Волма слой минимальный слой: расход, состав, срок годности и т.д.

Содержание

свойства и технические характеристики, инструкция по нанесению

Сухая штукатурная смесь Волма используется для подготовки строительных конструкций под облицовку плиткой, покраску, для выравнивания перед поклейкой обоев. Она ценится за универсальность, пластичность, водоудерживающие свойства, высокую адгезию и быстрый монтаж. Как и остальные гипсовые смеси, Волма не применяется для наружной отделки, но подходит для нанесения на внутренние поверхности из кирпича, газо-, пено- и обычного бетона, гипсовые блоки и листы, оштукатуренные цементно-известковыми материалами стены.

Оглавление:

  1. Отличия от конкурентов
  2. Технология покрытия
  3. Расчет расхода Волма
  4. Что советуют специалисты?

Работы проводятся с учетом общепринятых строительных нормативов, в частности — раствор замешивается и расходуется в условиях нормальной влажности (до 50 %) и при температуре от 5 до 30 °C, для полного высыхания слоя выдерживается 5–7 суток, помещение обязательно вентилируется.

Любой этап производится согласно прилагаемой инструкции, в случае ее нарушения качество и эксплуатационные характеристики Волма Слой снижаются: стены покрываются трещинами или штукатурка раскрашивается, ухудшаются адгезивные свойства, значительно сокращается время схватывания раствора.

Особенности

Волма представляет собой сухую смесь из гипсового порошка, химических и минеральных модификаторов. Последние придают раствору водоудерживающую способность: при укладке влаги в нем достаточно для достижения нужной прочности после застывания. На практике это означает, что гипсовая штукатурка данной марки не отдает моментально воду пористым основаниям (бетону или кирпичу), что обеспечивает более высокую адгезию и не допускает растрескивания после затвердевания. Эти же добавки гарантируют отличную пластичность, что позволяет контролировать толщину слоя или использовать Волму для создания декоративных элементов и фактур.

Пошаговая инструкция по нанесению штукатурки

Процесс происходит в такой последовательности:

1. Подготовка и предварительная обработка поверхности. Для нанесения штукатурки Волма Слой требуется сухое, обезжиренное, чистое основание. Металлические детали обрабатываются антикоррозийными средствами, все остальные элементы и поверхности грунтуются (в идеале — составами этой же марки).

2. Установка маяков (при необходимости) и углового профиля. Последнее обязательно при оштукатуривании внешних углов. Подготовка всех рабочих инструментов: строительного миксера, емкости из пластмассы для размешивания гипсовой штукатурки, кельмы или правила. Они должны быть идеально чистыми: любые старые частицы приводят к некачественному и быстрому затвердеванию Волмы.

3. Приготовление раствора. На этом этапе очень важно соблюдать пропорции, указанные в инструкции: на 1 кг сухого порошка Волма требуется 0,6–0,65 л воды, имеющей комнатную температуру. Штукатурка доводится до однородного состояния, стоит не более 2–3 минут и помешивается еще раз, после чего сразу же используется для работы. Специалисты рекомендуют делать первое размешивание с чуть меньшим количеством воды и добавлять ее до нужной консистенции при повторном включении миксера.

4. Нанесение состава на поверхность. Согласно инструкции, это следует сделать в течение 20 минут после приготовления, рекомендуемая толщина слоя — от 5 до 60 мм. Кельма должна быть чистой, после остановки для нового замешивания она промывается водой.

5. Разглаживание и разравнивание штукатурки. Для быстрой работы с Волма Слой на вертикальных поверхностях лучше всего подойдет h-образное правило, для создания толстых фактур — зубчатый штукатурный гребень.

6. Устранение перепадов (подрезка). Проводится через 30–40 минут после затворения раствора, излишки срезаются с помощью трапециевидного правила, прикладываемого перпендикулярно к основанию, углубления заполняются свежей порцией.

7. Затирка гипсовой штукатурки влажной губкой. Производится через 10–20 минут после выравнивания, при достижении гладкой матовой поверхности окончательно заглаживается широким шпателем. Или выжидается как минимум 3 часа (но не более суток) и штукатурка смачивается и обрабатывается металлической гладилкой.

8. Декорирование: создание рельефного узора или окраска. В первом случае нужны специальные фигурные валики, кисти или шпатель, работы проводятся сразу же за размачиванием (то есть не далее 3 часов после нанесения штукатурки). Во втором выжидается около 5–7 суток, это же касается тех вариантов, когда Волма Слой применяется в качестве выравнивающего слоя под обои или плитку.

Замешивать ее рекомендуется с расчетом максимально быстрого использования (не более 1–1,5 кг). Согласно инструкции, расход воды составляет 0,6–0,65 л на 1 кг сухой смеси. В раствор не вводятся никакие посторонние примеси или добавки (все нужные химические модификаторы уже присутствуют в Волме), хотя существует мнение, что пара капель жидкого мыла может продлить время застывания.

Средний расход штукатурки на 1 м2 при наносимом слое в 1 см равен 8–9 кг. Оптимальная толщина — от 5 до 30 мм, максимально допустимая — 60. При подготовке стен под обои или плитку, расход смеси минимальный, при создании фактурной облицовки или декоративных элементов он возрастает.

Условия хранения

Чувствительность Волма Слой к воздействию влаги очень высока, материал следует всячески охранять от сырости. Она продается в мешках с фирменной упаковкой по 5, 15, 35 и 30 кг, в открытом состоянии долго не хранится. В нераспакованном виде срок годности составляет 1 год, для работы лучше покупать как можно более свежие смеси, держать их в неподходящем помещении недопустимо. Рекомендуется складывать мешки с гипсовой штукатуркой на деревянные поддоны, размещенные в сухом месте (ни в коем случае нельзя оставлять их просто на земле).

Советы и рекомендации по использованию штукатурки Волма Слой:

  • Из-за быстрого отвердевания раствор замешивают небольшими порциями.
  • Адгезивные свойства Волмы проявляются исключительно при работе с чистыми поверхностями, в противном случае она отслаивается.
  • Для качественного застывания следует обеспечить естественную вентиляцию.
  • Согласно инструкции, второй слой штукатурки разрешено наносить только после полного высыхания предыдущего.
  • Составы Волма плохо переносят покраску водно-дисперсионными красками, для финишной отделки лучше выбрать другой вариант.

 

Волма слой инструкция – как разводить и штукатурить своими руками


«ВОЛМА-Холст»

Штукатурка гипсовая ручного нанесения легкая
ГОСТ Р 58279-2018

Количество на поддоне:

Описание «ВОЛМА-Холст»

«ВОЛМА-Холст» — сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

Для выравнивания стен и потолков под оклейку обоями, покраску, облицовку керамической плиткой. При соблюдении технологии применения, дает глянцевую поверхность, не требующую дополнительного шпаклевания. «ВОЛМА-Холст» применяется внутри помещений с нормальной влажностью и температурой от +5 до +30ºС.

Бетон, кирпич, цементно-известковые штукатурки, гипсовые блоки и плиты, газо- и пенобетон, ГКЛ, ГВЛ.

Основание должно быть сухим, прочным, очищенным от пыли, грязи, масляных пятен и отслоений. Металлические элементы обработать средством предотвращающим коррозию. Сильновпитывающие основания обработать грунтовкой «ВОЛМА-Универсал», «ВОЛМА-Интерьер». Для повышения прочности сцепления штукатурной смеси с бетонными основаниями, обработать их грунтовкой «ВОЛМА-Контакт». На внешние углы закрепить угловой профиль. При оштукатуривании по «маякам», закрепить «маячковые» профили вертикально на поверхности с помощью штукатурки «ВОЛМА-Холст» или монтажного клея «ВОЛМА-Монтаж». При этом шаг между маяками должен быть меньше длины правила для разравнивания штукатурки.

На 1 кг сухой смеси добавляется 0,6-0,65 л воды. В чистую пластмассовую емкость, наполненную чистой водой комнатной температуры, засыпать сухую смесь и перемешать до однородной массы профессиональным миксером или дрелью с насадкой. Дать отстояться раствору 2-3 минуты. При необходимости добавить сухую смесь или воду для получения нужной консистенции, и снова перемешать.

В течение 20 минут с момента затворения, полученный раствор нанести на поверхность слоем толщиной 5-50 мм с помощью штукатурного сокола или набрасывая кельмой.

Штукатурную смесь на поверхности разровнять при помощи h-правила. При необходимости, для получения более толстого слоя, еще не затвердевший первый слой «начесать» штукатурным гребнем в форме ласточкиного хвоста. Второй слой штукатурки наносится только после высыхания первого слоя.

Когда штукатурный раствор начнет схватываться (45-60 минут после затворения) поверхность выровнять трапециевидным правилом, держа его перпендикулярно к основанию, срезая излишки и заполняя углубления.

Для получения идеально гладкой поверхности, спустя 10-20 минут после подрезки, штукатурку затереть губчатой теркой, обильно смоченной водой. После чего, дождавшись появления матовой поверхности, загладить штукатурку широким металлическим шпателем.

В течение суток, но не ранее чем через 3 часа после приготовления раствора, штукатурку обильно смочить и загладить с помощью металлической гладилки или шпателя. После такой обработки поверхность не требует дополнительного шпаклевания.

Поверхности штукатурки можно придать различный рисунок или фактуру. Для этого после разравнивания, поверхность штукатурки прокатывается рельефным валиком или структурируется формовочным инструментом: мастерком, губчатой теркой, шпателем, жесткой кистью и т.п.

Время высыхания зависит от толщины штукатурного слоя, температуры и влажности в помещении и составляет в среднем 5-7 суток при толщине 10 мм. Для скорейшего высыхания штукатурки рекомендуется обеспечить в помещении хорошую вентиляцию.

После высыхания штукатурку рекомендуется обработать грунтовкой «ВОЛМА-Интерьер» или «ВОЛМА-Универсал» с целью улучшения адгезии при последующей финишной отделке поверхности.

Для работы использовать чистый инструмент и емкости (загрязненные инструменты и емкости сокращают время использования штукатурного раствора). После работы инструмент вымыть водой.

Мешки с сухой штукатурной смесью «ВОЛМА-Холст» хранить на деревянных поддонах в сухих помещениях. Смесь из поврежденных мешков пересыпать в целые мешки и использовать в первую очередь.

Гарантийный срок хранения в неповрежденной фирменной упаковке 12 месяцев.

Производитель гарантирует соответствие качества продукции техническим характеристикам при соблюдении технологии работ с материалом, но не несет ответственности за его применение в целях, не предусмотренных инструкцией.

Применение штукатурки «Волма»

Работать со штукатурками «Волма» важно при температуре от +5-ти до +40-ка градусов. Служить же покрытия готовы от -40-ка до +60-ти по шкале Цельсия.

Перед нанесением строительной смеси рабочую поверхность зачищают. Снимать старую штукатурку не обязательно, но зачистить отслоения и заполнить углубления обязательно. Так же, нужно убрать с рабочей поверхности грязь и пятна жира.

Они препятствуют схватыванию «Волмы» с основой. Препятствием станет и грибок. От него перед оштукатуриванием избавляются, счищая с оснований и обрабатывая их антисептиками.

Наличие в покрытии стен влаги провоцирует коррозию металлических элементов. От них начинают «исходить» подтеки ржавчины, желтые пятна. Дабы сие не испортило отделку, металлические крепёжки и прочие детали на стенах с потолками обрабатывают антикоррозийными составами.

Черновая поверхность перед нанесением «Волмы» должна быть сухой. Максимально-допустимая доля влаги – 5%. Если требование соблюдено, приступаем к замешиванию:

-берем пластиковое ведро и смачиваем его стенки теплой водой

— на 1 килограмм засыпанного в ведро порошка берем 0,6 литра теплой воды

-перемешав дрелью с насадкой «Миксер» первую порцию, досыпаем и доливаем еще

-перемешав достаточно штукатурки до консистенции густой сметаны, даем смеси настояться 2-3 минуты

На стены «Волму» набрасывают кельмой. Выступы снимают правилом. Если основа ровная, можно работать без маяков. Если стены грешат перепадами уровня, без них не обойтись. Маяки расставляются через одинаковый промежуток. Концы правила ложатся на соседние планки, срезая штукатурку по заданному уровню.

Для наклеивания на штукатурку плитки, достаточно работы кельмой и правилом. Если же смесь используется под обои или в качестве финишного слоя, через 20 минут после срезки «Волму» заглаживают шпателем и шлифуют щеткой. Перед шлифовкой поверхность смачивают, распыляя воду из пульверизатора.

Готовя штукатурку под покраску, после смачивания работают металлической теркой. Она дает глянцевую и идеально-ровную поверхность. Если же нужен рельеф, разнонаправлено надавливают шпателем или работают валиком с узором.

Не воспрещается и рисование поверх штукатурки кистями. Так же, колеруют саму строительную смесь. Изначально, она бело-серая, как и гипс. Он, так же, бывает желтоватым и розоватым, но на месторождениях «Волма» добывают сероватую породу.

Инструкция по разведению и нанесению.

Приготовлении гипсовой штукатурки Волма «Слой» начинается с изучения инструкции

Здесь по сути привычные действия, важно соблюдать пропорции, указанные на упаковке. К 1 килограмму состава добавляют 600 -700 миллилитров жидкости

Учитывая фасовку гипсовой штукатурки Волма в крафт мешки по 30 кг, получается, что на одну упаковку нам необходимо 18-21 литр воды.

Для начала налейте немного воды в удобную емкость (желательно пластиковую, с ней удобнее работать) чтобы смочить дно и стенки. Смесь засыпается к точному соотношению воды согласно пропорциям. Перемешивание можно делать используя кельму или мастерок, но намного удобнее (значительно проще при большом объеме) использовать строительный миксер или трель со специальной насадкой. Инструменты значительно сэкономят время и силы на качественную работу.

Перемешав один раз, дайте раствору настояться около 3-5 минут, это период созревания компонентов. По прошествии времени вновь перемешайте разведенный состав до полного удаления комочков. Консистенция должна напоминать густую сметану, быть пластичной, но в тоже время не стекать с инструмента.

Использовать рассматриваемый гипсовый состав можно при мелких ремонтах и капитальной отделки внутри помещений. Ограничение обусловлено тем, что гипс по своей природе очень хорошо впитывает влагу, поэтому нанести такую штукатурку на улице плохой вариант.

Разведенным составом отлично производится: штукатурка гипсокартона, ячеистого бетона, армированных бетонных плит, кирпича и дерева.

Применяется такая штукатурка при:

  • реставрационных работах, когда устраняются мелкие дефекты;
  • мелких ремонтах для выравнивания поверхностей;
  • капитальных отделках, когда работа ведется с нуля;
  • в качестве финишного покрытия для выравнивания под затирку губчатой теркой
  • создании декорирующих элементов, арок, рельефов или скульптур.

Нанеся финишное покрытие, сразу приступайте к окраске или укладке керамической плитки, покрытые штукатуркой Волма «Слой» поверхности позволяют это осуществить.

Помните о рекомендациях на упаковке, помещение для работы должно быть сухим с температурным режимом в рамках 5-30 градусов выше нуля.

Расход материалов


Мешаем раствор с помощью дрели со специальной насадкой.

Очень важно правильно высчитать количество расходного материала, которое понадобится для выполнения заданного объема работ, чтобы впоследствии не столкнуться с ситуацией, при которой необходимо производить дополнительные его закупки или, наоборот, не знать как поступить с появившимися излишками.

На упаковках штукатурных сухих смесей, как правило, указан ее расход из расчета на определенную площадь. Но здесь есть свои нюансы, поскольку точной единой нормы расхода не существует, так как на него влияют несколько факторов.

