Сухі будівельні суміші: склад, застосування, виробництво

В даний час застосування сухих будівельних сумішей в будівельному і ремонтному справі вже стало нормою не лише в країнах Західної Європи, але і в нашій країні. У вигляді сухих сумішей поставляється маса необхідної для будівництва та ремонту продукції: фугування (суміші, призначені для затирання швів), різні штукатурні суміші, склеювальні склади для керамічної плитки і натурального каменю, гідроізоляційні склади, - і це далеко не повний перелік. На жаль, в силу того, що будівельна продукція у вигляді сухих сумішей не так давно стала популярною на вітчизняному ринку, далеко не всі покупці можуть правильно визначитися при виборі продукції, часто використовуючи в якості єдиного орієнтира її вартість. Такий підхід є в корені неправильним. Що ж треба знати і враховувати при покупці сухих будівельних сумішей?

Сучасні сухі будівельні суміші – це продукція, виробництво якої базується на використанні наукоємних технологій, тобто далеко не банальна суміш піску та цементу. Саме тому застосування таких сумішей дозволяє істотно збільшити продуктивність праці та її ефективність, а також отримати відмінні результати, набагато перевершують результати використання традиційних піщано-цементних сумішей. Багатокомпонентні сухі суміші дуже різноманітні за своїм складом, і виробники тримають в таємниці точну рецептуру їх виготовлення. Але компоненти, які входять до складу сумішей, а також їх загальні властивості та принципи взаємодії добре відомі. Можна виділити чотири групи складових, які входять у більшість сучасних будівельних сумішей: мінеральні в'яжучі засоби, наповнювачі, полімерні зв'язуючі (діють аналогічно мінеральним в'яжучим засобів, але механізм дії істотно відрізняється) і різні добавки, що використовуються для додання спеціальних властивостей (наприклад, водоудерживающих).

Найбільш часто в якості мінерального в'яжучого речовини у сухих сумішах використовується портладнцемент різних видів (сірий, білий), высокоалюминатный цемент, здатний швидко тверднути, гіпс (агидратный або полугидратный), а також різні комбінації перерахованих вище матеріалів. У процесі спільної гідратації таких речовин, як гіпс і цемент, у великих кількостях утворюється мінерал эттрингит. Цей мінерал здатний надавати руйнівний вплив на матеріали, які отримані з вихідної сухої суміші. Тому суміш гіпсу та цементу застосовується дуже обмежено, як правило, вона використовується в процесі облаштування безусадочних підлог з поверхнею підвищеної жорсткості. Також в сучасних сухих будівельних сумішах іноді в якості добавки використовується невелику кількість вапна (її частка у готової суміші може становити від 5 до 30 %). Додавання дозволяє підвищити перерабатывемость затворенного розчину. У якості ж основного в'яжучого засобу вапно використовується виключно у вузькоспеціалізованих сумішах, які призначаються для проведення реставраційних робіт зі старими будівлями.

Роль зв'язуючої речовини у суміші не можна недооцінювати. Якщо наповнювач відрізняється високою якістю і правильно підібраний, основні якості одержуваної мінеральної композиції (щільність, міцність, стійкість до впливу ззовні) залежать в більшій мірі саме від властивостей в'яжучого компонента. Правда, варто відзначити, що навіть цементи однієї торгової марки, що використовуються для виготовлення сухих сумішей, можуть мати німого різні властивості, якщо вони належать до різних партій товару. Відповідно, властивості сухих сумішей теж трохи відрізняються. При цьому рецептура, згідно якої вони виготовлені, залишається незмінною.

Також важливим показником якості суміші є якість входить у її склад вапна. Вона повинна відповідати міжнародному стандарту стабільності якості згідно системі DIN ISO 9001. Сертифікат відповідності цієї системи підприємство може отримати тільки після того, як спеціальна комісія проведе детальний аналіз стану обладнання, виробничих приміщень, всієї необхідної технічної документації, а також досліджує якість вихідної сировини. Право на отримання сертифіката необхідно довести, але компанії-виробники, що пройшли сертифікацію, гарантовано виробляють продукцію належної якості. У разі, якщо підприємство вирішує внести в технологію виробничого процесу будь-які, навіть самі незначні зміни, що воно обов'язково повідомляє про це, і тоді комісія збирається повторно. Це означає, що наявність на упаковці з будівельною сумішшю або супутньої технічної документації знака ISO 9001 говорить про те, що даний продукт виготовлений підприємством, які пройшли ретельну перевірку, і продукція всередині упаковки в точності відповідає тим якостям, які на ній позначено.

