Атмосферостойкая штукатурка наружной кирпичной стены отапливаемого здания

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве отделочного покрытия в конструкции наружных кирпичных стен отапливаемых зданий.
Известны штукатурки стен зданий из цементных, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых и гипсовых растворов [Строительное производство: Энциклопедия / Под. ред. А.К. Шрейбера. М: Стройиздат, 1995. 464 с. стр. 429].
Наиболее близкой по технической сущности является штукатурка, являющаяся нанесенным в пластическом состоянии выровненным, уплотненным и впоследствии затвердевшим слоем штукатурного цементного раствора. Такая штукатурка предохраняет конструкцию стены от сырости и выветривания (Технология строительных процессов: Учебное пособие / О.М. Терентьев, В.А. Теличенко, А.А. Лапидус. Изд. 2-е, Ростов н/Д: Феникс, 2008. 494 с, стр. 419).
Недостатками данной штукатурки являются:
- склонность к растрескиванию и отслоению при сезонных колебаниях температуры наружного воздуха, так как температурный коэффициент линейного расширения цементной штукатурки значительно выше, чем у кирпичной стены при том, что температурный интервал, в котором эксплуатируется штукатурка шире, чем у стены отапливаемого здания;
- весьма высокое водопоглощение штукатурки, снижающее коррозионную и эрозионную стойкость, делающий штукатурку менее морозостойкой, а значит более уязвимой к воздействиям атмосферных осадков и ветра в процессе эксплуатации здания;
- более высокое, чем у штукатурок из других видов раствора, сопротивление паропроницанию, способствующее переувлажнению материалов стены отапливаемого здания;
- недостаточно прочное сцепление штукатурки с кирпичной стеной, кладка которой выполнена с полным заполнением швов.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании атмосферостойкой штукатурки наружных кирпичных стен, способной в процессе многолетней эксплуатации отапливаемого здания сопротивляться различным атмосферным воздействиям без ухудшения ее функциональных свойств.
-6
-1
Сущность полезной модели заключается в том, что атмосферостойкая штукатурка наружной кирпичной стены отапливаемого здания, состоящая из имеющего ровную поверхность слоя затвердевшего штукатурного цементного раствора, при этом раствор использован легкий с температурным коэффициентом линейного расширения ≤ 7,5⋅10 К, капиллярно-пористая структура раствора в контактной зоне штукатурки со стеной имеет в наличии только мелкие поры, а в поверхностной зоне - преобладание закрытых пор над открытыми порами.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание атмосферостойкой штукатурки наружных кирпичных стен, способной в процессе многолетней эксплуатации отапливаемого здания сопротивляться различным атмосферным воздействиям без ухудшения ее функциональных свойств.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 - изображен фрагмент атмосферостойкой штукатурки;
фиг. 2 - разрез А;
фиг. 3 - разрез Б.
Атмосферостойкая штукатурка 1 наружной кирпичной стены 2 отапливаемого здания состоит из имеющего ровную поверхность слоя затвердевшего штукатурного цементного раствора, на внешней стороне наружной кирпичной стены 2 отапливаемого здания.
Штукатурка 1 имеет контактную зону 3 с наружной кирпичной стеной 2 и поверхностную зону 4. В контактной зоне 3 имеются в наличии только мелкие поры 5, а в поверхностной зоне 4 штукатурки 1 - закрытые 6 и открытые поры 7, соединенные с атмосферой капиллярами 8.
Штукатурка 1 выполнена из легкого раствора, чтобы она соответствовала требованию п. 8.8 СП 23-101-2004 [Проектирование тепловой защиты зданий: СП 23-101-2004. СПб: Деан, 2007. 319 с] о необходимости расположения слоев в многослойной конструкции здания с теплой стороны с  сопротивлением паропроницанию, чем наружный слой. А у штукатурки 1 из легкого цементного раствора, то есть с пористым заполнителем, в отличие от тяжелого раствора, сопротивление паропроницанию ниже, чем у кирпичной стены 2.
Температурный коэффициент линейного расширения штукатурки 1 является одним из показателей ее совместимости с наружной кирпичной стеной 2: чем меньше разность значений этого коэффициента у штукатурки 1 и стены 2, тем меньшим температурным деформациям штукатурка 1 подвергается.