В первую очередь это кривизна стен, которой обладают все стены, независимо от материала. Если речь идет о поверхностях из кирпича или бетона, здесь кривизна порой может составлять до нескольких сантиметров. Это напрямую сказывается на толщине наносимого слоя.

Во-вторых, необходимо учитывать швы, например, при работе со стенами из гипсокартона. Еще один немаловажный фактор, влияющий на расход смеси – правильность ее приготовления, то есть точность замеса и правильное количество добавляемой жидкости.

Чтобы точно рассчитать расход необходимо произвести замер кривизны стен, учесть особенности поверхности и определить наиболее подходящий вид смеси для конкретного случая.

Видео — как правильно наносить штукатурку:

Разновидности гипсовой штукатурки «ВОЛМА»

6 различных видов.

производит несколько видов смесей, что позволяет подобрать наиболее оптимальный вариант для каждого конкретного случая. Производственная линия включает в себя следующие разновидности:

  • «ВОЛМА-Акваслой МН». Предназначена для работ, выполняемых при помощи машины. Ее прекрасные физические характеристики достигаются при помощи новых заполнителей и особых синтетических и минеральных добавок. Подходит даже для мест с высокой степенью влажности как для наружной, так и внутренней отделки;
  • Штукатурка гипсовая «ВОЛМА-Слой». Используется для выполнения нанесения вручную. Подходит для поверхности стен и потолочных работ;
  • «ВОЛМА-Слой-МН». Аналог гипсовой «ВОЛМА-Слой», но уже для машинного нанесения;
  • «ВОЛМА-Пласт». Выступает как основа для окончательного покрытия или нанесения материала отделки;
  • «ВОЛМА–Декор». При использовании различных способов нанесения этой штукатурки она принимает разнообразные формы.

Поверхности, для которых подходит гипсовая штукатурка «ВОЛМА»:

  • бетон;
  • кирпич;
  • ДСП;
  • блоки из гипса;
  • пенобетон;
  • газобетон;
  • гипсокартон;
  • штукатурки цементно-известковые.

Как разводить волма слой

Чтобы развести 30 кг сухого порошка волма слой, инструкция по применению рекомендует брать 18-19 литров водопроводной холодной воды. Указан расход воды ориентировочно. Поэтому консистенцию раствора доводить до желаемой придётся во время замешивания.

Это связано с несколькими факторами, например, для нанесения массы толстым слоем, нужна густая консистенция. Поэтому для начала в ёмкость наливают не весь указанный объём, оставляя для доведения 3-4 л отдельно (про запас). Если при замешивании гипсовая штукатурка получается густой, добавляют жидкость из запаса, подливая порциями.

При затворении меньшей массы, указанный производителем объём пропорционально уменьшают и также оставляют порцию про запас. Так для 10 кг смеси берут 6-6.3 л. Объём воды, налитой в ёмкость, не должен занимать более трети её объёма, иначе часть раствора окажется на полу.

Простое правило, которое легко запоминается: правильно засыпать в воду порошок, но не вливать в сухую смесь жидкость.

Воду берут непременно холодную. Повышение температуры воды для затворения резко увеличивает скорость протекания всех химических реакций. Поэтому срок жизни раствора сокращается, что нежелательно.

Перемешивают воду с порошком миксером на малых оборотах. Со стенок ёмкости к центру шпателем или мастерком снимают и откидывают приставший непромес. Ещё раз перемешивают, добиваясь исчезновения комков.

Особенностью процесса затворения и отвердения гипсового состава является способность его при попадании комочков старого раствора становиться «колом». В свежем растворе при нормальном течении процесса центры кристаллизации появляются не сразу, только на определённой стадии.

Зато комочки ранее затворённого гипса уже такие центры имеют, поэтому, в свою очередь, попав в свежий раствор (на любой стадии) становятся катализаторами образования новых центров и служат ими сами.

По той же причине нельзя добавлять гипсовый порошок в раствор для загущения. Если уж регулировать консистенцию, то лучше при затворении разведите изначально густую смесь, регулируя густоту водным запасом.

После первого замешивания раствору дают 3-4 минуты постоять, снова перемешивают. После этого массу можно наносить на стену.

Инструкция по применению штукатурки Волма слой

Прежде всего, нужно подготовить стену:

  • удалить остатки отслаивающихся покрытий;
  • заделать глубокие трещины, впадины и сколы;
  • прогрунтовать грунтовкой глубокого проникновения.

Пренебрежение этими действиями, особенно последним, может впоследствии привести к трещинообразованию.

Приготовление смеси «Волма слой» ничем не отличается от подготовки других гипсовых штукатурок: в 0,6 л воды медленно, при постоянном помешивании, всыпается 1 кг состава. Следовательно, для половины 30-килограммового мешка потребуется порядка 9 л воды. А это именно та доза, которую удобно наносить традиционным способом за время открытого периода, и то количество, которое удобно переносить.

Для смешивания стоит использовать чистую пластиковую емкость, которая легко очищается от остатков застывшей смеси, а само смешивание производить миксерной насадкой для дрели.

После первичного замешивания до получения однородной массы, нужно смеси дать 3 – 4 минуты набухнуть и снова тщательно перемешать ее.

Набрасывать на стену штукатурку можно кельмой, штукатурным ковшом (при толстом слое), наносить широким шпателем. Также возможно машинное нанесение смесей с индексом МН.

При укладке штукатурки по маякам разравнивать удобнее h-образным правилом.

По истечении 20 – 60 минут после разравнивания штукатурки, а это зависит в основном от толщины слоя, следует произвести т.н. подрезку при помощи трапециевидного правила, держа его острой кромкой к стене под углом 45°.

А еще через час или более, но не позднее, чем через 3 часа, производится следующая процедура доведения штукатурки:

  1. Поверхность штукатурки обильно смачивается водой. Можно для этого использовать кисть-маковицу, ручной пульверизатор, поролоновую губку т.п.
  2. Смоченная поверхность круговыми движениями обрабатывается поролоновой теркой до получения обильного слоя гипсового молочка.
  3. Поверхность обрабатывается широким шпателем, заполняющим мелкие неровности и снимающим излишки молочка.

Полученная после этих процедур поверхность, после высыхания будет готовым основанием для наклеивания обоев или окраски фактурными составами. А для получения глянца ее желательно часов через 8 затереть венецианской кельмой или широким жестким шпателем.

Видеоинструкция поможет вам систематизировать информацию по применению штукатурки «Волма слой»:

Технические характеристики

Штукатурки «Волма» могут отличаться друг от друга техническими параметрами, что зависит от входящих в состав компонентов. Есть и усредненные характеристики. Так, время до полного высыхания большинства смесей составляет 5-7 суток, а рекомендуемая температура для работы с ними равна +5…+30 градусов. После застывания штукатурный слой переносит перепады температур в пределах –40…+60 градусов. Начальное время схватывания слоя — 20-40 минут, окончательное схватывание происходит за 180 минут.

Состав

Штукатурки «Волма» выполняются на цементной или гипсовой основе. Также для увеличения прочности, липучести и иных положительных свойств в состав материалов вводятся стабилизаторы, модификаторы, пластификаторы, морозостойкие добавки, антислеживатели и т. д.

Оттенки

Смеси представлены в сером, бежевом, светло-желтом вариантах. Обычно они применяются для выравнивания различных поверхностей. Те штукатурки «Волма», что предназначены для финишной отделки, реализуются в белом цвете. Белые смеси можно колеровать сухими пигментами, но это востребовано, разве что, в отношении декоративных штукатурок. При желании после высыхания их можно окрасить любыми силикатными, силиконовыми, акриловыми красками.

Толщина слоя

Рекомендованная толщина слоя при работе с данными видами строительных материалов составляет 5-30 мм. Допустимая толщина штукатурной прослойки равна 6 см, но только с проведением предварительного армирования. Минимальный слой, который можно нанести, ограничивается размером зерна наполнителя, а при его отсутствии — показателем в 3 мм.

Адгезия и прочность

Все штукатурки «Волма» отличаются высокой степенью адгезии со строительными материалами. Показатель их прочности при сжатии равен 3,5 МПа, прочности на изгиб — 1,5 МПа.

https://youtube.com/watch?v=BwQ-b1foe2U

Морозостойкость и водопоглощение

Благодаря наличию специальных добавок, увеличивающих стойкость к низким температурам, некоторые штукатурки выдерживают до 75-100 циклов заморозки и размораживания. Большинство из них переносят падение температур до –40 градусов, а некоторые смеси (например, «Короед») — до –50 градусов. Все составы характеризуются низкой степенью водопоглощения.

Декор на поверхности.

Декорировать можно по-разному, начиная с простой поклейки обоев и заканчивая сложными техниками живописи по сухой штукатурки. Все зависит от ваших предпочтений.

  • Рельеф и фактуру могут задать специальные валики. Так же можно наложить даже рельефный рисунок который можно подобрать на роторе валика.
  • Текстуру еще задают простым шпателем, попеременно надавливая на слабо схватившийся гипсовый раствор. Получается очень красиво.
  • Декоративной штукатуркой можно реализовать многие мечты, имея огромный выбор вариантов.
  • Имея талант художника возьмитесь за кисти и краски, создавайте уникальные и неповторимые узоры.

Технические характеристики

Уникальная рецептурная формула компании помогает достичь максимального результата при минимуме затрат.

Состав

Штукатурка на гипсовой основе, что значительно сокращает время полного высыхания до семи суток. Особые минеральные и химические добавки обеспечивают получение максимальной прочности и высокого уровня адгезии (липучести).

Цвета

Цветовая палитра представлена в основном нейтральными универсальными оттенками: белым, серым и светло-серым. Если не планируется последующая отделка, можно поэкспериментировать с редкими светло-желтыми, желтыми, зелеными и розовыми цветами.

Толщина слоя

Оптимальная толщина слоя составляет 0,3 см, максимальная толщина -0,6см. Планируя увеличить слой больше оптимальной толщины, следует учесть, что работы необходимо проводить в несколько этапов, и только дождавшись полного высыхания первого слоя, приступать ко второму.

Адгезия (липучесть), прочность

Штукатурка отличается высоким уровнем адгезии. В среднем прочность при сжатии составляет не менее 3,5 МПа. Прочность при изгибе – не менее 1,5 МПа.

Морозостойкость, влагопоглощение

Сухой порошок достаточно морозоустойчив и отличается низким водопоглощением. Рекомендуется для использования в помещениях с температурным режимом +5-+30 градусов. Смесь устойчива к температурным перепадам в пределах от -40 до + 60 градусов. В зависимости от типа смеси показатели могут отличаться, поэтому рекомендуется тщательно ознакомиться с инструкциями на упаковке.

Подробнее о характеристиках можно ознакомиться в таблице.

Время полного высыхания5-7 суток
Температура основания – оСот +5 до +30 оС
Начало схватыванияне ранее 40 минут
Конец схватыванияне позднее 180 минут
Максимальная толщина слоя60 мм
Прочность при сжатиине менее 3,5 МПа
Прочность при изгибене менее 1,5 МПа
Расход на 1 кв. м при толщине слоя 10мм8-9 кг на 1 кв.м
Расход воды0,6-0,65 л/кг
Рекомендованная толщина слоя5-30 мм

«Волма слой»: технические характеристики

Большинство мастеров-отделочников, много и успешно работавших с «Волма слой», отмечают схожесть ее свойств с известным кнауфовским продуктом «Ротбанд». И действительно, принципиальных отличий в использовании не наблюдается. За исключением стоимости – отечественный продукт существенно дешевле, и конечного результата – с «Ротбандом» получить на финише такую глянцевую поверхность, не удастся.

Штукатурка «Волма слой» представляет собой однородную мелкозернистую смесь сероватого оттенка. Цвет немного может отличаться в зависимости от завода-изготовителя (а их только в России несколько), вида и сорта используемого гипса.

Но технические характеристики от этого не изменяются, а они таковы:

  • открытый период (начальный период схватывания) – до 40 мин;
  • окончательный период схватывания – до 3 часов;
  • период полного высыхания штукатурки – до 8 суток;
  • рекомендуемая максимальная толщина слоя – до 30 мм;
  • предельная толщина слоя – до 60 мм.

А значит использовать приготовленную смесь необходимо в течение получаса, а проводить окончательную финишную отделку зашпаклеванных «Волма слой» стен (окраску, наклеивание обоев) не менее чем через неделю.

Но наибольшее значение для конечного результата имеют промежуточные этапы, ведь именно они определяют технологию нанесения штукатурки.

Расход на 1 м2 стены

Как и для других СС, расход для смеси на 1 м2 указан для слоя, толщина которого составляет 10 мм. Цифра, приводимая на упаковке, – 8-9 кг – средняя. Так для покрытия ровной площади 1 квадратный метр толщей раствора 3 см (30 мм) понадобится 24-27 кг (исходя из расчета 8кг *3см или 9кг*3см).

На деле же оштукатуриваемые стены, перегородки или потолки далеки от ровности. На заполнение и выравнивание крупных впадинок, щелей, стыков может потребоваться больше смеси. Больше теста требуется и для изогнутых, например, колонн, а также иных криволинейных поверхностей. Вы так же можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором для расчета.

Кроме этого, правильность приготовления, водогипсовое соотношение (влияющее на густоту раствора), опытность штукатура – немаловажные факторы, которые также на величину расхода оказывают влияние.

Характеристики Штукатурки «Волма» Пласт, Холст и Цоколь

Штукатурка Волма является одним из самых востребованных строительных материалов, используемых не только для отделки и выравнивания стен, но и для других видов работ.

Основное преимущество заключается в том, что штукатурку можно использовать вместо гипсокартона, добиваясь нужного результата.

Одним из главных преимуществ является ее универсальность.

Использование этих смесей позволяет добиться максимально идеального результата, поверхность получается не просто ровной, не требующей дальнейшего шпатлевания, но также глянцевой, гладкой и ровной.

Смеси на основе гипса довольно быстро схватываются, а это значительная экономия времени. Эффект быстрого высыхания достигается путем добавления в состав специальных компонентов (химического и минерального происхождения), что в свою очередь, гарантирует высокую прочность, а также очень хорошую адгезию.

Все смеси представлены в нескольких вариантах цветового решения. Как правило, это нейтральные пастельные оттенки – серый, белый. Если предусмотрена дальнейшая декоративная отделка, можно подобрать смеси редких оттенков – розовый, зеленый, желтый.

Достоинства

Среди потребителей бытуют противоположные мнения о продукции данной фирмы. Но следует отметить, что преимуществ больше, чем недостатков.

Среди достоинств можно отметить следующие:

  • морозоустойчивость;
  • хорошая липучесть;
  • экологичность. Обладает экологическими сертификатами и штампом «ECOSTAMP»
  • небольшой расход;
  • влагостойкость;
  • сочетание приемлемой цены и превосходного качества;
  • легкость в эксплуатации;
  • может использоваться на поверхностях разного типа, как с последующей отделкой, так и без нее;
  • получение ровной глянцевой поверхности без шпаклевания;
  • регуляция микроклимата в помещении (поверхность дышит).

ВОЛМА-АКВАСЛОЙ легкая цементная штукатурка для ручного нанесения 25кг

ВОЛМА-Акваслой

— сухая легкая цементная выравнивающая штукатурная смесь на основе портландцемента с легкими наполнителями, полимерными и минеральными добавками, улучшающими эксплуатационные свойства раствора, трещиностойкая, армированная волокнами, для ручного нанесения снаружи и внутри здания.

Для ручного выравнивания стен и потолков, снаружи и внутри зданий, в том числе в помещениях с повышенной относительной влажностью.

Для подготовки поверхности стен под облицовку плиткой: в кухнях, душевых комнатах, саунах и т.п., под нанесение декоративных штукатурок, шпаклевок.

Не рекомендуется применять для выравнивания и ремонта полов.