В якості наповнювачів в складі сухих будівельних сумішей, як правило, використовуються кварцовий пісок або вапнякова мука. Іноді замість вапнякового борошна використовується доломіт, але така практика не відноситься до числа рекомендованих, так як у складі доломіту найчастіше підвищена концентрація солей магнію, а це, в свою чергу, може призвести до утворення такого неприємного явища, як висоли. Якщо суха штукатурна суміш призначена для термоізоляції, до її складу в якості наповнювача часто вводиться перліт, керамзит, вермикуліт та інші пористі наповнювачі, в деяких випадках навіть гранульований пінополістирол. Звичайно, з точки зору людини, яка не розбирається в будівництві професійно, різниця між видами наповнювача не настільки очевидна і здається не занадто помітної, але її важливість не можна недооцінювати. Адже якість сухої суміші залежить і від розмірного ряду гранул наповнювача, і від вмісту в ньому різних сторонніх добавок. Все це дуже сильно впливає на кінцевий результат роботи з сумішшю. Наприклад, навіть мінімально можливий вміст домішок глини може істотно знижувати адгезію розчину, а деякі розчинні сполуки, наявність яких у розчині небажано, провокують руйнування органічних добавок, деякі з яких є дорогими і необхідними для ефективної роботи з розчином.

Більше того, таке з'єднання, як активний оксид алюмінію, іноді міститься у складі мінерального наповнювача, здатний вплинути на хід процесу гідратації цементу. Тому виробники, які турбуються про якість продукту, що випускається, воліють використовувати в якості вихідного матеріалу сировину з одного і того ж родовища. Це є гарантією якості одержуваних у результаті сухих сумішей. Також не можна недооцінювати важливість таких характеристик наповнювача, як пористість і твердість. Як правило, склади, призначені для нанесення тонким шаром (клеї і тонкі штукатурки), містять гранули наповнювача не більше 0,6 мм. Склади для нанесення товстим шаром (до них відносять практично всі декоративні штукатурки) засновані на крупногранулированных наповнювачах. Розчини для гладкого нанесення (расшивочные маси, шпаклівки) містять зерна наповнювача, розмір яких не перевищує 0,1 мм. Оптимальним варіантом вважається, якщо наповнювач містить однакові частки різних фракцій – саме в цьому випадку досягаються найбільш високі механічні показники.

До складу багатьох сухих сумішей включені різні добавки, так звані модифікатори. Їх застосування обумовлене необхідністю досягнення спеціальних технологічних характеристик, наприклад, здатності утримувати воду в зачинених розчині вже після його нанесення на оброблювану поверхню. Адже у багатьох випадках велика частина води всмоктується підставою і піддається випаровуванню з поверхні нанесеного розчину, що істотно скорочує витрати часу на перебування цементного розчину на гелевою фазі. Це, в свою чергу, знижує ступінь міцності розчину, так як зменшує ступінь гідратації, а всі недоліки такого роду схильні позначатися практично одразу після висихання розчину.

Сучасні технології дозволяють вирішити цю проблему. Ще на початку двадцятого століття німецькі вчені розробили метод отримання водорозчинних ефірів целюлози. Ці полімери володіють високою водоутримуючою здатністю (одна молекула полімеру на двадцять тисяч молекул води). Так як енергія утримування води полімером цілком порівнянна зі швидкістю її втрати внаслідок випаровування і дифузії в основу, вона дозволяє ефективно утримувати воду в розчині до повного вбирання її цементом. Розчину таким чином забезпечується необхідна міцність навіть за умови його нанесення самим тонким шаром. Навіть невелика кількість (0,02 – 7%) доданого в суху суміш полімеру дозволяє істотно продовжити термін відкритого часу і дає розчину можливість абсолютно рівномірно пройти процес гідратації по всьому об'єму, що позитивно впливає на якість поверхні. Кількість метилцелюлози, необхідне для забезпечення потрібної ступеня гідратації, визначається товщиною шару цементного розчину. Чим він товстіший, тим менший відсоток метилцелюлози необхідно вводити до складу сухої суміші. Саме тому на етикетці сухої суміші повинні бути чіткі вказівки і відомості про мінімально допустимої товщини нанесення шару розчину.

