Глинобитные дома. По следам старых публикаций. Содержание.

Повышение водостойкости глинобетона

Глинобетон является неводостойким строительным материалом. Повысить его водостойкость можно за счет введения стабилизирующих добавок. В том случае, если глиносырцовая стена имеет надежную гидроизоляцию с цоколем, защищена от атмосферных воздействий штукатуркой, покраской, облицовкой, а на кровле здания устроены соответствующие карнизные свесы, то нет необходимости в применении стабилизаторов. Однако для зданий, в которых не уделено должного внимания конструктивным мероприятиям, а грунтовые стены подвержены воздействию осадков, нужно обязательно вводить в глинобетонную смесь стабилизирующие добавки. Теоретически, для придания поверхности атмосфероустойчивости, достаточно защитить ее слоем краски, но при эксплуатации зданий, зачастую, от механических воздействий покрытие растрескивается. В образовавшиеся трещины проникает дождевая вода, которая вызывает эрозию материала. Эмпирические данные доказывают, что добавки цемента и битума являются хорошими стабилизаторами супесчаных грунтов, а добавки извести повышают водостойкость легких суглинков. Большое влияние, как правило, оказывают количество и группы глинистых минералов.

Взаимодействие между основными глинообразующими минералами и известью происходит при обычных температурах с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Водостойкость глинобетона можно повысить, изменяя гранулометрический состав грунта. Это можно объяснить, исходя из опыта над тремя грунтовыми кирпичами, на которые в течение двух минут было пролито 10 литров воды. Грунтовый кирпич, изготовленный из лессовидного суглинка с высоким содержанием пылевидных частиц, от воздействия воды размыло на глубину 5 мм. Кирпич-сырец с содержанием глинистого вещества более 30 %, размыло на 3 мм. На сырцовом кирпиче, имеющем улучшенный гранулометрический состав грунта, не было обнаружено размывания поверхности.

Минеральные вяжущие вещества

Цемент

Является подходящим стабилизатором для глинистых грунтов с низким содержанием глинистого вещества. Чем выше содержание в грунте частиц размером менее 0,005 мм, тем для достижения удовлетворительного стабилизирующего эффекта больше расходуется цемента.

Исследования, проведенные в FEB с грунтом одного грансостава, показали, что при введении незначительного количества цемента прочность при сжатии цементогрунта ниже прочности при сжатии глинобетона, нестабилизированного цементом. Так же как и цементный бетон, цементогрунт достигает своей проектной прочности на 28 сутки. Цементогрунтовые камни должны храниться во влажной среде в течение, как минимум, семи дней. Если они не защищены от ветра и прямого попадания солнечных лучей, то во время твердения их необходимо укрывать рогожами и поливать водой. Для ускорения твердения в состав цементогрунта добавляют едкий натр (NaOH) из расчёта 20-40 грамм или 10 грамм сульфата, карбоната или силиката натрия (NaSО4, Na2CО3 или Nа2SiO2) на каждый литр воды затворения.

Известь

Коллоидная и глинистая фракции являются активными тонкодисперсными частями грунта, обладающими большой обменной и сорбционной способностью. Способность к ионному обмену — один из видов сорбционных явлений — имеет большое практическое значение, так как в зависимости от состава обменных катионов в поглощающем комплексе грунта резко меняются его физико-механические свойства. Взаимодействие между основными глинообразующими минералами и известью происходит при обычных температурах с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Находящаяся в глинистых грунтах в небольших количествах свободная кремнекислота вступает в реакцию с известью, образуя гидросиликат кальция. Образование гидросиликатов и гидроалюминатов кальция происходит при взаимодействии кремнекислоты и алюминатов, образующихся за счет небольшого растворения кремнезема и глинозема в растворе, насыщенном известью. Оптимальный расход извести определяется экспериментально для каждого конкретного грунта. Незначительные добавки извести не повышают прочность при сжатии стабилизированного глинобетона.