— бетонные основания, в том числе шлакобетонные, керамзитобетонные, пено-газобетонные,

— оштукатуренные цементно-песчаными, цементно-известковыми составами,

— кладки из керамического и силикатного кирпича.

Основание под оштукатуривание должно соответствовать требованиям СНиП 3.04.01-87 и быть сухим и прочным. Возраст кирпичной кладки должен быть не менее 28 суток, а бетонного — не менее 3-х месяцев. Поверхность предварительно должна быть очищена от разного рода загрязнений и веществ, снижающих адгезию штукатурного раствора к основанию (жиров, смазочных масел, битумных мастик, клея, лакокрасочных покрытий и т.п. ). При реконструкции зданий со стен должны быть удалены непрочные участки старой штукатурки (отслоения от основания и т.п.) Подготовленное основание из кладки керамического или силикатного кирпича необходимо прогрунтовать грунтовкой Волма-Универсал. Бетонные и другие слабовпитывающие гладкие основания прогрунтовать грунтовкой Волма-Контакт. Основания из пено-газобетона и других сильновпитываемых материалов необходимо прогрунтовать 1-2 раза грунтовкой ВОЛМА-Универсал.

При температуре окружающей среды выше +30ºС перед нанесением штукатурки основание рекомендуется увлажнить. Температура основания должна быть не ниже +5ºС и не выше + 30ºС.

Места, подвергающиеся образованию трещин (например, расположенные рядом различные конструкционные материалы, углы отверстий и т.п.), необходимо укрепить перед оштукатуриванием армирующий сеткой из стекловолокна с ячейками 5×5 мм.

Залить в емкость чистую воду из расчета на 1 кг смеси 0,28-0,3 л воды. В емкость с водой добавить соответствующее количество сухой смеси. Замешать раствор профессиональным строительным миксером, со средней скоростью (600-800 об./мин) для достижения однородной пластичной массы без комков, при необходимости добавить воды. Затем выдерживают технологическую паузу 3-5 минут для «созревания» растворной смеси, после чего перемешивают повторно.

При +20ºС смесь сохраняет жизнеспособность не менее 2 часов. При понижении температуры это время увеличивается, при повышении — сокращается.

Внимание: Не допускать передозировки воды, так как излишек воды приводит к отслаиванию и потере механической прочности штукатурки, а также появлению трещин на поверхности. Нанесение растворной смеси:

Нанесение растворной смеси:

Готовый раствор равномерно набрасывают на подготовленное основание гладилкой, мастерком, штукатурным ковшом или наносят штукатурным соколом, затем разравнивают h-образным правилом до получения ровной поверхности. Отклонения по вертикали проверить двухметровым строительным уровнем, не допуская отклонения более 5 мм. По истечению 20-24 часов с момента выравнивания штукатурного слоя, оштукатуренную поверхность необходимо подрезать. Подрезку выполняют трапецеидальным правилом, держа его под углом 90 градусов к обрабатываемой поверхности, срезают неровности. Затем необходимо увлажнить подрезанную поверхность и затереть фетровой или полиуретановой теркой. При использовании последней поверхность получается более грубой.

Условия выполнения работ:

Нанесенный материал нельзя высушивать принудительным способом: с помощью обогревателей, тепловых пушек и других устройств.

При фасадных работах свежеуложенную штукатурку следует в течение трех суток защищать от осадков, а также от чрезмерного пересыхания и охлаждения. Не следует начинать отделочные работы в дождь или при сильном ветре.

Мешки с сухой смесью ВОЛМА-Акваслой хранить на деревянных поддонах в сухих помещениях. Смесь из поврежденных мешков пересыпать в целые мешки и использовать в первую очередь.

Гарантийный срок хранения в неповрежденной фирменной упаковке 12 месяцев.

Работы выполнять согласно строительным требованиям, стандартам и правилам безопасности и гигиены труда.

Процесс нанесения

Процессу нанесения гипсовой смеси должен предшествовать подготовительный этап. Он позволит повысить прочность состава и добиться идеального результата.

Подготовка поверхности

Если температура в помещении находится ниже требуемого минимума, тогда необходимо поднять ее с помощью тепловых пушек и поддерживать такой на протяжении всего периода отделки. Стены осматриваются и производится их очистка от грязи и остатков раствора. Удаляются все торчащие и мешающие предметы. Первым делом стена покрывается антисептическим составом, который препятствует росту плесени. После этого наносится грунтующий состав. Он необходим для того, чтобы из гипсовой основы быстро не уходила влага, также он дополнительно укрепляет поверхность. Для пористых блоков потребуется несколько слоев грунтовки. Между нанесением каждого необходимо дождаться высыхания предыдущего.

Обратите внимание! При наличии металлических компонентов, которые невозможно демонтировать, их необходимо покрыть антикоррозионным составом. Если этого не сделать, то влага, которая будет проходить через гипсовую основу будет разрушать металла, а ржавчина со временем появится на поверхности стены.

Приготовление смеси

Перед тем как распечатать мешок с сухой штукатуркой, необходимо приготовить ведро с чистой водой. Стоит исходить из расчета 0,5 литра на каждый килограмм смеси. В некоторых случаях количество воды можно увеличить до 0,7 литров. Высыпать стоит гипсовую основу в воду, а не лить воду в гипс. Это приведет к тому, что часть состава поднимется в воздух. Сыпать следует постепенно, чтобы исключить образование комков. После этого гипсовую основу необходимо хорошо перемешать. Это можно сделать вручную, но потребуется много времени, поэтому чаще применяют строительные миксеры. Перемешивать состав стоит, изменяя направление и поднимая сухую смесь со дна. Когда смесь достигла состояния густой сметаны, ей необходимо настояться в течение трех минут. После этого делается финишное перемешивание и смесь готова к работе.

Как наносить

После настаивания гипсовой основы можно приступать к ее использованию. Состав наносится на стену, начиная снизу. На потолок производится укладка гипсовой основы на себя. Допускается толщина слоя до 8 см, если требуется ликвидировать сильный завал. Если на потолок будет наноситься слой, превышающий по толщине 2 см, стоит вначале закрепить армирующую сетку. Она укрепит пласт основы и не даст ей отпасть под собственным весом. Удобнее наносить штукатурку по маякам. После этого она стягивается потряхивающими движениями с помощью правила. Когда начнется схватывание, необходимо удалить излишки гипсовой смеси и заполнить образовавшиеся раковины. Следы от правила заглаживаются шпателем. Процесс нанесения штукатурки можно посмотреть в видео ниже.

Обратите внимание! Плитку на гипсовую штукатурку можно класть только после полного высыхания. Кроме того, необходимо провести подготовку поверхности с помощью грунтовки, которая уменьшит пористость и увеличит срок жизни клея для плитки.

До финишной отделки

После высыхания гипсовая основа еще не готова к финишной отделке, поэтому ее необходимо подготовит должным образом. После перечисленных выше действий необходимо проверить штукатурку на упругость. Для этого достаточно придавить ее пальцем. Если вмятины не остается, тогда можно смочить поверхность водой. Для этого можно использовать пульверизаторы. Следующим шагом будет затирка с помощью специальной губчатой терки. После затирания гипсовой основы ее необходимо покрыть гипсовым молочком. Часть основы разводится большим количеством воды до получения молочно-белого состава. Для нанесения отлично подойдет шпатель. После высыхания необходимо повторить затирку и еще раз смочить стену гипсовым молочком. Этот процесс называется глянцеванием и требуется в тех случаях, когда планируется поклейка обоев. Если планируется укладка плитки, тогда такая процедура не нужна.

Обратите внимание! Расход гипсовой штукатурки будет зависеть от способа применения, а также от наносимого слоя.

Отзывы

«Остановил свой выбор именно на «Волме», т. к. получаю огромное удовольствие от работы с ней. Штукатурка отлично ложиться и легко добиться требуемой консистенции. При правильной подготовке стен держится гипсовая основа на ура. По заявлению производителя нанесение шпаклевки не требуется. Но если учесть, что штукатурка является черновым покрытием, то шпаклевка все-таки понадобится».

Соломон, Москва

«Не так давно переехали в квартиру старой постройки. О качественной отделке стен говорить не приходится. Они были покрыты известковой побелкой с добавлением красителя. Попытка наклеить сверху обои закончилась тем, что через неделю они отвалились. Муж решил попробовать гипсовую штукатурку «Волма» для того, чтобы заделать трещины и вмятины в стене. Приклеилась она прочно, поэтому захотели покрыть ей стены, а сверху налепить обои. Последние купили с толстым фактурным рисунком, чтобы скрыть недочеты стен. Все держится уже на протяжении года и нет намеков на недостатки».

Юлия, Саратов

«Долго не могли решиться на проведение ремонта в квартире. Связано это с тем, что его можно только начать. Накопив достаточно денег, первым делом захотелось вывести стены. По совету мастеров закупили гипсовую штукатурку «Волма-Слой». Выбирать долго не пришлось, т. к. отзывы о ней были положительными. Приобрели целых 25 мешков в развеске по 30 кг. Именно столько понадобилось, чтобы выровнять наши стены в старом доме. Старую штукатурку сбили до бетона и нанесли «Волму». Результатом довольны, а работа со штукатуркой принесла только положительные впечатления».

Маргарита, Вологда

Некоторые особенности штукатурки Волма

Продукция фирмы Волма-слой имеет довольно много преимуществ перед подобными изделиями других производителей:

  • штукатурная смесь очень пластична и легко наносится на поверхность;
  • слой толщиной в 6 см не дает усадки;
  • после высыхания образуется глянцевая поверхность;
  • не требуется финишной обработки;
  • относится к разряду экологически чистых продуктов;
  • не требует предварительной шпаклевки стен;
  • штукатурка гипсовая ручного нанесения позволяет стене дышать.

Волма – это фирма, которая постоянно находится в развитии. К сегодняшнему дню на ней создано много разных видов продукции. Это штукатурные смеси Волма:

пласт;

  • холст;
  • гипс актив;
  • акваслой МН;
  • слой;
  • слой МН;
  • декор;
  • цемент актив;
  • титул.

Штукатурка Волма пласт представляет собой сухой гипсовый состав. Наносится готовый раствор вручную. Она отлично работает на выравнивании стен и потолков перед их окончательной отделкой. Холст обычно применяется для выполнения работ ручным способом. В своем составе он содержит легкое связующее вещество. Гипс актив используется в основном для нанесения его специальной машиной. Состав обладает высокой водоустойчивостью. Машина наносит готовый раствор на стену или на потолок для их выравнивания перед покраской, перед наклеиванием обоев, перед укладкой плитки.

Акваслой МН – смесь для нанесения на стену машинным способом. Используется снаружи и изнутри зданий. Слой МН имеет практически те же самые характеристики, что и акваслой МН. Титул в своем составе имеет перлит, некоторые химические и минеральные добавки, позволяющие без шпаклевания получать глянцевую поверхность.

Хранить сухие смеси лучше всего в сухих помещениях в заводской упаковке. Мешки следует устанавливать на подставки, чтобы влага не могла проникнуть в них через пол. В состав сухих смесей фирмы Волма входят различные минеральные добавки, некоторые химические элементы вместе с легкими связующими компонентами. Это позволяет сделать работу с готовыми растворами довольно простой и легкой. Раствор высыхает за вполне оптимальное время. Результат его нанесения на поверхность всегда остается отличным.

Некоторые технические характеристики материалов:

  • расход на 1 м² – 8-9 кг;
  • толщина накладываемого раствора – 5-30 мм;
  • максимальный слой – 6 см;
  • полное высыхание – 5-8 суток;
  • расход воды на кг смеси – 600-650 мл;
  • температурный режим – +5 – +30˚;
  • начало схватывания раствора – 45-50 минут;
  • окончание схватывания – 3-3,5 часа.

Начало схватывания раствора – 45 минут, но лучше использовать его минут за 30 после замешивания.

Виды штукатурки «Волма»

Основной продукт Волгоградского гипсового . Ее и выпустили первой. Начав с классики, технологи завода стали разрабатывать усовершенствованные и узкоспециализированные версии. К 2017-му в магазинах можно найти:

  • «Пласт». В ней нивелирован недочет быстрого застывания гипсовых смесей. От момента замешивания до нанесения на стену должно пройти не больше 25-ти минут. Штукатурка «Пласт» не твердеет 35-40. Это дает возможность разводить на одну партию большие объемы смеси.
  • «Холст». Штукатурка «Волма» этой категории остается в рабочем состоянии 180 минут после замешивания, к тому же, обладает повышенной вязкостью. Последнее делает «Холст» привлекательной для выравнивания потолков.
  • «Актив». Штукатурка «Волма» предназначена для машинного нанесения. Линии же «Холст» и «Пласт» рассчитаны на ручное. Машинное выравнивание стен и потолков качественнее, особенно при обработке больших площадей. Поэтому, штукатурку «Актив» часто закупают для масштабных строек.
  • «Контакт». Строительная смесь бьет рекорды по адгезии. Именно «Контакт» берут для наложения на гладкие основания. Если предварительно зашкурить их, штукатурка держится десятилетиями.

  • «Декор». Под брендом скрывается штукатурка, которой можно формировать рельефные поверхности вплоть до лепнины.
  • «Акваслой». Штукатурка «Волма», в которой гипс – лишь незначительная примесь. Основной компонент – портландцемент. Он и полимерные присадки делают смесь устойчивой к влаге. При полном погружении за двое суток застывшая штукатурка поглощает лишь 10% воды.
  • «Аквапласт». Выигрывает у «Акваслоя» по времени высыхания, полностью схватываясь за 8 часов против суток у конкурента. К тому же, у «Аквапласта» на 1 балл больше прочность на сжатие и на 0,5 мегапаскаля на изгиб.
  • «Цоколь» — еще один вид штукатурки на основе портландцемента. Смесь можно наносить 6-сантиметровым слоем. Если требуется толще, штукатурят в несколько подходов, каждый раз дожидаясь полного высыхания. Оно наступает через 8 часов. Огорчает лишь расход смеси. На квадратный метр при толщине покрытия в 1 сантиметр уходят 12-15 килограммов. В остальных случаях расход штукатурки «Волма» составляет 9-10 килограммов.

Все виды штукатурки Волгоградского завода универсальны в плане поверхностей. Смеси одинаково хорошо крепятся на:

-гипсокартоне

-газобетоне

-кирпиче

-бетоне

-цементных и гипсовых блоках

-известковой, цементной и гипсовой штукатурке

Последний пункт «говорит» о возможности нанесения «Волмы» на старые основания. Главное, чтобы предыдущая штукатурка крепко держалась на основе, не растрескивалась. Иначе, схватывание слоев будет плохим.

Как штукатурить стены волмой

Ручное нанесение штукатурки волма слой аналогично нанесению любой выравнивающей гипсовой смеси. При этом гипсовая смесь настолько экологична, что её можно, не опасаясь последствий, формировать рукой. В зависимости от задачи и состояния основания возможны три метода нанесения: шпателем (при ровной поверхности) наносят и выравнивают тонкий слой; под правило – без маяков наносят массу там, где не требуется достижения высококачественной отделки; по маякам выравнивают стены с большими огрехами.


инструкция на упаковке волма слой

Вам может быть также интересна статья о способах выравнивания стен.

Температура основания и воздуха не должна быть выше +30, ниже +5оС. Влажность – не выше 65%.

Начинать оштукатуривание помещения рекомендуется с участков, где составы будут сохнуть дольше – мест, противоположных окнам, дверям, отопительным приборам.

По маякам

Чтобы оштукатурить стену, используют направляющие планки – маяки, образующие вспомогательную вертикальную плоскость. Маяковые профили (металлические, пластиковые, деревянные или растворные) располагают с шагом 1. 0-1.3 м. Поскольку штукатурка волма – гипсовая, то лучшими будут именно растворные маяки из того же раствора. Их не нужно удалять после оштукатуривания, главное, после изготовления растворных направляющих загрунтовать их перед оштукатуриванием.