Але в той же час розчин з високим рівнем вмісту ефіру целюлози непридатний для нанесення занадто товстим шаром (більше 10 мм), так як він призначений для тонкошарових робіт і технологій. Якщо наносити його шаром товщиною більше 10 мм, може виявитися так званий ефект «карамелі». Такий ефект являє собою нормально отверділу поверхню, під якою міститься не затверділий розчин. Саме з цієї причини в разі, якщо треба проводити обробку нерівного підстави, перепади якої складають більше 10-15 мм, застосовують двокомпонентну систему матеріалів. Перший шар, що накладається безпосередньо на основу, призначений для грубого вирівнювання, а другий призначений для тонкошарового нанесення і забезпечує отримання гладкого верхнього шару. Це дозволяє більш ретельно підготувати поверхню і в кінцевому підсумку ще й істотно знизити рівень витрат на будівельні матеріали.

Наступна група добавок включає в себе всілякі дисперсійні порошки. Вони відрізняються за своїми фізико-хімічними властивостями від водорозчинних похідних целюлози. Якщо їх піддати затворению водою, вони утворюють специфічні двофазні системи, до складу яких входять полімерні частинки (похідні стирол-акрилату, вінілхлориду, вінілацетату та інших сополімерів), дисперговані у воді. Ці компоненти здатні активно впливати на кінцевий матеріал і істотно змінювати його основні характеристики, створюючи ефект, який був би неможливим у випадку використання виключно стандартних мінеральних в'яжучих компонентів.

Найпершим способом модифікування різних цементних сумішей з допомогою полімерів було додавання у воду дисперсії ацетату (клей ПВА). Але від цієї ідеї швидко відмовилися, так як процес утворення вінілацетатной плівки супроводжується вельми помітною усадкою, яка зачіпає до 10 % всієї маси матеріалу, а це неминуче тягне за собою подальше розтріскування цементу.

Після цього перейшли до застосування двокомпонентних сумішей, які включають в себе піщано-цементну суміш, приготовану окремо в промислових умовах, і рідку полімерну дисперсію. Змішувалися компоненти тільки безпосередньо перед використанням на будівельному майданчику. Ці склади популярні і в даний час, вони застосовуються на багатьох об'єктах, але основний мінус такої технології полягає в труднощі з доставкою водної дисперсії в холодну пору року. Така субстанція легко може втратити при замерзанні всі свої корисні властивості, тому її транспортування і приготування розчину можуть спричинити за собою різні труднощі.

Але вже в 1953 році в Німеччині було відкрито провадження однокомпонентних сухих будівельних сумішей, склад і технологія застосування яких були розроблені фахівцями компанії Wacker. Еластична суміш являла собою редиспергируемый порошок, який після змішування з водою здатний утворювати двофазну систему, якій були властиві всі характеристики полімерної дисперсії.

Дисперсії мають невластивий метилцеллюлозе механізм дії. Вони схильні утворювати в товщі матеріалу (цементного каменю) своєрідні еластичні перемички, які набагато більше схильні розтягуватися і згинатися, ніж цемент. Продукти будівельної хімії, засновані на використанні комбінованих полімерних і мінеральних в'яжучих речовин, що володіють високим ступенем міцності, поліпшеною адгезивність, яка особливо добре виявляється під час взаємодії з поверхнями з матеріалів, що традиційно вважаються в будівництві проблемними (плитка, покрита глазур'ю, пластик, метал, дерево). Крім того, вони досить пластичні, і демонструють високу гідрофобність і плинність.

