Сухие строительные смеси: первое приближение

Одним из перспективных научно-технических направлений в области строительного материаловедения можно считать разработку, производство и применение сухих строительных смесей.

Сухие строительные смеси представляют из себя готовые к применению смеси вяжущего вещества (портландцемент, гипс, известь), заполнителей (крупных или мелких), наполнителей (тонкодисперсных минеральных порошков) и целевых функциональных добавок. Такие смеси для их применения требуют лишь их смешения с заданным количеством воды. Проблему сухих смесей нельзя считать совсем новой: так, например, было давно известно применение так называемой "гарцовки" (смеси цемента и кварцевого песка с известью), отдельных видов шпатлёвок, однако новое рождение этого вида строительных материалов связано с созданием системы функциональных добавок для придания строительным растворам специальных свойств. 

В последние 10-20 лет были синтезированы целые группы функциональных добавок, обеспечивающих строительным растворам "сверх"-пластичные свойства, высокую водоудерживающую способность, заданные реологические характеристики, необходимую пористую структуру и др. Использование таких добавок в безводной форме является основой специализации сухих строительных смесей и их применения в разных областях строительства.

Очевидны преимущества сухих смесей перед обычными ("мокрыми") растворами и бетонами по таким показателям как сроки их хранения, снижение затрат на перевозки, упрощение технологии приготовления раствора (бетона) на стройке, возможность централизованного изготовления в заводских условиях, что обеспечивает постоянство их состава, заданный уровень свойств и высокое качество.

• Сухие строительные смеси составляют конкуренцию растворам и бетонам, приготовленным по традиционной (мокрой) технологии: 
• Сухие строительные смеси обеспечивают во многих случаях уровень строительно-технических свойств, недостижимый для традиционных растворов и бетонов.
• Сухие строительные смеси обеспечивают узкоспециальные требования к строительному раствору в специфических областях его применения (например, быстрая ликвидация течей, монолитизация швов и др.)
• Суммарные технологические затраты на приготовление многокомпонентной бетонной (растворной) смеси (доставка всех компонентов, хранение, дозирование) выше, чем технологические затраты на приготовление бетона (раствора) из сухой смеси.
• Состав сухой строительной смеси по видам и содержанию компонентов, особенно целевых функциональных добавок, обеспечивает высокий уровень свойств, гарантированный фирмой-производителем.
• Повышение производительности труда на стройке (обычно в 2-5 раз) даёт экономический эффект, превышающий затраты на более высокую цену сухой смеси по сравнению с раствором, полученным по традиционной технологии. 

Строитель в большинстве случаев не обладает достаточной квалификацией для самостоятельного подбора состава раствора, особенно в специальных областях строительства (шпатлёвки, герметики и др.) и вынужден использовать готовые составы.

Тем не менее, несмотря на распространенность ситуаций, в которых строитель предпочтёт применение сухих строительных смесей традиционным растворам, выпуск на рынок той или иной смеси требует комплексного технико-экономического анализа с учетом сложившихся в строительстве традиционных технологий и конъюнктурных вопросов.

Строительно-технические свойства сухих строительных смесей обеспечиваются гидратацией и твердением традиционных вяжущих веществ - цементов, извести, гипса. Однако придание смеси высокого уровня свойств обеспечивается за счет применения целевых функциональных добавок и является основой для производства высококачественных смесей нового поколения. Относительно высокая стоимость таких смесей покрывает как затраты на подготовку и сушку наполнителей (заполнителей), так и затраты на высокотехнологичное оборудование и целевые функциональные добавки (в большинстве своем импортного производства). 

Не рассматривая отдельные виды целевых функциональных добавок, целесообразно перечислить наиболее важные их группы:
Пластификаторы и суперпластификаторы;

• Водоудерживающие;
• Загущающие;
• Улучшающие адгезию;
• Регулирующие физико-механические характеристики (сопротивление сдвигу, прочность на сжатие и изгиб и др.);
• Регулирующие сроки схватывания;
• Снижающие усадочные деформации;
• Регулирующие реологические свойства;
• Повышающие атмосферостойкостьи морозостойкость (для фасадных материалов);
• Придающие материалу гидрофобные свойства;
• Регулирующие воздухововлечение.

По химической природе это могут быть продукты как неорганического, так и органического синтеза: минеральные соли, редиспергируемые полимерные порошки, эфиры целлюлозы, эфиры крахмала, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и др. Как правило, для обеспечения требуемого уровня свойств и целевого назначения смеси требуется одновременное присутствие добавок разной природы.