Тесто накидывают шлепками снизу вверх между двумя соседними планками. Заполнив участок примерно 1 кв. метр площадью, разравнивают раствор h-образным правилом, ведя его вдоль направляющих. На инструменте собирается лишняя масса, которую шпателем возвращают на стену туда, где раствора меньше. Проведя правилом 2-3 раза, продолжают заполнение раствором промежутка между маяками, затем переходят к заполнению соседней дорожки, образованной профилями.

Через 40 минут от начала затворения трапециевидным правилом, приставленным остриём перпендикулярно стене, выполняют подрезку. Движут правило в том же направлении, в каком велось разравнивание – снизу вверх. Если подрезку вести поперёк направления разглаживания, могут образовываться задиры.

Чтобы точно определить время выполнения второй подрезки, применяют тест, в котором используется рука, – так называемый тест на «лип». Прикосновение рукой к поверхности оставляет на ладони след раствора – лип. К второй подрезке приступают, когда «уходит» лип, а сама поверхность становится матовой. При надавливании пальцем на поверхности следы ещё остаются, но к пальцу тесто не липнет.

Подрезку выполняют шпателем, ведя его перпендикулярно стене. На этом этапе, «собранный» с поверхности, раствор понадобится для заполнения впадинок. Шпателем не нужно делать приглаживающие движения, располагая его под острым углом к стене. На данном этапе делают только подрезку, не особенно налегая на инструмент.

Инструкция к волма слой приводит предельные величины толщины наносимого за один проход слоя. Согласно ей, волмой наносится пласт до 60 мм. Такая толщина возможна только на вертикальных поверхностях, на небольших участках. Причём тесто должно быть густое, чтобы не сползало вниз под собственным весом.

Для потолочных перекрытий максимальная толщина снижена до 10 мм. Делают это в целях безопасности (на случай, если продукция попалась просроченная, сверху протекла вода и т. д.). Минимальная толщина – 3 мм. Рациональные значения – 5-30 мм.

Без маяков

При этом методе оштукатуривания правило опирается на существующие бугорки поверхности, а раствором заполняются все углубления на пути движения инструмента. Нанесение раствора осуществляют дважды. После просыхания первого слоя, заполняют оставшиеся ямочки, поры, ведя широким шпателем поперёк движения правила при первом проходе.

Как заштукатурить монтажную пену – инструкция

Монтажной пеной часто герметизируют стыки, щели, проемы, откосы. Чтобы вид застывшей пены не портил вид, ее надо заштукатурить. Как это сделать правильно?

  • Инструменты для нанесения штукатурки
  • Подготовка поверхности под штукатурку
  • Чем штукатурить монтажную пену
  • Расчет расхода штукатурки для работы по монтажной пене
  • Как наносить штукатурку

Инструменты для нанесения штукатурки

Для работы понадобится:

  1. Канцелярский или обойный нож, чтобы срезать пену.
  2. Валик или кисточка для нанесения жидкой грунтовки.
  3. Металлический шпатель (узкий и широкий) – на широкий набирают штукатурку, а узким наносят. С помощью узкого шпателя также заделывают углы, тонкие швы, труднодоступные места.
  4. Резиновый шпатель серого цвета – с его помощью удобно затирать герметик в стыки и обрабатывать дугообразные и круглые швы. Актуально для окон, стен с финишной отделкой, где важно не поцарапать поверхность.
  5. Емкости для растворов.
  6. Полутерок для разравнивания нанесенного раствора.
  7. Перчатки, ведро с водой, чтобы сразу мыть инструмент и пол.
  8. Дрель с насадкой или строительный миксер – замешивать сухие смеси.
  9. Малярный скотч, чтобы закрыть участки, которые не нужно штукатурить, и чтобы получить ровную линию шва.

Резиновый шпатель и гипсовая штукатурка понадобятся при финишной отделке

Подготовка поверхности под штукатурку

Штукатурить можно только застывшую пену: с момента ее нанесения должно пройти не менее 12 часов. Излишки пены нужно срезать так, чтобы образовалось углубление в 5 мм. Его потом и будем заполнять штукатурным раствором. К гладкой несрезанной пене штукатурка не прилипнет.

Пену срезают с небольшим углублением обойным ножом

Если шов настолько тонкий, что обрезать нечего, сделайте на пене насечки глубиной до 1 см лезвием или ножом.

Очистить пену от пыли и грязи пылесосом и загрунтовать удобным способом:

  • При отделке оконных и дверных проемов шов заклеивают сжатой уплотнительной лентой (ПСУЛ) и обрабатывают стык акриловой грунтовкой-праймером глубокого проникновения с антигрибковым составом. При обработке швов в старых зданиях можно использовать мембранную гидроизоляционную ленту.
  • В остальных случаях на стыки наносят акриловый герметик, смешанный с отвердителем, или обрабатывают шов акриловой грунтовкой глубокого проникновения.

Грунтовка улучшает адгезию состава с поверхностью. После того как она высохнет, на это может уйти от 6 до 12 часов, начинаем штукатурить.

Чем штукатурить монтажную пену

На пену хорошо ложится штукатурка «Церезит», «Форвард» и «Ротбанд». Это составы на основе цемента, гипса, силикона. Смесь «Церезит» содержит каучуковые добавки на основе полимеров, ее эластичность улучшает адгезию и работает как амортизатор между пеной и слоем штукатурки. Поэтому мастера часто используют «Церезит» как буферный слой в пироге «пена – Церезит – Ротбанд».

Есть еще несколько правил выбора штукатурки по пене (в таблице ниже).

Место применения

Вид штукатурки

Наружная отделка (фасады, балконы)

Водоотталкивающая и морозостойкая фасадная штукатурка на основе цемента или полимеров

Ванная и кухня

Штукатурка на основе цемента – она не боится влаги

Жилые помещения с нормальной влажностью

Составы для внутренних работ на основе гипса

Оконный или дверной проем

Силиконовая штукатурка – ее легко закрасить акриловой или силиконовой краской под цвет рамы или отделки

Можно использовать и гипсовую штукатурку, но тогда сначала наносят грунтовочный слой из штукатурки на основе цемента, а потом – гипсовую. Она будет лучше держаться и не растрескается

Швы между теплоизоляционными плитами

Клеевые штукатурки и шпатлевки

В местах с высокой влажностью мастера иногда штукатурят пену плиточным клеем: в его составе есть цемент, поэтому он прочный, не боится воды и укладывается тонким слоем.

Расчет расхода штукатурки для работы по монтажной пене

Данные по расходу указаны на упаковке. Приведем несколько примеров расчета. Предположим, нам нужно заделать оконный монтажный шов длиной 1,5 метра и шириной 0,25 метра.

Пример 1. Штукатурка цементная Ceresit

Производитель заявляет расход 1,5–1,8 кг/м2 для слоя в 1 мм. На пену нужно наносить слой минимум 5 мм, то есть в нашем случае расход равен 7,5 кг на 1 кв. метр (1,5*5).

Площадь шва замеряют стандартно: ширину умножают на длину, причем, измеряя ширину, захватывают пару миллиметров с обоих краев. Если ширина шва не одинаковая, рассчитывать нужно по самому широкому месту.

Расчет:

  1. Ширина шва: 0,25 м + 4 мм (по 2 мм с каждого края) = 0,254 метра.
  2. Площадь шва: 1,5*0,254 = 0,381 кв. м.
  3. Расход штукатурки: 0,381*7,5 = 2,86 кг.
  4. К конечному значению добавляйте 10 % про запас. То есть + ~300 г = 3,16 кг.

Пример 2. Гипсовая штукатурка «Ротбанд»

Берем тот же шов. Производитель заявляет норму расхода штукатурки в 8,5 кг на 1 кв. метр при толщине слоя в 10 мм. Нам нужен слой 5 мм, то есть около 4,5 кг на 1 кв. метр.

Расчет:

  1. Площадь шва: 1,5*0,254 = 0,381 кв. м.
  2. Расход штукатурки: 0,381*4,5 = 1,72 кг.
  3. Плюс 10 % про запас ~200 г = расход 1,9 кг.

Как наносить штукатурку

Сухую смесь разводят по инструкции на упаковке и наносят шпателем.

В помещениях с нормальной влажностью неопытным мастерам лучше работать с гипсовым составом. Цементные штукатурки требуют абсолютного соблюдения пропорций при разведении, если сделать раствор слишком жидким или густым, нанесенная штукатурка впоследствии может потрескаться.

Правила нанесения:

  • Наносите состав в 2–3 слоя через временные интервалы: для гипсовой штукатурки 30–120 минут (проверяйте степень схватывания), для цементной – 120–180 минут.
  • Минимальная толщина общего слоя 5 мм.
  • Чтобы обеспечить лучшую адгезию состава с поверхностью и предотвратить появление трещин, можно использовать сетку-серпянку для внутренних или наружных работ. Ее накладывают на первый слой штукатурки, слегка утапливая, и сверху наносят остальные слои.

Штукатурку наносите с заходом на стену по 2 мм с каждой стороны. Когда состав начнет схватываться, пройдитесь по нему полутерком, чтобы выровнять.

Чтобы линия шва была ровной, наклейте с одной или обеих его сторон малярный скотч

Когда штукатурка высохнет, ее нужно затереть наждачной бумагой Р120/Р150. Цементная штукатурка сохнет 2–4 недели, гипсовая – 4 дня. Скорость высыхания зависит от влажности и температуры окружающей среды.

Дальнейшие действия зависят от вида отделки: перед окрашиванием или оклеиванием обоями поверхность нужно зашпатлевать, перед нанесением декоративной штукатурки на фасад дома – загрунтовать.

При оштукатуривании пенных швов у окна или под подоконником рекомендуем сделать дополнительную защиту от растрескивания. Для этого штукатурку нужно наносить не впритык к раме или подоконнику, а с зазором в 2–3 мм. Эту полость заполнить силиконовым или акриловым герметиком, оттенок которого можно подобрать под цвет рамы и откосов.
  • штукатурка
  • монтажная пена

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.comments powered by Disqus

Волма для механизированной штукатурки – Вместе мастерим

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Слой» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Слой Титан» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Слой Ультра» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, не требующая шпаклевания. Распространяется эксклюзивно в магазинах сети «Леруа Мерлен»

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Слой» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

ГОСТ Р 58279-2018

«ВОЛМА-Люкс» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

ГОСТ Р 58279-2018

«ВОЛМА-Старт» – штукатурка гипсовая базовая для выравнивания стен и потолков внутри отапливаемых помещений с нормальной относительной влажностью под дальнейшее финишное шпаклевание.

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Титул» – сухая штукатурная смесь на основе натурального гипса, легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок, обеспечивающих высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Гипс-Актив» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего и легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок.

ГОСТ Р 58279-2018;

«ВОЛМА-Гипс-Актив» – сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего и легкого заполнителя с применением минеральных и химических добавок.

«ВОЛМА-Цемент-Актив» – сухая легкая цементная выравнивающая штукатурная смесь на основе портландцемента с легким наполнителем и минеральными добавками, улучшающими эксплуатационные свойства раствора, трещиностойкая

В зависимости от конкретного рецепта использоваться эта штукатурка может в самых разных местах. Чаще всего, ее применяют для выравнивания кирпичной кладки как при внутренних, так и при наружных работах. При выборе конкретного наименования имеет смысл смотреть на рекомендуемую производителем влажность в помещении.

Состав:

Эта штукатурка может иметь разную основу:

Обычно первый вариант рекомендуют для применения в помещениях. При использовании ее в качестве декоративной, получается качественная поверхность с глянцевым блеском. Штукатурка на основе цемента может использоваться в том числе и для работы на фасадах зданий.

Технические характеристики:

Гипсовая штукатурка полностью высыхает за 7 дней. Это позволяет значительно ускорить процесс ремонта. Варианты с цементной основой сохнут чуть дольше, но обладают более высокими прочностными характеристиками.

Цвет штукатурки классический, что делает возможным использование поверх нее любого декоративного материала. Имеются варианты с другими цветами, предназначена такая штукатурка для финальной отделки.

Материал обладает высокой прочностью. Также он отлично пристает к любым поверхностям. Нормальной толщиной слоя считается 0,3 см. При нанесении важно уделять внимание требованию накладывать следующий слой только после высыхания предыдущего.

Показатель устойчивости к перепаду температур достаточно большой. По факту может применяться в условиях от -40° до +60° C. Наиболее оптимальной температурой для нанесения является +5-25°.

Дополнительно:

Время первичного схватывания не менее 40 минут. Окончание схватывания происходит через 180 минут. Расход материала при нанесении в два слоя 8-9 килограмм на квадратный метр поверхности. Следует обращать внимание на влажность воздуха, минимальный порог при котором можно проводить работы с данной штукатуркой 5%.

Торговый дом “Gicema” является официальным дилером Волма, поэтому у нас самые низкие розничные цены и выгодные скидки для оптовиков.
Купить машинную штукатурку Волма очень просто – вам достаточно оформить заказ онлайн на сайте или по телефону 8(495)790-69-90. Наши менеджеры всегда помогут с выбором и расчётом расхода на 1 м2.

Доставка по Москве и области, возможен бесплатный самовывоз со склада в Москве и Подольске.

Строительные и отделочные материалы

Главная » Сухие смеси (гипсовые) » Штукатурка » Волма

Штукатурка ВОЛМА – высококачественная сухая декоративная минеральная штукатурная смесь на основе натурального белого гипсового вяжущего. Обладает высокими эксплутационными свойствами: хорошей адгезией, высокой прочностью, диффузионной способностью к парам воды и воздуха.

Поиск продукта в этой категории

Сортировать по: наименованию (возр | убыв), цене (возр | убыв), рейтингу (возр | убыв)

Пол Волма Нивелир Экспресс 20кг в Ростове-на-Дону

«ВОЛМА–Нивелир Экспресс» – сухая смесь на основе комплексного вяжущего, фракционированного кварцевого песка и модифицирующих добавок, которые обеспечивают высокую подвижность раствора, прочность и оптимальное время работы.

Для ручных или механизированных работ по выравниванию бетонных и цементно-песчаных оснований пола внутри помещений под последующие декоративные покрытия (линолеум, ламинат, плитку, паркет и т.п.) толщиной от 5 до 100 мм. Рекомендуется к применению в жилых и общественных помещениях с сухим и нормальным уровнем влажности.

Требования к основанию:

Основание должно соответствовать требованиям СП 71.13330.2017, быть прочным, без отслоений, чистым, без пыли, грязи и жировых пятен. 

«Возраст» цементно-песчаного основания должен составлять не менее 28 суток, а бетонного – не менее трех месяцев.

Подготовка основания:

  • До заливки нужно закрепить демпферную ленту по периметру стен и колонн в местах примыкания к полу. 
  • Все металлические элементы, соприкасающиеся с раствором смеси, защитить от коррозии.
  • Необходимую толщину будущего слоя устанавливают при помощи переносных маяков-реперов и нивелирующей линейки.
  • Обозначить участки для заливки пола. Если участок под выравнивание более 50 кв.м. и с диагональю более 10 м., в полах следует устраивать деформационный шов и обязательно над существующими швами в несущем основании. 
  • Основание пола и места стен, которые будут в контакте с наливным полом, необходимо обработать грунтовкой Волма «Универсал» 2-3 раза. К заливке наливного пола можно приступать после полного высыхания грунтовки.

Приготовление раствора:

Для ручного нанесения:

Сухую смесь высыпать в чистую воду (температура воды от +5 до +20 ºС), исходя из пропорции 0,29 – 0,34 л воды на 1 кг, и перемешать с помощью профессионального миксера или дрели с насадкой до состояния однородной массы в течение 3-5 минут. Дать отстояться раствору 3 минуты и затем повторно перемешать. Не допускайте передозировки воды!