В якості прикладу можна навести спеціальні вирівнюючі розчини для підлог, які демонструють високу здатність до розтікання і можуть утворювати абсолютно гладкі поверхні. Такі необхідні для них властивості забезпечуються наявністю в їх складі комбінації спеціальних дисперсійних компонентів з комбінацією органічних і синтетичних пластифікаторів. Клейові склади, які застосовуються в процесі проведення різноманітних плиткових робіт, також відрізняються специфічними властивостями, а дисперсійні модифікатори, які включені до їх складу, роблять умови роботи з ними більш комфортними, подовжують життєздатність затворенного розчину, і істотно підвищують рівень тиксотропності матеріалу, тобто надають йому здатність безболісно густіти в стані спокою, а при перемішуванні знову переходити в рідку форму.

Крім того, такі компоненти часто виконують функцію зв'язуючої речовини у тих випадках, коли в'язкому сили цементно-піщаного розчину виявляється недостатньо; як правило, таке відбувається, коли необхідно компенсувати термічне напруга, що виникає між підставою і облицювальним матеріалом. Це якість найбільш затребуване у випадках, коли проводиться обробка фасадних систем, які схильні до істотних коливань температурного режиму не тільки щорічно, але і щодня, і при монтажі так званих «теплих» підлог, які також схильні до істотних перепадів температур.

Матеріали, в яких концентрація полімеру дуже висока (досягає 20-30 %), при затвердінні являють собою не суцільну кристалічну цементну ґрати, а субстанцію, що складається з окремих фрагментів цементного каменю, сполучених між собою еластичними полімерними зв'язками. Ці матеріали застосовують переважно для облаштування гідроізоляції. Практично всі великі та відомі фірми-виробники сухих будівельних сумішей включають в свій асортимент специфічні дисперсійні порошкові суміші, здатні утворювати плівку на поверхні розчину вже при температурі близько 0С, тому такі матеріали можуть застосовуватися навіть в умовах досить низьких температур. Деякі марки порошків такого типу можуть бути використані навіть у зимовий період температура плівкоутворення досягає – 15С. Це робить їх незамінними при проведенні робіт з оздоблення фасаду, якщо температура не падає нижче -10С.

В цілому ж варто відзначити, що розробка і складання рецептів сухих будівельних сумішей – процес складний, тривалий і трудомісткий, що передбачає проведення тривалих науково-дослідних робіт у лабораторіях з найсучаснішим оснащенням, та з залученням найбільш кваліфікованих фахівців. Тому зрозуміло. Що спроби самодіяльних майстрів в домашніх умовах модифікувати цементну суміш не може увінчатися успіхом. У нашій країні повсюдно практикується технологія розведення цементної суміші клеєм ПВА, що, як правило, не дає позитивного результату, і навіть навпаки, призводить до неприємних наслідків. Плитка, укладена на такий «вдосконалений» розчин, часто відвалюється, особливо, якщо вона укладена в приміщеннях з підвищеним рівнем вологості (наприклад, ванній кімнаті), так як під впливом вологи поверхня вінілацетатной плівки схильна до омилення в силу низької стійкості до лужних розчинів.

Сухі суміші, у великій кількості представлені на вітчизняному ринку будівельних матеріалів, в основній своїй масі відрізняються дешевизною: вартість продукції, виробленої на території країни, істотно нижче вартості аналогічної продукції, що імпортується з-за кордону. Багатьом цей факт здається природним і не викликає ніяких підозр. Ніщо не змушує покупців сумніватися в якості такої продукції, адже здається цілком природним, що продукція, вироблена з використанням дешевої робочої сили, місцевого сировини і не обкладена митом, продається набагато дешевше, ніж її західноєвропейські аналоги. Але якщо задуматися, не все так просто, як здається.

Як вже було сказано вище, процес виробництва сухих редиспергируемых порошків дуже складний, високотехнологічний, і дорого обходиться компанії-виробнику. Тому в усьому світі існує чи не більше десяти фірм, які професійно займаються виробництвом якісних модифікаторів, що використовуються в будівельній хімії. Хімічні добавки, які довели свою високу якість (торгові марки Clariant, Bayer, Finndisp та інші), є далеко не дешевими.

Вартість готових сухих сумішей у першу чергу продиктована вартістю компонентів, що входять до їх складу. При цьому витрати на мінеральні компоненти аж ніяк не складають левову частку витрат на виробництво суміші. Ценоопределяющими стають саме хімічні добавки.