Отсутствие крупных пор в капиллярно-пористой структуре раствора в контактной зоне 3 штукатурки 1 со стеной 2, при наличии мелких пор 5, объясняется необходимостью увеличения площади контакта штукатурки 1 со стеной 2, что способствует повышению прочности их сцепления, и сохранения паропроницаемости штукатурки 1.
Преобладание закрытых пор 6 над открытыми порами 7, соединенными с атмосферой капиллярами 8, в поверхностной зоне 4 штукатурки 1 необходимо для снижения водопоглощения, а значит повышения ее морозостойкости, коррозионной и эрозионной стойкости.
Обоснованием выбранного предела является следующее.
-6
Штукатурка 1 с температурным коэффициентом линейного расширения более 0,75⋅10 К в холодный период года, когда разность средних значений температуры штукатурки 1 и кирпичной стены 2 достигает максимальных значений, штукатурка 1 будет подвергаться значительным растягивающим напряжениям, вызывающих ее растрескивание и отслаивание, так как у кирпичной стены 2 этот показатель ниже указанного предела.
Пример применения атмосферостойкой штукатурки 1 в качестве отделочного покрытия наружной стены 2 из керамического кирпича отапливаемого здания.
-6
-1
3
-6
-1
Штукатурку 1 с температурным коэффициентом линейного расширения 5,5⋅10 К толщиной 10-15 мм из легкого штукатурного цементного раствора плотностью 800 кг/м, содержащего в качестве мелкого заполнителя керамзитовый песок, располагают на внешней стороне наружной стены здания 2, кладка которой выполнена из керамического пустотелого кирпича на цементном кладочном растворе с полным заполнением швов. Термический коэффициент линейного расширения стены 2 равен 5,4⋅10 К.
В процессе эксплуатации здания такая штукатурка 1 способна длительное время защищать кирпичную стену 2 от атмосферных воздействий, поскольку она:
не растрескивается и не отслаивается от стены 2 при колебаниях температуры наружного воздуха от минус 40 до +40°С, так как значения температурного коэффициента линейного расширения штукатурки 1 и кирпичной кладки 2 примерно равны, а повышенная прочность сцепления их между собой обеспечена увеличенной площадью взаимного контакта, поскольку в капиллярно-пористой структуре раствора в контактной зоны 3 штукатурки 1 отсутствуют крупные поры;
не подвергается значительным деформациям набухания и усадки из-за уменьшенного водопоглощения штукатурки 1, в капиллярно-пористой структуре поверхностной зоны 4 которой преобладают закрытые поры 6. Минимальное наличие или отсутствие открытых пор 7 делает поверхность более гладкой, а значит стойкой к выветриванию раствора;
не способствует накоплению влаги в толще стены 2, благодаря более высокому сопротивлению паропроницанию цементного штукатурного раствора на керамзитовом песке.
Штукатурка 1, в капиллярно-пористой структуре поверхностной зоны 4 которой преобладают закрытые поры 6, получена путем выдерживания в процессе твердения раствора под плотно прилегающей к ней воздухонепроницаемой пленкой, когда из-за отсутствия контакта с атмосферным воздухом вступающая в реакцию гидратации вода в большей части пор 6 раствора не замещается через образующиеся, вследствие возникающего в них разрежения, поверхностные капилляры 8 наружным воздухом и поры 6 остаются закрытыми, аналогично патенту РФ №2183713.
Отсутствие крупных пор в капиллярно-пористой структуре раствора в зоне контакта 3 штукатурки 1 с наружной кирпичной стеной 2 обеспечено местным виброуплотнением раствора до начала его твердения в указанной зоне контакта 3 с помощью вибропластины аналогично патенту РФ №2183713, а также перетиранием содержащих крупные поры зерен керамзитового песка, между работающей вибропластиной и стеной 2.
Таким образом, предложенная атмосферостойкая штукатурка 1 на наружной кирпичной стене 2 отапливаемого здания лишена всех недостатков наиболее близкой по технической сущности штукатурки из имеющего ровную поверхность слоя затвердевшего штукатурного цементного раствора.