Для проверки консистенции необходимо вылить 1 л раствора на ровное не впитывающее основание (например, стекло, пленка, фольга). Диаметр пятна должен быть 50-55 см.

Для машинного нанесения:

Сухую смесь засыпать в бункер машины (агрегата) и, регулируя расход воды, подобрать требуемую консистенцию смеси.

Проверка консистенции: вылить 1 л раствора на ровное не впитывающее основание (например, стекло, пленка, фольга). Диаметр пятна должен быть 50-55 см.

Порядок работ:

  1. Приготовленный раствор смеси «Волма-Нивелир Экспресс» выливать равномерно до необходимой толщины, избегая перерывов более 10 минут.
  2. Затем, начиная с участков, примыкающих к стенам и колоннам, удалить из раствора воздушные пузырьки при помощи игольчатого валика или строительной швабры 1 м или 2м. Движения строительной шваброй проводят вдоль и поперек залитой поверхности, создавая «волну».
  3. Время на заливку наливного пола «Нивелир Экспресс» зависит от условий (температура, влажность, впитываемость основания, толщина слоя) и составляет не более 40 минут.
  4. Во время твердения напольных смесей на комплексном вяжущем в течении первых двух дней следует избегать сквозняков и попадания прямых лучей солнца. Затем обеспечить естественную вентиляцию и проветривание помещений, не используя тепловые пушки. В зимний период времени не допускать падения температуры воздуха в помещении ниже +5° С.
  5. Время высыхания наливного пола зависит от толщины слоя, температуры и влажности в помещении.
  6. Укладку декоративного покрытия на выровненный пол можно производить не менее чем через 7 суток после заливки. Остаточная влажность залитого пола при укладке последующего покрытия не должна превышать 1%.

Система «теплый пол»

«ВОЛМА-Нивелир Экспресс» идеально подходит для работы в системе «теплый пол».

Минимальный слой при заливке наливного пола в системе «теплый пол» составляет 45 мм. В случае, если система «теплый пол» вмонтирована в базовое основание, толщина заливки – от 5 до 100 мм. 

Первое включение пола с подогревом производить не ранее чем через 7 суток после заливки пола, установив температуру 25°-27°С на 2-4 суток. Полная эксплуатация «теплых полов» не ранее, чем через 28 суток.

Условия хранения:

Мешки с сухой смесью «ВОЛМА-Нивелир Экспресс» хранить на деревянных поддонах в сухих помещениях.   

Гарантийный срок хранения в неповрежденной фирменной упаковке 6 месяцев с даты изготовления.

Работы выполнять согласно строительным требованиям, стандартам и правилам безопасности и гигиены труда.

Характеристики

 

Варианты оплаты

1. Перечислением на расчетный счет.

2. Наличными в магазине.

3. Банковской картой Visa, Mastercard.

 

Стоимость доставки стройматериалов

Доставка стройматериалов осуществляется по г.Ростову-на-Дону и области до 60 км

Район города Цена в рублях Город Цена в рублях
Александровка 1000-1600  Аксай 1000-1500
Сельмаш 1000-1200  Новочеркаск  2000-2500
Чкаловский 1000-1300  Азов 3000-4000
Северный 1200-1600  Таганрог 4000-4500
Вавилова 1200-1600  Батайск 1500-2000
Военвед 1500 Рассвет 1500-2000
Западный 1500-2500  Ольгинская 1800-2500
Центр 1200-1800  Б. Лог 1500-2000

Межгород – 28 р/км

Звони: +7 (938) 124-68-82

 

 

характеристики, разведение, нанесение, фото, видео, описание

Содержание статьи

Независимость. Это главная установка для Волгоградского гипсового завода. Ему 70 лет. Предприятие пережило перестройку, лишь нарастив объемы производства.

Руководство завода обошлось от зависимости от западных фирм, не взяв на развитие их капиталы. «Волма» представляет на 100% российскую продукцию. Лидер продаж – купить штукатурку. Узнаем, вызывает ли она чувство гордости за страну.

Инструкция по разведению и нанесению.

Приготовлении гипсовой штукатурки Волма «Слой» начинается с изучения инструкции. Здесь по сути привычные действия, важно соблюдать пропорции, указанные на упаковке. К 1 килограмму состава добавляют 600 -700 миллилитров жидкости. Учитывая фасовку гипсовой штукатурки Волма в крафт мешки по 30 кг, получается, что на одну упаковку нам необходимо 18-21 литр воды.

Для начала налейте немного воды в удобную емкость (желательно пластиковую, с ней удобнее работать) чтобы смочить дно и стенки. Смесь засыпается к точному соотношению воды согласно пропорциям. Перемешивание можно делать используя кельму или мастерок, но намного удобнее (значительно проще при большом объеме) использовать строительный миксер или трель со специальной насадкой. Инструменты значительно сэкономят время и силы на качественную работу.

Перемешав один раз, дайте раствору настояться около 3-5 минут, это период созревания компонентов. По прошествии времени вновь перемешайте разведенный состав до полного удаления комочков. Консистенция должна напоминать густую сметану, быть пластичной, но в тоже время не стекать с инструмента.

Использовать рассматриваемый гипсовый состав можно при мелких ремонтах и капитальной отделки внутри помещений. Ограничение обусловлено тем, что гипс по своей природе очень хорошо впитывает влагу, поэтому нанести такую штукатурку на улице плохой вариант.

Разведенным составом отлично производится: штукатурка гипсокартона, ячеистого бетона, армированных бетонных плит, кирпича и дерева.

Применяется такая штукатурка при:

  • реставрационных работах, когда устраняются мелкие дефекты;
  • мелких ремонтах для выравнивания поверхностей;
  • капитальных отделках, когда работа ведется с нуля;
  • в качестве финишного покрытия для выравнивания под затирку губчатой теркой
  • создании декорирующих элементов, арок, рельефов или скульптур.

Нанеся финишное покрытие, сразу приступайте к окраске или укладке керамической плитки, покрытые штукатуркой Волма «Слой» поверхности позволяют это осуществить.

Помните о рекомендациях на упаковке, помещение для работы должно быть сухим с температурным режимом в рамках 5-30 градусов выше нуля.

Заметка: Если Гипсовая штукатурка Волма нанесена в помещениях с повышенной влажностью, то обработайте её защищающими составами. Не допустите прямого контакты воды с гипсом.

Нюансы эксплуатации

Перед нанесением «Аквастандарта» тщательно подготавливают основание. Изначально удаляется покрытие, элементы, подверженные осыпанию, загрязнения (масляные, битумные и т. д.). В противном случае они воспрепятствуют сцеплению.

Усиливает прочность фиксации предварительная обработка основания одним или двумя слоями грунтовочного покрытия той же торговой марки.

Сухой состав разбавляют водой в соотношении 1 кг:0,3 ± 0,05 л. Для однородности массы смесь перемешивают три минуты. Затем ей дают «отдохнуть» примерно пять минут, после чего снова перемешивают. Для этого применяют специальный миксер или дрель с насадкой, у которой скорость не менее 400 об/мин. Пригодным раствор остается примерно два часа.

Соблюдается соотношение сухого вещества и воды. Запрещается использовать другие компоненты для разведения смеси вместо воды.


Грунтовочные смеси
Основные нюансы выполнения штукатурных работ:

  • Раствор наносится металлическим шпателем на заранее подготовленное основание. Слой составляет 0,1 – 0,3 см. Образовавшиеся во время нанесения дефекты устраняются абразивными материалами, но после окончательного высыхания покрытия.
  • Повторное покрытие выполняется после застывания и грунтования первого;
  • Выполняя отделку фасадов, свежеуложенное покрытие предохраняют от осадков, охлаждения, пересыхания три дня. К выполнению работ не приступают при сильном ветре или дожде.

Подготовка стены.

Читайте также:  Поклейка обоев или укладка ламината, что раньше. Что сначала: клеят обои или кладут ламинат Что в начале ламинат или обои

Предварительно обязательно следует подготовить основание к нанесению штукатурки Волма, иначе получите плохой результат.

  1. Удалите пыль и грязь.
  2. Снимите остатки краски и отслоившиеся куски штукатурки.
  3. Выровняйте трещины и сколы.
  4. Проверьте ровность стены уровнем.
  5. При необходимости монтируйте выравнивающие маячковые профили.
  6. Обработайте металлически предметы, являющиеся частью основания, средством против коррозии.

Нанесение гипсовой штукатуркой Волма «Слой» на основания производится ручным способом, используя стандартный набор инструментов:

  • Разноразмерные шпатели.
  • Кельмы из разных материалов.
  •  Правило и сокол.
  • Выравнивающие терки.

В инструкции указано как применять штукатурку Волма с перечисленными инструментами. Разводить сразу много гипсовой смеси не стоит, так как период застывания гипса 20-30 минут. Рассчитывайте какую площадь вы успеете обработать за это время и основываясь на расход штукатурки Волма «Слой» на 1м2 замешивайте раствор.

Составы для внутренних работ

Хотя большинство смесей для отделки фасадов обладают высокими эксплуатационными характеристиками и точно смогут функционировать в более комфортных условиях внутренних помещений, не стоит их бездумно покупать. Во-первых, некоторые виды штукатурки имеют недостаточную паропроницаемость и могут ухудшить микроклимат. Во-вторых и в-главных, стоят они существенно дороже.

От интерьерной штукатурки ждут совсем других результатов, поэтому выбрать ее будет лучше по таким параметрам:

1. Небольшой вес.

Этому требованию вполне отвечают составы на основе извести или гипса. Оба компонента боятся влаги, поэтому их можно использовать только в сухих помещениях. С другой стороны, для деревянных оснований ничего лучше и придумать нельзя.

2. Простота в работе.

Для выполнения этого пункта постарались сами производители, создав уже готовые к нанесению растворы, как правило, на полимерных вяжущих. Стоимость такой штукатурки достаточно высока, но в качестве ремсмеси она показывает себя хорошо.

Едва ли сложнее будет работа с сухими составами – их нужно затворять водой, чтобы получить вязкий штукатурный раствор. Наиболее востребованными в этой категории являются гипсовые смеси. К тому же это ближайшая родственница, а значит, идеальная штукатурка для гипсокартона, позволяющего хорошо сэкономить на черновом выравнивании стен.

3. Минимальный размер зерна.

Если не принимать во внимание декоративную отделку, а рассматривать штукатурку именно как выравнивающую, то мельчайшие фракции заполнителя могут быть и достоинством, и недостатком. Все зависит от состояния поверхности

Читайте также:  Как и чем можно покрасить слайм в домашних условиях

Для стен из кирпича лучше выбрать цементный или известковый состав с добавлением песка, чтобы толстый слой штукатурки смог сразу спрятать глубокие швы и крупные сколы.

Если же предстоит обрабатывать относительно ровную плоскость, с задачей хорошо справится гипсовая штукатурка высокого качества типа Ротбанд или Старатели. Если подобрать такие смеси под финишную отделку, то в большинстве случаев не понадобится даже шпаклевка, а это уже неплохая экономия времени и денег.

Последовательность нанесения.

Выравнивание – набросав состав на стену, его начинают выравнивать широким правилом по маячкам или без них когда стена более-менее ровная). Правило ведут от низа к верху, убирая все излишки и размещая их на углубления.

Подрезка – осуществляется, когда гипсовая структура прихватилась (через час) и приобрела твердость. Схоже с выравниванием правило срезает мелкие неровности на отдельных участках направляя их в оставшиеся углубления. Уже на этом этапе со штукатуркой можно заканчивать если ваша цель декорирование обоями или плиткой. Помните об обработке поверхности грунтовкой, прежде чем приступать к следующему типу работ.

Заглаживание – производится теркой с губчатой плоскостью. Рекомендуется начинать спустя 20 минут после подрезки.Смочив водой основание начинайте водить по нему теркой до образования «молочка».

Вы сразу ощутите, когда оно появится, трение значительно вырастет и водить инструментом станет сложнее. Появившаяся субстанция заполнить микро полости и выровняет выпады.


Глянцевание – финишный этап обработки. Здесь применяется терка с металлической плоскостью. По сути производиться затирание и трамбовка оставшихся дефектов на гипсовой поверхности.

Выдержите полное время высыхания, которое указано в инструкции, оно зависит от температуры и вентилируемости помещения.

Декор на поверхности.

Декорировать можно по-разному, начиная с простой поклейки обоев и заканчивая сложными техниками живописи по сухой штукатурки. Все зависит от ваших предпочтений.

  • Рельеф и фактуру могут задать специальные валики. Так же можно наложить даже рельефный рисунок который можно подобрать на роторе валика.
  • Текстуру еще задают простым шпателем, попеременно надавливая на слабо схватившийся гипсовый раствор. Получается очень красиво.
  • Декоративной штукатуркой можно реализовать многие мечты, имея огромный выбор вариантов.
  • Имея талант художника возьмитесь за кисти и краски, создавайте уникальные и неповторимые узоры.

Важно! Приступая к последующему этапу после нанесения штукатурки, будь то обои или плитка. Обязательно пропитайте поверхность грунтовкой, иначе вся ваша работа пойдет насмарку. Грунтовка повысит сцепляемость поверхностей.

Технические характеристики.

Разведенный состав имеет:

  • прекрасную сцепляемость;
  • отличную паропроницаемость, что влияет на движение воздуха в помещении;
  • экологичность – основу составляет природный гипс;
  • отсутствие усадки.

Наличие в гипсовой штукатурке Волма хороших технических характеристик, положительно сказывается на качестве. Отличительные характеристики:

  • рабочая толщина от 5 до 30 миллиметров;
  • завершение схватывания уже через 3-4 часа;
  • полное застывание за неделю.

Несомненно, каждый заметил, что наносить штукатурку Волма Слоем на стены очень просто, сделать это можно своими руками не прибегаю к услугам ремонтных бригад. Что позволит значительно сэкономить бюджет.

Шпатлевка Волма – Шов

Рубрики :Волма , Шпатлевка

«ВОЛМА-Шов»

– сухая шпаклевочная смесь на основе натурального гипсового вяжущего, модифицированная минеральными и химическими добавками, обеспечивающими высокую адгезию, водоудерживающую способность и оптимальное время работы.

Фасовка: 5 кг, 15 кг, 25 кг

«ВОЛМА-ШОВ» СПЕЦИАЛЬНАЯ ГИПСОВАЯ ШПАКЛЕВКА ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ШВОВ ГКЛ, ГВЛ И ВЫРАВНИВАНИЯ

Область применения:

1. Для заделки швов гипсокартонных и гипсоволокнистых листов с утоненными кромками с использованием армирующей ленты.

2. Для исправления дефектов ГКЛ (ГВЛ), трещин, выбоин.

Читайте также:  Дизайн интерьера кухни площадью 10 кв м (48 фото интерьера)

3. Для выравнивания стен и потолков с неровностями до 5 мм.

«ВОЛМА-Шов» применяется внутри помещений с нормальной влажностью и температурой от +5 до +30ºС.

Основания:

Бетон, кирпич, цементно-известковые и гипсовые штукатурки, гипсовые блоки и плиты, газо- и пенобетон, ГКЛ, ГВЛ.

Подготовка основания:

Основание должно быть сухим, прочным, очищенным от пыли, грязи, масляных пятен и отслоений. Большие неровности устранить. Обработать металлические элементы средством, предотвращающим коррозию. Сильновпитывающие основания обработать грунтовкой «ВОЛМА-Универсал» или «ВОЛМА-Интерьер».

