсыпанный грунт следует уплотнять тем же экскаватором с подвешенной на него трамбовкой диаметром 1,2-1,4 м  массой 2-3 т, при этом уплотнение производится за 6-8 ударов по одному следу.

Диаметр трамбовки назначается в зависимости от ширины пазухи с таким расчётом, чтобы он был меньше ширины пазухи не менее чем на 40-50 см.

Последующие слои грунта, по мере увеличения ширины пазухи. рекомендуется отсыпать бульдозерами или самосвалами с перекрытий туннелей и разровнять бульдозерами. Отсыпанные грунты уплотняют также тяжёлыми трамбовками.

К узким щелям относятся выработки шириной менее 2 м, образованные специальными фундаментами, ростверками, стенами подвалов и туннелей т.п. К щелям следует относить также и засыпанные участки глубоких пазух вдоль стен подвалов и туннелей, где уплотнить грунт тяжёлыми машинами невозможно из-за опасности повреждения конструкций.

Производство работ по третьей технологической схеме включает возведение обратных засыпок в узких щелях путём засыпки грунтов сразу же на всю глубину с последующим уплотнением его грунтовыми сваями с помощью станков ударно-канатного бурения.

Для достижения проектной плотности грунта грунтовые сваи размещают в шахматном порядке по вершинам равностороннего треугольника на расстоянии L, что обеспечивает смыкание зон и образование уплотнённого массива грунта:

L = m • d,

где m – коэффициент, зависящий от пористости природного грунта и требуемой проектом плотности p_d,s (табл.1);

d – проектный диаметр скважины, м.

Таблица 1. Значение коэффициента m

Схема расположения грунтовых свай приведена на рис.1.

Рис.1

Проектный диаметр скважин d при пробивке их станками ударно-канатного бурения – 0,5 м, при использовании взрыва – 0,4 м.

Массу материала засыпки оптимальной влажности для набивки 1 м длины грунтовой сваи определяют по формуле

M’= R_d •A•p_d,s•(1+W_s),

где R_d – коэффициент, обусловленный увеличением диаметра грунтовой сваи при уплотнении материала засыпки для супесей R_d =1,4; для суглинков R_d =1,1;

А – площадь поперечного сечения сваи, м²;

p_d,s – плотность сухого уплотнённого грунта в теле грунтовой сваи, равная 1,75 т/м³;

W_s- влажность грунта, отсыпанного в скважину.

Основные машины и оборудование для уплотнения грунтов приведённые в табл.2 [1]. Толщина уплотнённого слоя достигается при оптимальной влажности отсыпаемых грунтов. При уплотнении грунтов с пониженной влажностью, толщина уплотняемых слоёв грунта должна быть снижена на 20-30%.

В процессе постоянной отсыпки грунтов следует учитывать сжатие их при уплотнении, поэтому толщина отсыпаемых слоёв в рыхлом состоянии принимается на 15…20% больше приведённых в табл.2 для глинистых и на 10…15% – для песчаных грунтов.

Таблица  2. Машины и механизмы для уплотнения грунтов

Способ уплотнения грунта и тип грунтоуплотняющей машины следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом свойств уплотняемого грунта, требуемой плотности при определенном количестве проходок или ударов грунтоуплотняющих машин, объема, сроков и условий производства работ.

В заводских условиях на отделку поступают панели, прошедшие автоклавную обработку с такими внешними дефектами как отколы, раковины, вмятины и т.п. Однако, независимо от вида отделки, осуществляемой после распалубки, на поверхностях панелей не допускаются: раковины глубиной более 2 мм и диаметром более 3 мм; трещины в бетоне шириной более 0,2 мм; местные наплывы, впадины глубиной более 2 мм и диаметром более 5 мм, «драконов зуб» высотой более 1,5 мм; газобетонная пыль; масляные пятна; отслоения поверхностной цементной или известковой пленки.

При наличии дефектов их рекомендуется устранить, произвести при необходимости ремонт, и подготовить поверхность панелей под отделку.

Для подготовки поверхности изделий под отделку необходимо очистить поверхность от масляных и ржавых пятен, грязи и отслоившейся цементной или известковой пленки абразивными инструментами, металлическими щетками, пескоструйным аппаратом, с последующим обеспыливанием поверхности промышленным пылесосом; заделать раствором отдельные выбоины, отколы граней, ребер и мелких трещин ремонтным раствором цемент:известь:песок; выравнить  поверхности раствором; огрунтовать поверхность латексом СКС-65 ГП, разведенным водой в соотношении 1:3 (латекс: вода).