Так як економія на мінеральної складової суміші виглядає абсолютно нереально, єдиний шлях зменшення вартості продукції – грамотне складання рецептури, але і воно не здатне змінити вартість кінцевого продукту в декілька разів (а саме таку різницю часом ми спостерігаємо між вартістю вітчизняних та імпортних сумішей). Зрозуміло, що вартість двох аналогічних спеціалізованих сумішей, які володіють однаковими технологічними характеристиками і технічними властивостями, повинна бути приблизно на одному рівні.

При цьому нерідко буває ситуація, коли схожі за складом та аналогічні за призначенням сухі суміші продаються за різною ціною, навіть у випадку, якщо вони виготовлені однією і тією ж компанією. Чим пояснюється різниця вартості, якщо технічні показники сумішей (компоненти, міцність на розтяг та стиск, рівень адгезії та інші) однакові, і умови експлуатації, позначені на упаковках, також збігаються?

Причина такої різниці часто криється в тому, що суміші, вироблені іноземними компаніями, розробляються відповідно внутрішньої політики фірм-виробників. А вона часто ґрунтується економічних і соціальних факторах країни в цілому і її окремих регіонів. Адже дуже невеликий відсоток зарубіжних виробників може дозволити таку розкіш, як простої в роботі і марну трату часу виконавців, тому всі ремонтно-будівельні роботи підпорядковані жорстким графіком і принципом суворої економії часу. Тому найбільш затребуваними, природно, є бистросхвативающіеся будівельні суміші, які дозволяють мінімізувати витрати часу і скоротити проміжки між виконаннями різних послідовних операцій. Саме такі будівельні склади містять суттєво більший відсоток модифікуючих добавок, набагато швидше схоплюються і висихають, але як раз за рахунок кількості добавок-модифікаторів відрізняються більш високою вартістю. В якості прикладу можна навести нормативи, що діють на території Німеччини: вони свідчать, що поверхня, яка піддалася процедурі вирівнювання за допомогою нівелює маси, повинна бути готова до ходьбі по ній вже через три години після завершення робіт. Тому всі матеріали, які виробляються німецькими компаніями (такими як UTZ AG, Knauf, Dyckerhoff та інші), і розраховані на реалізацію в ряді країн Західної Європи і на внутрішньому ринку Німеччини, повністю відповідають цим вимогам. На вітчизняному ринку, де подібні нормативи не передбачені і немає передумов для їх формування в найближчому майбутньому, часто реалізується продукція аналогічного призначення, імпортована із західноєвропейських країн. Її технічні характеристики залишаються такими ж, але поверхня, оброблена за допомогою цих сумішей, стає придатною для експлуатації тільки після закінчення восьми годин. Вартість таких сумішей, відповідно, є більш низькою.

Товари цієї групи, випущені вітчизняними виробниками, реалізуються за ще нижчою ціною. Але час, що витрачається на простий поверхні після обробки такою будівельною сумішшю, збільшується в рази, і деколи досягає тридцяти годин. Адже саме за рахунок істотного зниження рівня концентрації в складі суміші модифікуючих компонентів, які прискорюють тужавлення і подальше затвердіння будівельного розчину, зменшується її ринкова вартість, отже, така продукція стає набагато більш доступною. Звичайно, якщо Вам потрібна суха будівельна суміш для роботи на об'єкті, будівництво або ремонт якого підпорядковані жорстким часовим рамкам, і при цьому Ви володієте необхідною кількістю фінансових коштів, швидше за все, Ви зупинитеся на варіанті покупки суміші з більш високою концентрацією модифікуючих добавок. Але якщо перед Вами стоїть проблема як можна більшого скорочення кошторисних витрат, а терміни здачі об'єкта не підтискають, оптимальним варіантом для Вас стане вибір недорогий будівельної суміші, яка потребує великих тимчасових витрат на роботи. Але як в першому, так і в другому випадку можна бути впевненим в тому, що кінцевий результат не принесе розчарування, так як і перша, і друга суміші створять на обробленій поверхні покриття з аналогічними технічними і експлуатаційними характеристиками.