Приготовление раствора:

Сухую смесь высыпать в чистую воду в пропорции 1 кг смеси на 0,6-0,65 л воды и перемешать до состояния однородной массы. Дать отстояться раствору 2-3 минуты. При необходимости добавить смесь или воду для получения нужной консистенции и снова перемешать. Приготовленный раствор использовать в течение 40 минут после приготовления.

Порядок работы:

1. Заделка швов с утоненными кромками.

Перед началом работы убедиться в прочном креплении листов ГКЛ, докрутить выступающие шурупы. Швы обеспылить и обработать грунтовкой «Волма-Универсал».

На стык листов ГКЛ нанести шпателем слой шпаклевки шириной немного больше ширины армирующей ленты и сразу вдавить армирующую ленту в нанесенную шпаклевку, удалить излишки. Далее на затвердевший первый слой нанести второй слой шпаклевки широким шпателем на всю ширину шва.

После высыхания швы отшлифовать при помощи терки со шлифовальной сеткой до получения единой плоскости с листами. Места утопления шурупов необходимо также зашпаклевать и отшлифовать.

2. Заделка швов с обрезными и торцевыми кромками.

До монтажа ГКЛ обрезные и торцевые кромки листов необходимо предварительно подготовить для последующего шпаклевания швов. Для этого необходимо с обрезных и торцевых кромок снять фаску под углом 22,5º на 2/3 толщины листа. Далее шов смонтированных ГКЛ шпаклюется согласно пункту 1.

3. Сплошное шпаклевание.

При сплошном шпаклевании плоских бетонных, гипсовых, оштукатуренных и.т.п. поверхностей первый слой шпаклевки нанести и разровнять с помощью широкого шпателя. Второй, более тонкий выравнивающий слой шпаклевки нанести на уже затвердевший и высохший первый слой.

После высыхания шпаклевки неровности удалить при помощи шлифовального инструмента.

Для подготовки зашпаклеванной поверхности под высококачественную окраску рекомендуется нанести слой финишной шпаклевки «ВОЛМА-Финиш» с последующей обработкой грунтовкой «Волма-Универсал».

Работа с инструментом:

Для работы использовать чистый инструмент и емкости из нержавеющей стали и пластмассы. Загрязненные инструменты и емкости сокращают время использования шпаклевочной смеси. После работы инструмент вымыть водой.

Условия хранения:

Мешки с сухой шпаклевочной смесью «ВОЛМА-Шов» хранить на деревянных поддонах в сухих помещениях. Смесь из поврежденных мешков пересыпать в целые мешки и использовать в первую очередь.

Гарантийный срок хранения в неповрежденной фирменной упаковке 12 месяцев.

Фасовка: 5 кг, 15 кг, 25 кг

Расход штукатурки.

Конечно расход материала зависит от кривизны стены и толщины слоя. Но, по умолчанию из расчёта расхода штукатурки Волма на 1м2 при толщине слоя 1 см, вам понадобится около 7,5 -9 килограмм.

Полагаться и брать это за основу совсем не обязательно, ведь факторов, влияющих на расход может быть множество. Дабы избежать чужих ошибок, потратьте немного времени на форумах про штукатурку Волма где наверняка есть отзывы о работе с ней.

Рекомендация: Гипсовая штукатурка Волма «Слой» покупается с небольшим запасом, такое действие впрок защитит вас от повторного похода в магазин, когда вы столкнетесь с мелкими доработками поверхности.

Мнения профессионалов

О шпаклевке в основном отзываются положительно. Потребители отмечают высокое качество за относительно небольшую сумму. Следующее видео показывает качество выполнимых работ.

На упаковке описан подробный процесс эксплуатации, что выручает во время ремонта. Соблюдая данные рекомендации конечный результат получается основательным и привлекательным.

Производителями указана возможность опустить процесс шпаклевания. Но строители, испытавшие состав на практике, отмечают небольшую зернистость, и советуют не пренебрегать финишкой. Во время работы с потолком и стенными откосами дополнительно накладывается мелкодисперсная смесь.

Положительные характеристике штукатурке дают и мастера по декорированию. Однородность и мягкость смеси делают нанесение простым и обеспечивают быстрое высыхание и надежную фиксацию с основанием.

Другие смеси от производителя.

Штукатурка Волма «Акваслой» — более легкий волокнистый состав с присутствием портландцемента, полимеров и природных компонентов. Как и рассматриваемый нами состав, он предназначен для выравнивания оснований. Уже из названия можно судить о гидрофобности и возможности применения во влажных помещениях. Штукатурка цементная Волма «Акваслой» используется как внутри зданий, так и на их фасадной наружной стороне.

Составы с цементным связующим чаще используют первичным слоем, который служит надежным основанием:

  •  укладки керамической плитки;
  • шпаклевки и декорирования.

Ограничения по покрытию оснований «Акваслоем» практически отсутствуют, это могут быть ячеистые бетоны, армированные ЖБИ изделия, плиты перекрытия, деревянные стены. Цементная штукатурка Волма «Акваслой» фасуется в крафт мешки по 25 кг.

Выводы и сравнения.

Приходя на строительный ранок за отделочными материалами, голова идет кругом от большого разнообразия. Не зная точно, что выбрать, можно запутаться. Самыми популярными штукатурками являются «Кнауф» и «Волма».

Расчетная сетка

Расчетная сетка

Next: Входные сетки Up: Настройка собственных Предыдущий: Настройка собственных Индекс

Различают определение сеток в горизонтальном и вертикальном направлениях. В горизонтальном направлении либо прямолинейная, либо криволинейная или можно использовать неструктурированную сетку. Определение сетки в вертикальном направлении определяется с помощью фиксированного количества слоев таким образом, что оба рельеф дна и свободная поверхность могут быть точно представлены; см. также Рисунок 5.1.

Сначала нам нужно определить размер и направление расчетной области в горизонтальной плоскости. Область интереса должна находиться на расстоянии не менее двух длин волн от границ. Обратите внимание, что если необходимо включить слой губки, вычислительная область должна быть расширена за счет размера этого губчатого слоя. Всегда разумно выбирать оси сетки, максимально совпадающие с доминирующим направлением волны.

Важным аспектом задания расчетной сетки является пространственное разрешение. В принципе, самый энергичный волновые компоненты должны быть точно разрешены на сетке. По сути, мы берем достаточное количество узлов сетки на длина волны, связанная с пиковой энергией волны. Для низких волн, т.е. с характерной высотой волны (либо значительной, либо среднеквадратичной) и (неподвижной) глубины воды достаточно взять 50 ячеек сетки (или 51 точку сетки) на пиковую длину волны. Однако для относительно на высоких волнах лучше брать не менее 100 ячеек сетки на пиковую длину волны. Так что, по крайней мере, нам нужно знать кое-что о типичной глубине воды. и типичный пиковый период. На основе соотношения линейной дисперсии можно найти соответствующую пиковую длину волны.

Пример. У нас есть участок длиной 1500 м вдоль берега и 1200 м поперек берега, из которых самая глубокая часть составляет 20 м. Накладываем волновой спектр на входе при значительной высоте волны 2 м и пиковом периоде 10 с. По закону линейной дисперсии пиковая длина волны составляет около 120 м и . Следовательно, волны не слишком низкие, но и не слишком высокие. Таким образом, для безопасности мы выбираем 100 ячеек сетки на пиковую длину волны, что подразумевает размер сетки 1,2 м. Так как преобладающее направление волны поперек берега, мы можем уменьшить размер сетки вдоль берега, выбрав 3 м. Итак, общее количество сеток ячеек для расчетной области будет 500 1000.

Помните, однако, что волны становятся короче, когда глубина воды уменьшается. Следовательно, для желаемого числа ячеек сетки на Для длины волны разрешение сетки должно быть локально выше. В этом отношении рекомендуется прямоугольная неравномерная сетка. Желаемый количество ячеек сетки для этого случая может быть меньше, чем связанное с пиковой длиной волны. Эмпирическое правило — от 15 до 20 ячеек.

Однако для дальнейшего повышения гибкости в отношении локального уточнения сетки в местах, где это необходимо, либо может применяться подобранная по границе ортогональная криволинейная сетка или неструктурированная треугольная сетка. Такие сетки должны генерироваться извне. Однако пользователю настоятельно рекомендуется определить расчетную область как прямоугольник с одной из осей, совпадающей с доминирующей. направление волны.

Еще один вопрос — выбор количества слоев. Этот выбор в основном зависит от двух типов приложений:

  • конструкции с вертикальным потоком и
  • волновое преобразование.
Если кого-то интересуют структуры вертикального потока, т.е. подводные и стратифицированные течения, затем не менее 10 или возможно, следует принять больше вертикальных слоев. При необходимости можно задать неэквидистантное распределение слоев; см. рисунок 5.1. Толщина слоя , представляющая собой расстояние между двумя последовательными поверхностями слоев, может быть определена относительным образом, т.е. процент глубины воды, аналогичный координатам, или абсолютным образом, т.е. постоянный или фиксированный толщина слоя, выраженная в метрах. Чтобы сумма толщин слоев равнялась глубине воды, по крайней мере один слой должны быть определены относительным образом.
Рисунок 5.1: Определение вертикальной сетки со слоями и интерфейсами +1 слой.
Выбор фиксированных слоев может быть полезен в случае сильного изменения батиметрии. глубины, например, озера с несколькими ямами, чтобы поддерживать относительно высокое вертикальное разрешение вдоль дна.

Что касается волнового преобразования, количество слоев определяется линейной частотной дисперсией. В частности, безразмерная глубина с волновым числом определяет количество слоев. Чем выше значение , тем больше нужны вертикальные слои. Кроме того, точность, с которой фазовая скорость компонентов волны, с угловой частотой, зависит от дискретизации вертикального градиента давления в уравнениях количества движения. Для преобразования волны обычно применяется схема ящика Келлера; см. раздел 5.4.3.

Диапазон применимости модели SWASH к значениям, указывающим на относительную важность линейной дисперсии волн для первичных волн приведены в таблице 5.1. Этот диапазон определяется требованием

Таблица 5.1: Диапазон безразмерной глубины как функция количества слоев в SWASH.
диапазон ошибка
1 0,5 1%
1 2,9 3%
2 7,7 1%
3 16,4 1%

относительная ошибка нормированной скорости волны (= ) не более 1%. Исключением является использование одной вертикальной слой, где относительная ошибка составляет 3%, что приемлемо для многих приложений. Здесь для типичного волнового моделирования достаточно не более трех слоев. Кроме того, предполагается, что слои имеют переменную толщину. и быть равномерно распределенными, что является обычным выбором для моделирования волн. Итак, не используйте фиксированные слои!

Отмечено, что SWASH использует собственное соотношение дисперсии, которое является приближенным к точному линейному соотношению дисперсии, данный

(5.1)

Это приблизительное соотношение получено с использованием схемы ящика Келлера (см. раздел 5.4.3) и зависит от количества равноудаленных слоев. занятых в модели. Линейное дисперсионное соотношение SWASH с использованием одного вертикального слоя, т.е. усредненного по глубине, дано по

(5.2)

, а для двух и трех равноудаленных слоев – по формуле

(5. 3)

и

(5.4)

соответственно. Таким образом, приближенное дисперсионное соотношение согласуется с моделью особенно для относительно высоких частот волн. Это позволит получить более точные результаты. Приблизительное соотношение дисперсии в SWASH: доступно только для одного, двух и трех равноудаленных слоев переменной толщины (т. е. сигма-плоскостей, а не фиксированных слоев). SWASH должен указать это в файле PRINT.

Итак, для первичных волн с достаточно использовать один слой, а необходимо выбрать по крайней мере два равноудаленных слоя, если . Для большинства типичных моделей прибрежных волн может быть достаточно двух слоев. В приведенном выше примере , поэтому одного вертикального слоя будет достаточно.

Однако следует понимать, что для заданного количества слоев относительно высокие гармоники могут распространяться слишком медленно на заданной глубине. Например, при использовании одного слоя SWASH имеет точность до значения 2,9 для первичных волн. Для глубины 20 м (самая глубокая часть в приведенном выше примере) самая короткая волна, которую можно точно смоделировать на этой глубине, имеет частоту 0,18 Гц (минимальный период волны 5,6 с; получено из приближенное соотношение дисперсии выше). Иными словами, для заданного количества слоев и глубины воды существует максимальная частота, выше которой волновая составляющая имеет некорректный вид. быстрота; см. Таблицу 5.2. Это означает, например, что разность фаз между соответствующими гармониками неверна.

Таблица 5.2: Максимальная частота (в Гц) в зависимости от глубины стоячей воды (в м) и количества слоев.
(м) =1 = 2 =3
1 0,82 1,37 2,00
5 0,37 0,61 0,89
10 0,26 0,43 0,63
15 0,21 0,35 0,52
20 0,18 0,31 0,45
25 0,16 0,27 0,40
30 0,15 0,25 0,36
35 0,14 0,23 0,34
40 0,13 0,22 0,32
45 0,12 0,20 0,30
50 0,12 0,19 0,28
100 0,08 0,14 0,20

Это особенно важно, когда преобладают нелинейные эффекты 5. 1 .

В идеале максимальная частота примерно в 1,5-2 раза превышает пиковую частоту на данной глубине. Тогда предполагается, что все вышеперечисленные компоненты эта максимальная частота имеет небольшое количество энергии (здесь предполагаемая форма спектра – форма Jonswap). Как следствие, разность фаз между 9Таким образом, 0045 репрезентативных волновых компонентов, включая относительно короткие волны, хорошо контролируются. в модели.

В приведенном выше примере пиковая частота на границе волновода составляет 0,1 Гц, а глубина составляет 20 м. Требуемый максимум частота должна быть не менее 0,15 Гц или предпочтительно выше. Таким образом, использование одного слоя было бы критическим при распространении коротких волн. с частотами выше 0,18 Гц необходимо точно моделировать.


Следующий: Входные сетки Up: Настройка собственных Previous: Настройка собственных Индекс

Команда SWASH 01. 09.2022

Rogue Wave Views Maps Package API Справочное руководство

Управляет видимостью слоя в соответствии с масштабом. Подробнее…

#include

Список всех участников.

Функции открытого члена

  IlvScaleVisibilityFilter (IlDouble minScale, IlDouble maxScale)
  Инициализирует объект IlvScaleVisibilityFilter .
IlDouble getMaxScale () const
  Возвращает максимальный масштаб, при котором слой виден.
IlDouble getMinScale () const
  Возвращает минимальный масштаб, при котором слой виден.
void setMaxScale (IlDouble maxScale)
  Устанавливает максимальный масштаб, при котором слой виден.
void  setMinScale (IlDouble minScale)
  Устанавливает минимальный масштаб, при котором слой виден.

Статические общедоступные функции-члены

статический IlDouble  NoLimit ()
  Значение, означающее, что предел шкалы не определен.

Подробное описание

Управляет видимостью слоя в соответствии с масштабом.

Фильтр видимости масштаба позволяет сделать слой видимым между минимальным и максимальным масштабом. Оба предельных масштаба могут иметь значение IlvScaleVisibilityFilter::NoLimit() , если слой должен быть видимым для любого масштаба, меньшего минимального масштаба (это может иметь место для слоев, содержащих картографические данные с низким разрешением), или, наоборот, для любого масштаб больше, чем максимальный масштаб (это может иметь место для слоев, содержащих картографические данные высокого разрешения). Библиотека: ilvmaps


Документация по конструктору и деструктору

IlvScaleVisibilityFilter::IlvScaleVisibilityFilter ( ИльДвойной минМасштаб ,
ИльДвойной maxScale  
)

Инициализирует объект IlvScaleVisibilityFilter .

Слой будет виден, если его масштаб находится между minScale и maxScale .