Перед укладкой пенополимерцементного раствора панель смачивают кистью или из распылителя дисперсией полимера, разбавленной водой в соотношении 1:5. Пенополимерцементный раствор может быть обычным, в случае его применения для ремонта панелей, или декоративным. В зависимости от требования декоративности цемент может быть белый, цветной или обычный портландский. Песок тоже может быть белый, цветной или обычный, он должен соответствовать требованиям, предъявляемым к пескам для штукатурных растворов. Пигмент вводят в белый цемент в вибромельницах. Фталоцианиновые пигменты можно вводить в воду затворения. Для придания им гидрофильных свойств в воде необходимо растворить небольшое количество поверхностно-активного вещества, например ОП-7 или ОП-10. Слюду в количестве 3-4% от веса цемента в измельченном виде вносят вместе с песком. В раствор может вводиться мраморная крошка и другие декоративные наполнители.

Поризованные растворы приготавливаются в смесителях принудительного действия с числом оборотов не менее 80 и не более 150 в минуту. В смеситель сначала заливают жидкие компоненты (вода, пенообразователь и стабилизированный латекс СКС-65ГП), и смешивают их в течение 1,5-2 минут. Затем загружают отмеренные по весу сухие составляющие, желательно в перемешанном виде. Продолжительность перемешивания определяется опытным путем до получения объемной массы смеси 1500 кг/м³, т.е. примерно 5-8 минут. Объемная масса зависит от скорости и продолжительности перемешивания.

После приготовления смесь выгружают в расходный бункер и укладывают на панель вручную или с помощью раствороукладчика. Поверхность раствора должна быть ровной без раковин. Раствор расстилается хорошо и при легком вибрировании укладывающим инструментом (рейкой) дает ровную поверхность.

Уход за отформованным отделочным слоем не требуется. Желательно поддерживать температуру воздуха +18-20^оС и влажность 40-50%. При понижении температуры и повышении влажности структурообразование раствора удлиняется.

В зависимости от температурно-влажностных условий, влажности панели и толщины отделочного слоя, через 3-4 часа можно вскрыть фактуру путем соскабливания цементно-латексной пленки. В таком состоянии пленка легко снимается зубчатым шпателем или металлической щеткой. В результате циклевания получается ровная мелкопористая поверхность декоративной штукатурки.

При отделке панелей особенно тщательному контролю подлежит постоянство объемной массы растворной смеси и коагуляция латекса. Эти факторы зависят от ряда причин, а их изменения оказывают влияние на все свойства отделочного пенополимерцементного раствора.

В качестве пенообразователя для цементно-полимерных композиций можно применять  клееканифольный, смолосапониновый пенообразователи, а также полимерный пенообразователь на основе латекса и технического альбумина.

Операции по отделке панелей пенополимерцементным раствором могут выполняться в любые сроки после изготовления, поскольку они не связаны с основным технологическим циклом. Технологическую линию отделки панелей можно разместить как в складе готовой продукции, так и в специализированном помещении. Применяемые материалы не токсичны, а технологический процесс не содержит вредных отходов, однако производственные помещения должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной и вытяжной вентиляцией, кратность воздухообмена устанавливается не менее трёх.

Для изготовления двухцветных панелей с заданным рисунком отделка выполняется в два этапа. На границе разноцветных растворов устанавливают полоску–опалубку из кровельной стали шириной 20мм на ребро. Затем укладывают раствор одного цвета. Через 30-60 минут полоску снимают и укладывают раствор второго цвета. Можно пользоваться шаблоном, закрывающим площадь одного из цветов во время укладки раствора второго цвета. После требуемой воздушно-сухой выдержки панели циклюют обычным способом.

При погрузо-разгрузочных работах и транспортировке принимаются те же меры предосторожности по защите фактурного слоя от повреждений, что и при любых других видах отделки. Транспортировка панелей из пенобетона с отделкой пенополимерцементным раствором осуществляется на обычных панелевозах, предназначенных для перевозки панелей с фактурным слоем в наклонно-вертикальном положении.

Применение для отделки пенополимерцементного декоративного на всю глубину слоя раствора освобождает строителей от мокрых процессов при устранении различных дефектов, и делает фасадные работы не сезонными. Загрязнения и мелкие царапины можно удалять «сухим» способом путем соскабливания стальным шпателем, шлифовальной машинкой или, при больших площадях, обработкой пескоструйным аппаратом.

Введение в раствор полимера способствует меньшему загрязнению фасадов и более легкому удалению грязи и копоти по сравнению с обычным раствором.

Как показал опыт строительства, с использованием панелей, отделанных пенополимерцементным раствором, трудозатраты на отделку фасадов значительно сокращаются, особенно в период непогоды и отрицательных температур.