Головне – своєчасно і максимально чітко сформулювати всі вимоги, що пред'являються до матеріалу в кожному окремому випадку, і гранично уважно вивчити всі існуючі технологічні, експлуатаційні та цінові характеристики сухих будівельних сумішей. Також слід пам'ятати, що багато вітчизняні виробники також виробляють будівельні суміші, час твердіння яких становить не більше трьох-чотирьох годин, але, як вже було сказано вище, цінові показники продукції такого роду настільки явно залежать від рівня концентрації в складі суміші модифікуючих добавок, що подібні матеріали коштують не дешевше своїх імпортних аналогів.

Також слід пам'ятати, що не кращим варіантом стане часте і бездумне використання в процесі ремонту чи будівництва універсальних складів. Адже, як правило, будь-яка універсальна суміш по своїм технічним характеристикам гірше, ніж вузькоспеціалізовані будівельні суміші, а у разі рівного якості – дорожче. У універсальної суміші, яка відповідає за технологічними показниками спеціалізованої суміші, вміст модифікуючих добавок набагато вище, саме це і піднімає її вартість у кілька разів. А ті завдання, для вирішення яких набуваються такого роду матеріали, часто не варті витрачених фінансових коштів, адже більшість корисних властивостей універсального складу залишаються незатребуваними і нерозкритими. А значить, їх придбання в даному випадку не має жодного практичного сенсу.

Сьогодні на вітчизняному ринку будівельних матеріалів вже встиг сформуватися стійкий попит на сухі суміші, популярністю користується вітчизняна продукція, так і імпортована з-за кордону. Відрадним бачиться той факт, що якість пропонованих сьогодні сумішей, виготовлених на території країни, незрівнянно вище, ніж якість сумішей, пропонованих буквально кілька років тому, а це свідчить про набагато більш високій культурі виробництва. Тим не менш, маркетингова політика вітчизняних компаній істотно відрізняється: деякі підприємства свідомо випускають тільки суміші, що відносяться до недорогого сегменту ринку, а деякі беруть рівняння на західноєвропейських виробників, випускаючи будівельні суміші, за якістю цілком порівнянні з імпортними, відповідно, володіють більш високою ринковою вартістю. Не можна забувати і про те, що на території країни існує маса представництв і дочірніх підприємств іноземних компаній-виробників, також зацікавлених у подоланні внутрішнього ринку і виробляють сухі суміші високої якості, що продаються за цілком адекватною ціною.

Щоправда, високий попит на готові сухі будівельні суміші має і свою тіньову сторону, так як продукція хорошої якості, вироблена відомими і зарекомендували себе з найкращого боку компаніями, часто служить об'єктом підроблення. Так як підробляються найкращі і популярні суміші, цілком природно, що купуються споживачами підробки абсолютно не виправдовують очікувань, адже вони абсолютно не відповідають пропонованим до якісної продукції вимогам. Но обнаружить это можно уже в тот момент, когда исправить что-либо уже практически невозможно, и приходится проделывать всю работу заново. Следствием таких инцидентов является не только разочарование потребителя, но и испорченный имидж и подмоченная репутация фирмы-производителя. Поэтому главное правило удачного приобретения строительной смеси – покупать продукцию только известных, проверенных, зарекомендовавших себя торговых марок и только у официальных дилеров фирм-производителей. Дополнительным фактором, свидетельствующим в пользу приобретения продукции у официальных представителей компаний-производителей, является тот факт, что только в этом случае Вы сможете оценить весь ассортимент, предлагаемый производителем, и выбрать именно тот продукт, который необходим. Ведь линейка продукции известных фирм часто весьма широка, и вопрос выбора может поставить Вас в тупик. И в этом случае помощь профессионально подготовленного консультанта действительно будет неоценимой, а такие специалисты всегда есть в каждой официальной дилерской компании.

В качестве последнего совета на тему правильного применения готовых сухих строительных смесей следует отметить, что конечный результат вашего труда по отделке любых поверхностей основывается не только на внимательном и взвешенном выборе состава, но и в правильно проведенной подготовке основания. Подготовка оснований настолько важный момент в процессе ремонта или строительства любого масштаба, что классифицируется как отдельный вид строительных работ, требующий определенных специфических технологических нормативов и требований. Необхідно правильно координувати і співвідносити якості обраного для оздоблювальних робіт складу з технологічними характеристиками шарів основи.