Параметры:
minScale   Минимальный масштаб, при котором будет виден слой (например, 1/100000). Если минимальный масштаб не требуется, необходимо передать значение IlvScaleVisibilityFilter::NoLimit() .
maxScale   Максимальный масштаб, при котором будет виден слой (например, 1/20000). Если максимальный масштаб не требуется, необходимо передать значение IlvScaleVisibilityFilter::NoLimit() .
0039 (  )  константа

Возвращает максимальный масштаб, при котором слой виден.

Возвраты:
Максимальный масштаб.

IlDouble IlvScaleVisibilityFilter::getMinScale (  )  константа

Возвращает минимальный масштаб, при котором слой виден.

Возвраты:
Минимальный масштаб.

недействительным IlvScaleVisibilityFilter::setMaxScale ( ИльДвойной максМасштаб  ) 

Устанавливает максимальный масштаб, при котором слой виден.

Параметры:
maxScale   Максимальный масштаб.

недействительным IlvScaleVisibilityFilter::setMinScale ( ИльДвойной минШкала  ) 

Устанавливает минимальный масштаб, при котором слой виден.

Параметры:
minScale   Минимальный масштаб.

© Rogue Wave Software, Inc., 2012. Все права защищены.
Rogue Wave — зарегистрированная торговая марка Rogue Wave Software, Inc. в США и других странах. Все остальные товарные знаки являются собственностью их соответствующих владельцев.

Возникновение волн ионного комплексообразования на искривленных границах раздела слоистых минералов

Возникновение волн ионного комплексообразования на искривленных границах раздела слоистых минералов

Скачать PDF

Скачать PDF

  • Артикул
  • Открытый доступ
  • Опубликовано:
  • Майкл Л. Уиттакер ОРЦИД: orcid.org/0000-0002-9724-3409 1,2 ,
  • Дэвид Рен ORCID: orcid.org/0000-0002-7406-7377 3 ,
  • Колин Офус ORCID: orcid.org/0000-0003-2348-8558 4 ,
  • Юган Чжан ORCID: orcid. org/0000-0002-7832-1475 5 ,
  • Лора Уоллер ORCID: orcid.org/0000-0003-1243-2356 3 ,
  • Бенджамин Гилберт ORCID: orcid.org/0000-0003-0853-0826 1,2 и
  • Джиллиан Ф. Бэнфилд ORCID: orcid.org/0000-0001-8203-8771 1,2  

Связь с природой том 13 , Номер статьи: 3382 (2022) Процитировать эту статью

  • 1517 доступов

  • 1 Цитаты

  • 6 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Предметы

  • Коллоиды
  • Геохимия

Abstract

Визуализация гидратированных интерфейсов вызывает широкий интерес в физических науках и особенно остро нуждается в слоистых минералах, свойства которых определяются структурой двойного электрического слоя (EDS), где встречаются минерал и раствор. Здесь мы показываем, что криоэлектронная микроскопия и томография позволяют напрямую визуализировать EDL на границах раздела монтмориллонита в одновалентных электролитах с ангстремным разрешением в микронных масштабах. Основанный на обучении метод реконструкции многократного рассеяния для криоэлектронной томографии выявляет ионы, связанные асимметрично на противоположных сторонах изогнутых расслоенных слоев. В криоэлектронной микроскопии мы наблюдаем сохраняющуюся асимметрию плотности ионов по стопкам взаимодействующих слоев, которая связана с конфигурациями внутри- и внешнесферных комплексов ион-вода-минерал, которые мы называем волнами комплексообразования. Когерентное рассеяние рентгеновских лучей подтверждает, что волны комплексообразования распространяются при комнатной температуре за счет конкуренции между дегидратацией ионов и взаимодействиями зарядов, которые связаны на противоположных сторонах слоя, управляя динамическими переходами между состояниями стопки и агрегации посредством расслоения слоя.

Введение

Слоистые минералы контролируют перенос углерода, воды, питательных веществ и критических элементов в литосфере 1,2,3,4,5,6 , смазывают разломы 7,8,9 и способствуют образованию облаков 10 посредством взаимодействия между заряженными, гидратированными интерфейсами 11 . Следовательно, межмолекулярные силы, которые контролируют распределение ионов и воды на границе минерал-вода, были широко исследованы 12,13,14,15,16 посредством измерения падения потенциала на границе раздела 17 , изменения ориентации и плотности молекул воды 18,19,20 и упорядочения воды и противоионов 21,22,23,24,25 . Модели двойного электрического слоя (EDL), составляющие основу теории Дерягина Ландау-Вервея-Овербека (DLVO), точно описывают поверхности слюды в моновалентном (например, Li + , Na + , K + ) электролите 26 , но обеспечивают неполное описание 27 свойств глинистых минералов, таких как давление набухания 28 . Расхождения между измеренными и смоделированными свойствами объемных и глинистых границ раздела объясняются различиями в молекулярной структуре 29 или силами, не связанными с DLVO 30 , но геометрические и динамические факторы также могут играть значительную роль.

Теории набухания в слоистых минеральных системах основывались на предположении, что слои имеют геометрию, соответствующую приближению Дерягина, которое сводит эффективную силу между двумя телами к взаимодействию между плоскостями. Это, казалось бы, логичный выбор для слоистых минералов, который, как было показано, применим в ограниченных случаях 9.0256 28 . Однако изображения полностью гидратированных полидисперсных слоистых минеральных суспензий показывают, что стопки слоев могут набухать 31,32 , расслаиваться 33 , изгибаться 34 , агрегировать 35 и принимать микроструктуры, для которых приближение Дерягина может не выполняться. . Эти структуры часто характеризуются как стекла или гели 36,37 и не проявляют равновесного макроскопического поведения 38,39,40,41 вода и электролит на границах раздела, которые со временем меняются.

Изображения распределения электролитов, где встречаются жидкости и твердые вещества, что является самым сильным ограничением для теорий гидратированных границ раздела, остаются труднодостижимыми из-за проблемы одновременного отображения твердого и жидкого состояния с высоким разрешением. Таким образом, прямой экспериментальной связи между микроструктурой минеральных слоев и распределением ионов вокруг них не установлено. Здесь мы показываем с помощью криоэлектронной микроскопии (криоЭМ), что на межфазное распределение электролита сильно влияет топология отслоившихся слоев и неразрывно связано с взаимодействием между соседними слоями. Использование алгоритма реконструкции на основе обучения 42 для криоэлектронной томографии (криоЭТ) мы определяем среднюю плотность ионов на границах раздела монтмориллонита (Mt) и показываем, что она сильно зависит от кривизны. Стопки искривленных слоев, или тактоидов, агрегировали и расслаивались с лавинообразной динамикой в ​​рентгеновской фотонной корреляционной спектроскопии (XPCS), что является прямым результатом связи между топологией слоя и (пере)распределением ионов среди взаимодействующих EDL в общий случай, когда поверхность раздела минералов не находится в равновесии.

Результаты и обсуждение

Мы обнаружили, что динамика слоев в суспензиях монтмориллонита (Mt) в условиях низкого электролита в значительной степени согласуется с теорией DLVO и обеспечивает точку отсчета для понимания качественно нового поведения, которое возникает при повышенных концентрациях электролита. Структурная динамика суспензий Li-Mt, Na-Mt и K-Mt исследовалась in situ с использованием двухвременной корреляционной функции χ( q , t 1 , t 1 , t 2 ) интенсивности когерентного рассеяния от XPCS (рис. 1). Все системы показали корреляции интенсивности рассеяния (χ > 1) между двумя разными временами измерения, t 1 и t 2 , при векторах рассеяния q , что соответствует примерно 50–250 нм распределению размеров слоев Mt. Коррелированное движение слоев, разделенных 1–200 нм раствора (рис. S1–2), является явным признаком того, что электролит связывает их движение на расстояниях, сравнимых с размерами самих слоев. Однако слои взаимодействовали и перемещались по-разному в зависимости от концентрации и идентичности электролита при одинаковой объемной доле минерала (в данном случае примерно 2%), обнаруживая новые межфазные явления, которые в конечном итоге контролируют поведение минерала при набухании.

Рис.1: Структурная эволюция гидратированного Mt

a XPCS двукратная корреляция Na-Mt в сверхчистой воде. b Статическое рассеяние рентгеновских лучей и c схема выравнивания директора нематика. d Двукратная корреляция Na-Mt в 1 М хлориде натрия. e Статическое рассеяние рентгеновских лучей и f схема тактоидных лавинных переходов. г г 2 из двукратных данных в ( a ) и ( ч ) подгонка времени релаксации с использованием уравнения. С5. i Линейная зависимость между энергией гидратации на молекулу воды для Li, Na и K 44 и log 10 диффузионного коэффициента, определенного по графикам релаксации, таким как ( ч ) в 1 M электролите.

Изображение в натуральную величину

Na-Mt, взвешенные в сверхчистой воде, демонстрируют структурные корреляции, которые неуклонно возрастают с течением времени (χ → 1,2), как показано на рис. 1а для случая q  = 0,0025 Å -1 (250 нм, полный диапазон q на рис. S4). Статическое рассеяние рентгеновских лучей in situ (рис. 1b) подтвердило, что средняя микроструктура этой суспензии является нематической, с плоскими, параллельными слоями, разделенными средним межслоевым расстоянием d  = 58 нм вдоль поля директора нематика ( стрелка, рис. 1б). Длина экранирования Дебая, κ −1 , характерное расстояние, на котором уменьшается поверхностный потенциал ψ, также составляет приблизительно 58 нм в этих условиях. 1 определяется фоновой концентрацией электролита, которая в нашем случае задается пределом растворимости 33 аморфного кремнезема (вспомогательная информация). Таким образом, нематическая структура Na-Mt поддерживается за счет отталкивания перекрывающихся ДЭС, обычно наблюдаемого явления в глинистых суспензиях 43 , которое количественно предсказывается теорией ДЛФО (рис.  S1–2) и подтверждает справедливость приближения Дерягина в этот режим.

Мы обнаружили, что нематические слои практически не имеют подвижности на расстояниях ниже 58 нм, как определено по временам релаксации, извлеченным из однократной автокорреляционной функции, g 2 ( q , t ), производное от χ( q , t 1 , t 2 ) (рис. 1g, h, дополнительная информация). Таким образом, постепенно замедляющаяся динамика на рис. 1а соответствует постепенному выравниванию поля директора нематика (рис. 1в) для слоев с коэффициентами трансляционной диффузии, D , 1,7 × 10 3  Å −2   с − 1 (рис. 1h, рис. S3–4) выше расстояния 58 нм и практически нулевой на меньших межслоевых расстояниях, где отталкивание ДЭС ограничивает движение слоя. Мы называем это состояние нематическим стеклом, потому что его структура упорядочена вдоль одной оси, а взаимодействия между слоями преимущественно отталкивающие. Поскольку в этих условиях энергия отталкивания EDL относительно мала (дополнительная информация), акта перемещения капилляра образца на пути луча достаточно, чтобы разрушить нематическую структуру и вызвать медленную релаксацию к нематическому порядку (рис. 1c)

Статическое рассеяние рентгеновских лучей in situ подтверждает, что тактоиды, стопки из нескольких слоев со средним расстоянием между слоями d  = 1,9 нм, являются преобладающей структурной единицей для Na-Mt в 1 M NaCl (рис. 1e). Это согласуется с возрастающей ролью притягивающих ван-дер-ваальсовых взаимодействий 32 при повышенных концентрациях электролита, поскольку увеличение концентрации электролита снижает κ -1 и, следовательно, ψ, уменьшая силу отталкивающих осмотических взаимодействий. Динамика частиц для этих тактоидов заметно отличается от нематического стекла. Чередование коррелированных и некоррелированных состояний, которые проявляются в виде локальных экстремумов в χ(t 1 ) для постоянных q и t 2 , наблюдаются в этих условиях (рис. 1г). Средние коэффициенты диффузии тактоидов в 2,5 раза выше, чем у отдельных слоев нематика (4,3 × 10 3  Å -2   с -1 , рис. пятикратно большая масса. Кроме того, движение тактоидов не тормозится на малых расстояниях (рис. S7), что соответствует минимальному отталкиванию EDL между тактоидами. Это динамическое поведение согласуется с частицами, которые намного более подвижны, чем в нематических стеклах. Однако это очень удивительно, учитывая, что эти условия находятся в пределах коагулированной или флоккулированной области опубликованных фазовых диаграмм Mt 43 , где ожидается, что слои будут кинетически ограничены в гораздо большей степени, чем нематическое стекло. Мы обнаружили, что степень, в которой динамика Mt кажется задержанной, сильно зависит от масштаба, в котором они исследуются, и в основном контролируется связыванием катионов на границе раздела минералов.

Мы обнаружили, что динамика суспензии сильно различалась в зависимости от идентичности катионов, что расходится с ожиданиями, основанными на измерениях распределения одновалентных ионов на поверхности слюды 26 . Коэффициенты диффузии тактоидов (рис. S4–9) экспоненциально возрастают с энергией гидратации катиона 44 ( ΔG ч ) в порядке K > Na > Li (рис. 1i). Это убедительно свидетельствует о том, что ионная (де)гидратация является доминирующим регулятором межфазных взаимодействий. Примечательно, что ионная (де)гидратация влияет на поведение минеральных слоев в масштабах длины, на четыре порядка превышающих масштаб самого гидратационного взаимодействия. Таким образом, энергия гидратации катиона должна сильно влиять на заряд поверхности минерала и, следовательно, на ψ (дополнительная информация), которая влияет на подвижность слоев. Когда энергия гидратации сравнима с падением потенциала слоя Штерна поперек плоскости ионов, связанных с поверхностью минерала (дополнительная информация), колебания химического состава раствора или топологии поверхности (например, кривизна) могут привести к динамическим (де ) увлажнение. В результате тактоиды динамически колеблются между «взаимодействующими» и «диффузионными» состояниями, которые становятся более или менее коррелированными по размеру пучка 10 × 10 мкм со скоростью, которая зависит от энергии гидратации катионов. Другими словами, тактоидные агрегаты динамически собираются и растворяются.

Чтобы понять эти замечательные различия в поведении, которые, по-видимому, вызваны гидратацией катионов на границах раздела, мы получили прямые доказательства распределения ионов на границах раздела слоев Na-Mt и тактоидов с помощью низкодозовой криоэлектронной микроскопии (криоЭМ) ( Рис. 2). Мы продемонстрировали, что впервые можно напрямую визуализировать ионы во внутренних и внешних местах связывания сфер на поверхности гидратированных минералов, визуализируя почти нулевую дефокусировку, тем самым максимально увеличивая разрешение и используя энергетический фильтр для повышения контраста поглощения от ориентированных кристаллических слоев. вдоль оси пучка (рис. 2). Анионы исключены из межслоевого пространства кристаллогидратных тактоидов, в которых слои разделены менее чем на 2 нм 45 , упрощая интерпретацию контраста криоЭМ изображений, позволяя учитывать вклад только минералов и ионов натрия. Эти данные показывают различия в связывании на внешней и внутренней поверхностях тактоидов и предполагают связь между кривизной, гидратацией и комплексообразованием ионов, что приводит к асимметричному заряду слоя на выпуклой и вогнутой сторонах.

Рис. 2: Крио-ЭМ структура Na-Mt и водного межфазного раствора.

a Na-Mt тактоид с четырьмя слоями, каждый из которых разделен 19Å (масштабная линейка соответствует 20 нм). b Контрастный профиль, встроенный вдоль коробки в ( a ). c Слой 1 увеличен. d Слой 2 увеличен. e Область шириной в две элементарные ячейки из слоя 1, показывающая границу раздела с водным раствором (масштабная линейка соответствует 5 Å). f Средняя элементарная ячейка, продублирована для сравнения с ( e ). г Контрастный профиль по нормали к слою 1, показывающий расстояния до минимумов локального контраста относительно средней плоскости слоя и предложенную структурную модель Mt и прилегающей структуры электролита. h Область шириной в две элементарные ячейки из слоя 2. i Средняя элементарная ячейка, продублирована для ясности. j Контрастный профиль, перпендикулярный слою 2, со структурной моделью Mt и смежной структурой противоиона.