При выполнении отдельных элементов стен из мелкоштучных пенобетонных блоков, возникает необходимость в наружной штукатурке. Такая штукатурка может быть выполнена по той же технологии, которая используется в заводских условиях для отделки панелей пенополимерцементным раствором.

Влажная засаленная кладка стен зданий может довести до отчаяния. Особенно это касается стен старых зданий, исторических сооружений, церквей, мастерских, саун, прачечных и пр. сооружений, а также зданий расположенных на краю дороги, которые особенно подвержены воздействию воды, мороза, снега и рассыпаемой по дорогам песко-соляной смеси. И чем дольше стоит такое здание без должного ремонта, тем дороже будет впоследствии его реконструкция.

При восстановлении прежнего облика ветхого здания необходимо проработать все вопросы сложных дорогостоящих фасадных работ. Часто строители при  реконструкции допускают типичную ошибку, заключающуюся в том, что, стараясь удержать штукатурку на выветрившейся кирпичной стене, увлажненной грунтовыми водами, применяют для оштукатуривания жирные, прочные цементные растворы, что дает лишь отрицательный эффект. Такой раствор имеет коэффициент линейного расширения значительно выше, чем  кирпичное основание. Эта разница тем больше, чем прочнее раствор. Впоследствии на стенах появляются безобразные вздутия и штукатурка отваливается.

Основной причиной возникновения мокнущих стен является нарушение горизонтальной гидроизоляции. Горизонтальная гидроизоляция должна быть выше уровня наружной отмостки или тротуара, а также уровня полуподвала, но со временем она, наоборот, оказывается ниже на несколько десятком сантиметров. Поэтому грунтовая вода и соли, имея доступ к фундаментам и стенам, разрушают их. Кроме того, чем однороднее материал стены и мельче капилляры, тем выше поднимается влага по стене, а старинный кирпич имеет как раз такую  мелкопористую структуру.

Обновление горизонтальной изоляции всегда желательно, поскольку она задерживает поднимающуюся в стенах дополнительную влагу.

Работы по  восстановлению горизонтальной гидроизоляции могут оказаться дорогими и трудоемкими, однако без их выполнения реконструкция часто просто теряет смысл.

Горизонтальную гидроизоляцию необходимо сделать заново по периметрам всех стен. Ее можно выполнить отдельными захватками по 2,5-3 м. Для этого в кладке нужно проделать горизонтальные пропилы  на всю толщину стены. В получившуюся щель потребуется ввести, например, лист нержавеющей стали или, на худой конец, двухслойный лист рулонного кровельного материала типа «рубитекс». Шов затем нужно заполнить цементным раствором под давлением или торкретбетоном. Работа непростая, но без её выполнения заниматься восстановлением здания бесполезно.

Хорошим решением может оказаться и устройство, так называемой, отсечной гидроизоляции. Она может значительно сократить и даже полностью исключить поднятие капиллярной влаги материалом цоколя здания. Это поможет исключить намокание нижней части стен  в зданиях с нарушенной горизонтальной изоляцией. Отсечную изоляцию можно выполнить путем устройства сверлением ряда шпуров в существующем цоколе здания с последующим закачиванием в шпуры, расположенные с наклоном в 30–40^о, с шагом 200–250мм, кремнийорганической жидкости, обладающей гидрофобными, т.е. водоотталкивающими свойствами. В последующем шпуры заполняют тампонажным раствором. Гидрофобный состав, заполняя поры материала цоколя, отвердевает и формирует водонепроницаемый экран, который не позволяет подниматься капиллярной влаге. Цоколь просушивается, и штукатурка или облицовка на его поверхности не размораживаются.

Надежным современным способом получения безупречных фасадов и штукатурки могут быть системы санирования. Система санирования идеальна везде, где кладка влажная и заселенная, как внутри, так и снаружи.

Санация фасада может быть выполнена при помощи штукатурок или красок. Главным достоинством санирующих штукатурок является возможность осушения стен здания без механического воздействия. Специальные свойства санирующих (реставрационных) штукатурок (например, высокая паропроницаемость) перемещают критическую зону испарения в область границы кладка-штукатурка. Соли, принесенные водой, кристаллизуются в порах штукатурки, не нанося ей ущерб. Поэтому внешняя сторона штукатурки остается всегда сухой. От стены ничто не отслаивается. Штукатурка и краска остаются там, где они и должны находиться: на стене. Особенно оправдывают себя санирующие штукатурки, когда нужно отказаться от устройства дорогостоящей горизонтальной гидроизоляции.

Для того чтобы после выполнения работ был гарантирован оптимальный результат и получился красивый, сухой и здоровый фасад, необходимо правильно, без каких-либо отклонений выполнить ряд мероприятий.