Битум

Применялся в качестве вяжущего и водоизолирующего материала еще в глубокой древности. Для стабилизации грунтового кирпича битум использовали уже в Вавилоне в V в. до н.э. Битум эффективен для укрепления грунтов с низким содержанием глинистых частиц и большим количеством песка. Можно добиться более высоких физико-механических свойств глинобетона, стабилизированного битумом, если смесь уплотнять, поэтому грунтовые камни с добавками битума прессуют. Битумы растворяют в органических растворителях или в воде с эмульгаторами. В качестве растворителей применяют лигроин, парафиновое масло или нефть. Рекомендуется применять смесь из 4—5 частей битума, одной части парафинового масла и одного процента парафина, полученного при нагревании до 100ºС. Из этого концентрата делают 3—6 процентный раствор. После испарения растворителя и воды образуется плёнка, которая склеивает частицы грунта, препятствуя тем самым проникновению воды.

Жидкое стекло

Хорошим стабилизатором глинобетона на основе супесчаных грунтов является жидкое стекло (Na2О х 3-4 SiО2). При применении его разбавляют водой в пропорции 1:1 — в противном случае образуются микротрещины, через которые происходит сильное водопоглощение.

Добавки животного происхождения

Для повышения водостойкости глиносырцовых материалов на протяжении многих веков в качестве стабилизирующих добавок животного происхождения применяли мочу, навоз, казеин и костный клей. Во многих странах для укрепления поверхностей в грунтовую смесь добавляли молочную сыворотку и мочу. Добавки навоза, который предварительно выдерживали в зависимости от температуры от 1 до 4 дней с целью протекания ферментационного процесса, значительно повышали водостойкость глиняной штукатурки.

В Индии традиционная глиняная штукатурка (гобар), которая применяется и в настоящее время, содержит коровий навоз. Приготавливают штукатурный раствор следующим образом. Коровий навоз затворяют водой и оставляют на один день. Затем добавляют глинистый грунт, перемешивают и выдерживают до одного дня. Исследования, проведенные в FEB со штукатурным раствором на основе грунта с содержанием 10% глинистого вещества и 3,5% коровьего навоза, показали, что при переменном увлажнении и высыхании, признаки эрозии появились только через четыре часа. У глиняной штукатурки без добавок навоза эрозия появилась всего через четыре минуты.

Смешанные добавки

В прошлом во многих странах для повышения водостойкости глиносырцовых материалов применяли смешанные добавки извести с навозной жижей или с коровьим навозом, либо с обезжиренным творогом. К примеру, при приготовлении традиционного состава рекомендуется смешать одну часть порошковой извести с восемью частями супесчаного грунта, а затем затворить эту смесь в лошадиной навозной жиже на сутки, после чего её можно применять в качестве штукатурного раствора. Между известью и навозной жижей происходит химическая реакция, в результате которой образуется альбуминат кальция, который нерастворим в воде. Содержащаяся в жиже целлюлоза, волокна которой служат арматурой в материале, повышает прочность при растяжении глинобетона, а входящий в химический состав новообразований аммиак обладает антибактериальным действием.

В лаборатории FEB были разработаны следующие составы:

1. одна часть гидравлической извести, четыре части коровьего навоза литой консистенции, выдержанного в течение трёх дней, и восемь частей супеси;

2. четыре части гидравлической извести, одна часть обезжиренного творога и десять частей супеси.

Добавки растительного происхождения

Масло- и латекс-содержащие млечные соки каучуконосных растений, таких как сизаль, агава, банан и «волчье молоко» (Euphorbia herea), успешно применяют с известковой добавкой во многих странах в качестве окрасочного покрытия для повышения атмосфероустойчивости. Исследования FEB показали, что льняная олифа является долговечной защитой от атмосферных воздействий грунтовых поверхностей, но паропроницаемость конструкции в этом случае значительно снижается. Данные некоторых отчётов свидетельствуют о том, что для уменьшения эрозии глинобетона в качестве добавок можно применять крахмал и патоку. Смешанная добавка патоки и незначительного количества извести еще больше снижает эрозию глиносырцовых материалов.

Синтетические добавки

Для стабилизации глинобетона применяют синтетические смолы, парафины, латексы, а также искусственный воск. Высокая стоимость, разрушение под воздействием ультрафиолетовых лучей, повышенная паронепроницаемость синтетических добавок сдерживают их применение, поэтому им уделим незначительное внимание. Перед использованием синтетических добавок проводят испытания их свойств. Силан, силоксан, силиконаты, акриловые смолы и эфиры кремниевой кислоты являются водоотталкивающими средствами.

Глинобитные дома. Все документы