Предварительно, фундамент и стыки ремонтируемого здания необходимо тщательно очистить. Затем, заменить разрушенные кирпичи, а стыки и неровности заделать объемной штукатуркой (объем пустот в структуре штукатурки до 40%) и дать схватиться. При нормальной влажности оштукатурить фундамент плотным слоем объемной штукатурки. При высокой влажности и при наличии давления воды нанести объемную санирующую штукатурку несколькими слоями общей толщиной 1,5 см. Поверхности каждого слоя придавать шероховатость. Выдерживать каждый раз 1 день на 1 мм толщины штукатурки.

Затем со стен фасада здания отбить всю старую вспученную штукатурку, остатки краски  и выскоблить стыки на глубину 2-3 см. на расстоянии не менее 1 м над видимой границей повреждения стены. Тщательно очистить стены щеткой и продуть сжатым воздухом. После чего с площадки сразу убрать старые материалы и весь строительный мусор.

Для лучшего сцепления раствора с основанием нужно нанести санирующую грунтовку участками в виде закрепляющих перемычек. Минимальное время выдержки 1 день. При наличии больших неровностей и углублений для создания плоского штукатурного основания и при нанесении штукатурки более 4 см ее нужно наносить в несколько слоев. В случае просачивания соли через свежую штукатурку, каждый слой перед дальнейшей штукатуркой очистить щетками.

В редких случаях, при  низкой засоленности и равномерной толщине штукатурки (незначительно более 2 см) санирующая штукатурка может быть нанесена в один слой, а поверхность штукатурки соответственно структурирована.

Большинство же объектов санирования выявляет высокую засоленность, в особенности нитратами, и толщина санирующей штукатурки получается более 2 см. Здесь санирующая штукатурка должна наноситься также в несколько слоев. Первый слой служит в качестве солезащитного слоя и должен находиться в самом тонком месте толщиной минимум 15 мм. Поверхности этого слоя также необходимо придать шероховатость и выдержать около 2-х недель. Просочившуюся через свежую штукатурку соль очистить перед дальнейшей штукатуркой щетками.

Последний слой может быть использован как покрывающий слой, и может быть по желанию выполнен в соответствии с примененным материалом и техникой работы.

Минимальная толщина покрывающего слоя штукатурки – 1см. Слоям каждый раз нужно придавать шероховатую поверхность, поскольку штукатурка также нуждается в механическом закреплении. Выдержка на 1 мм толщины штукатурки – 1 день.

Финишным покрытием могут быть силикатные краски, декоративные штукатурки или другие материалы с высокой диффузионной способностью (диффузионное сопротивление не ниже 1,2).

Санирующая штукатурка  сама может быть хорошим отделочным покрытием и не нуждаться в дополнительном декорировании.

Санирующую штукатурку готовить нужно путем ее разведения в сухом виде чистой водой температурой 15-20^оС. Приготовленный раствор желательно использовать в течение 15 минут, в противном случае качественные  характеристики раствора резко ухудшаются.

Санирующие штукатурки обладают отталкивающим свойством, и при контакте с водой  происходит самоочищение стены, и грязь с фасада стекает вместе с каплями воды.

Срок службы отремонтированного фасада  с помощью санирующих штукатурок увеличивается в 8 раз по сравнению с традиционным оштукатуриванием.

Существует еще одна группа материалов, которые высушивают стены и не позволяют образовываться кристаллам солей на их поверхности, так  называемые – высушивающие штукатурки. Принцип действия санирующих и высушивающих штукатурок идентичен, однако, в отличие от санирующих штукатурок, высушивающие не имеют в технологии устройства многослойного пирога. Кроме того высушивающая штукатурка имеет структуру, которая состоит из капилляров и пор, диаметр которых меньше диаметра пор санирующей  штукатурки. В итоге  в узкий капилляр проходит только чистая вода, которая затем, попадая в поры и смешиваясь с воздухом, выносится через пар наружу. Молекулы соленой воды не могут попасть в узкие капилляры и, отдав часть чистой воды в капилляры, не накапливается в штукатурке, как это происходит с санирующими штукатурками, а под тяжестью собственного веса медленно опускается вниз и уходит в землю не успев кристаллизироваться. Высушивающая штукатурка со своей основной задачей – не дать возможность соли стать кристаллами, успешно справляется.

После выполнения всех работ по реставрации нужно выполнить необходимые мероприятия по ремонту водостоков для беспрепятственного отвода  воды с крыши, произвести планировку прилегающей к зданию территории, отремонтировать отмостку здания и прилегающие  к нему дороги с правильным уклоном.