Полноразмерное изображение

Мы фокусируемся на двух из четырех слоев репрезентативного тактоида, обозначенных 1 (рис. 2c) и 2 (рис. 2d). Этот тактоид изогнут внутри и вне плоскости изображения, при этом вогнутая сторона ориентирована вниз, а выпуклая сторона вверху. Решетчатые пики в преобразовании Фурье областей ниже, но не выше тактоида подтверждают его изогнутую геометрию (рис. S11). На внешней, выпуклой стороне тактоида (рис. 2а, верхняя часть слоя 1) мы наблюдаем локальный контраст на расстоянии 6,4 Å от средней плоскости слоя, соответствующий ионам натрия, связанным в виде внешнесферных комплексов с водой (рис. 2д–ж). ). Наблюдение двух высококонтрастных плоскостей при 11,1 Å и 14,4 Å согласуется с атомистическим моделированием, предсказывающим наличие структурированных диффузных слоев, содержащих смесь ионов натрия и хлорида, на границе Mt 46,47 . На внутренней, вогнутой стороне слоя 1 межслоевые ионы натрия образовывали в основном внутрисферные комплексы в фиксированных положениях на расстоянии 5,0 Å от средней плоскости слоя (рис. 2e–g).

Удивительно, но асимметричное связывание противоионов сохраняется по всему тактоиду. Выпуклая сторона слоя 2 показывает преимущественно внутреннее связывание, тогда как вогнутая сторона показывает смешанное внутреннее и внешнее связывание (рис. 2h–j). Эта поляризация сохраняется во всех слоях стека (рис. 2b). Наблюдение асимметричного комплексообразования противоионов на внутренней и внешней сторонах тактоида Mt, насколько нам известно, не изучалось с помощью предшествующих экспериментов или моделирования. Мы называем это явление «волной комплексообразования», потому что комплексы гидратированных ионов внутренней и внешней сфер распространяются по тактоиду с одинаковой периодичностью.

Модель трехслойной адсорбции Грэхема (дополнительная информация) фиксирует влияние кривизны H на связывание ионов при явном учете свободной энергии изгиба 48 , ΔG b ( ) и свободная энергия гидратации ионов в дополнение к электростатическим силам. Изгиб создает локально изменяющийся электростатический потенциал, который изменяет силу электростатических взаимодействий по сравнению с плоским электростатическим потенциалом (ψ), эффективно действуя как коэффициент минеральной активности. Минеральная активность меняется при изгибе, потому что 9{{{{{{\rm{\beta}}}}}}\left(e\psi -{\triangle G}_{h}-\triangle {G}_{b}(H)\right)} }$$

(1)

где a — активность воды, e — заряд элемента, а β = −1/ кТ . Поскольку ψ в основе своей является осмотическим потенциалом, а минералы и электролиты являются осмолитами, это выражение для α дает количественную оценку присущей осмотической связи между объемным раствором0669 ) и минеральное (ψ, ΔG b ( H )). Уравнение 1 трансцендентно, потому что ψ и G b ( H ) также зависят от \(\alpha\), и это имеет важные физические разветвления: волны комплексообразования формируются, потому что ионы могут находиться в нескольких конфигурациях связывания с эквивалентными энергии в зависимости от локальной степени искривления. Точно так же изменения в H также могут быть вызваны локальными изменениями концентрации электролита, которые изменяют пропорции комплексообразования внутренней и внешней сфер. Именно эта нелинейная связь между раствором и поверхностью является причиной того, что приближение Дерягина не работает для набухающих глин. По аналогии с уравнением Пуассона-Больцмана, используемым для нахождения ψ для плоских слоев, уравнение. 1 можно решить графически или численно (рис. S14–17).

Несмотря на возможность прямой интерпретации тонких электронно-оптических срезов образца с помощью изображений с фильтрацией энергии вблизи нулевой расфокусировки, остается неясность в отношении приписывания трехмерной (3D) волновой структуры комплексообразования двумерному (2D) проекционному изображению. . Чтобы подтвердить наблюдение асимметричного комплексообразования ионов и описать его влияние на микроструктуру суспензии в больших масштабах, мы применили криоэлектронную томографию (криоЭТ) к суспензиям Li-Mt и подтвердили эти наблюдения с помощью моделирования криоЭТ (рис.  S11–13). ).

Распределение минералов и электролитов было разрешено с беспрецедентной трехмерной детализацией путем реализации алгоритма реконструкции на основе обучения 42 , который учитывает множественное рассеяние электронов на изображениях с низкой дозой облучения, полученных при нескольких значениях расфокусировки при каждом угле наклона. Это позволило восстановить как амплитуду, так и фазу волны выхода электронов в трех измерениях, выявив межфазные структуры в тысячах минеральных слоев с самым высоким изотропным разрешением в реальном пространстве из единичных криозамороженных образцов, о которых сообщалось на сегодняшний день, 3,64. Å, более 1,02 мкм × 0,79мкм × 0,36 мкм поле зрения (рис. 3).

Рис. 3: Суспензии Li-Mt при криоЭТ.

Изоповерхности слоев Li-Mt в 0,1 M ( a ) и 0,75 M ( d ) хлорида лития. b , e Подобъемы из ( a ) и ( d ), показывающие стопки осмотических гидратов. Сравнение структурных факторов по рассеянию рентгеновских лучей и криоЭТ в 0,1 M ( c ) и 0,75 M ( f ), показывающее большее среднее расстояние между слоями и большую толщину слоя при более низкой концентрации электролита.

Увеличить

При объемной доле минерала 2 % и концентрациях электролита C = 0,1 M и 0,75 M суспензии Li-Mt состоят из смесей расслоенных слоев и штабелированных тактоидов, разделенных раствором электролита (рис. 3а, г). Все слои Mt изогнуты, несмотря на то, что их химический состав симметричен относительно средней плоскости слоя и не проявляет спонтанной кривизны (например, нематические микроструктуры на рис. 1b). Мы обнаруживаем, что степень кривизны различается между двумя концентрациями электролита (рис. 3b, e), что согласуется с различными профилями комплексообразования противоионов (т. Е. Распределением заряда) на противоположных сторонах, ожидаемыми из уравнения. 1.

Радиальное интегрирование амплитуды криоЭТ-преобразования Фурье прямо сравнимо с рентгеновским структурным фактором (рис. 3в, е). Однако разница заключается в том, что и фаза, и амплитуда данных криоЭТ известны благодаря тому, что данные сначала регистрируются в реальном пространстве, что позволяет нам однозначно интерпретировать пики структурного фактора. Например, пик структурного фактора криоЭТ между векторами рассеяния q = 0,50–0,57 Å −1 (рис. 1в, е) соответствует средней толщине слоя, \(\left\langle t\right\rangle \), который включает алюмосиликатный слой и гидратированные противоионы лития на границе раздела, но не объемный электролит. Толщина отслоившегося слоя составляет 12,6 +1,7/–1,8 Å в 0,1 М хлориде лития и 11,0 Å +1,0/–1,9в 0,75 М хлорида лития. Более толстые слои при низкой концентрации электролита, таким образом, указывают на большую долю полностью гидратированных ионов лития, которые располагаются дальше от срединной плоскости слоя, в то время как, наоборот, более тонкие слои при повышенной концентрации электролита являются прямым свидетельством более высокой доли ионов лития, которые образуют внутренние слои. сферические комплексы с минеральным интерфейсом. Это соответствует ожиданиям уравнения. 1, который предсказывает, что более высокая концентрация электролита смещает равновесие комплексообразования в сторону частично обезвоженных комплексов внутренней сферы.

Структура EDL в реальном пространстве и ее зависимость от кривизны были сначала количественно определены путем извлечения и усреднения реконструированных величин поглощения, перпендикулярных поверхности слоев Mt. Репрезентативные расслоенные слои Mt с низкой и средней кривизной (рис. 4a, b) сравниваются со слоями Mt, демонстрирующими более высокую кривизну в осмотическом гидрате (рис. 4c). Статистический анализ профилей поглощения от 5,3 × 10 4 до 1,3 × 10 5 , взятых перпендикулярно слоям в каждом вокселе срединной плоскости, выявил особенности ниже номинального разрешения вокселя (рис. 4d–f), по аналогии с обычной практикой усреднение частиц или субтомограмм в криоЭМ биологических макромолекул 49 . Полученные усредненные профили плотности ионов отражают некоторые ожидаемые аспекты моделей EDL слоистых силикатов. Например, область низкого поглощения простирается примерно на 5 нанометров от средней плоскости слоя (рис. 4d–f) и возникает из-за структурированной воды и богатой катионами межфазной структуры 47 и истощения ионов хлорида, которые отталкиваются от отрицательно заряженный минерал. Таким образом, профили поглощения, начинающиеся от средней плоскости слоя и перемещающиеся в объемный раствор, можно объяснить преобладающим вкладом минералов, лития и хлора соответственно.

Рис. 4: Влияние кривизны слоя на профили плотности ионов монтмориллонита-электролита в 0,1 M хлорида лития.

a Однослойный эксфолиированный слой с малой кривизной. b Однослойный со средней кривизной. c Сильно изогнутый слой в стопке осмотических гидратов. Окрашено в соответствии с локальной кривизной H (дополнительная информация). d Средние профили плотности ионов в пределах 20 нм от выпуклой и вогнутой сторон слоя малой кривизны. Затенение указывает на процентиль наблюдений, составленный из 128 180 отдельных профилей (т. е. «10%» включает 10% точек с наименьшим поглощением на каждом расстоянии). e Профиль плотности ионов из слоя промежуточной кривизны. f Средние профили плотности ионов между сложенными слоями (обратите внимание на разницу в масштабе). g Неотрицательная матричная факторизация (NNMF) всех профилей поглощения в ( d ), показывающая первые два фактора, f 1 (Mt) и f 2 (Li). h Возрастающая асимметрия f 2 в профиле NNMF криволинейного слоя в ( b ). i Высокоасимметричный NNMF f 2 для изогнутого многослойного слоя.

Изображение в натуральную величину

Однако, в отличие от существующих моделей, профили плотности ионов в реальном пространстве подтверждают важную роль кривизны слоя в модуляции межфазного распределения ионов. По сравнению со слоем малой кривизны (рис. 4г) оба слоя большой кривизны демонстрируют асимметрию в области обеднения анионами, непосредственно прилегающей к поверхности минерала, и в распределении анионов на расстоянии до 15 нм от минерала (рис. 4д, е). Таким образом, вогнутость секвестрирует противоионы на значительных расстояниях вблизи отслоившихся слоев. Этот сдвиг в распределении плотности анионов коррелирует с увеличением содержания лития на поверхности, что, как мы показываем, связано с усилением комплексообразования катионов и сопутствующим снижением поверхностного заряда.

Чтобы выделить перекрывающиеся вклады в измеренные профили поглощения, мы также применили неотрицательную матричную факторизацию (NNMF) ко всем профилям для данного слоя. Комплексообразование ионов лития на границе раздела минералов было количественно определено по второму из двух факторов NNMF (рис. 4g-i). Первый фактор учитывает поглощение самого слоя и внутрисферное комплексообразование гидратированного лития с полной шириной на полувысоте (FWHM) на расстоянии 4,2 Å от средней плоскости 13 . Второй фактор согласуется с внешнесферным комплексообразованием частично обезвоженного слоя на расстоянии 5,8 Å от срединной плоскости. Этот результат подтверждает интерпретацию обратного пространства структурного фактора криоЭТ на рис. 3c, f, в которой две различные конфигурации связывания с переменными концентрациями вносят вклад в изменение толщины слоя с концентрацией электролита.

Мы наблюдаем, что внешнесферное комплексообразование лития в f 2 распределено асимметрично, с большей концентрацией на выпуклой стороне по сравнению с вогнутой. Из-за сильного поглощения слоев вклады комплексов лития внутренней сферы не могли быть непосредственно определены количественно. Однако асимметричное комплексообразование внешней сферы увеличивается с увеличением кривизны (рис. 2g–i), что ясно демонстрирует, что состояния комплексообразования как внутренней, так и внешней сферы сосуществуют и что их относительные пропорции зависят от кривизны слоя. Дифференциальный заряд на противоположных сторонах слоя из-за волн комплексообразования влияет на межслойные силы, но также зависит от идентичности и концентрации объемного электролита; волны комплексообразования поддерживаются на изолированных слоях, когда EDL отталкиваются, но соединяются через тактоиды, когда взаимодополняющие выпуклые и вогнутые стороны соседних слоев притягиваются.

Вместе эти результаты показывают, что волны комплексообразования появляются в широком диапазоне условий в слоистых минеральных системах, которые возникают в результате обмена упругой, электростатической энергией и энергией гидратации, когда ионы отделяются от объема электролита, образуют комплексы с минеральным слоем и вызывают его образование. сгибать. Предыдущие наблюдения за деламинацией и повторной укладкой во время ионного обмена Na + /K + 33 показали, что динамическая перестройка тактоидов смектита связана с интеркаляцией ионов. Здесь мы показываем, что тактоидная агрегация, расслоение и переупаковка также происходят в гомоионных растворах и возникают в результате распространения волн комплексообразования. Коэффициенты диффузии слоев по крайней мере на 10 порядков меньше, чем у ионов или воды. Резкие переходы между агрегированными и растворенными структурами происходят, когда требуется (относительно медленное) изгибание слоя для разрешения осмотического градиента, возникающего в результате (относительно быстрого) накопления электролита вблизи временно искривленной поверхности раздела.

Лавинные переходы, такие как переходы между агрегированными тактоидами, возникают, когда нелинейная динамика генерирует непропорционально большие отклики от небольших возмущений 50 . Удивительное наблюдение, что динамика тактоидов на масштабах длин в сотни нанометров контролируется энергией гидратации катиона, подтверждает, что поверхностное комплексообразование представляет собой небольшое возмущение, которое благодаря коллективному взаимодействию соседних комплексов и их влиянию на кривизну слоя создает непропорционально большое реакция через взаимодействие слоев по всей подвеске. Эти переходы являются результатом нарушения приближения Дерягина, так что геометрия слоев и конфигурации связывания не находятся в глобальном равновесии, а обнаруживают локальный минимум энергии вблизи тепловой энергии.

Мы ожидаем, что волны комплексообразования, которые в основном возникают в результате нарушения межфазной симметрии, являются общим явлением на искривленных границах раздела, которые связывают межфазную деформацию и распределение заряда. Беспрецедентное понимание поведения слоистых минералов подтверждает, что криоЭТ и криоЭМ открывают новое окно в структуру гидратированных границ раздела, что необходимо для количественной интерпретации водных явлений на границе раздела, лежащих в основе множества геохимических процессов.

Методы

Материалы

Монтмориллонит штата Вайоминг (SWy-3), полученный из репозитория исходных глин Общества глинистых минералов (http://www.clays.org/sourceclays_data.html), использовался на протяжении всего исследования. Водные растворы хлорида лития, хлорида натрия, хлорида калия готовили из солей ХЧ и использовали для гомоионизации глины по стандартным методикам 1 .

CryoET/cryoEM

Суспензии Li-Mt и Na-Mt с концентрацией минералов 5 мг/мл наносили в виде аликвот по 3 мкл на сетчатые углеродные медные сетки размером 200 меш (Electron Microscopy Sciences), которые подвергали тлеющему разряду в воздушная плазма на 15 секунд. Избыток раствора удаляли автоматическим блоттингом (1 блот в течение 10 с, сила блотинга 10 при 95% относительной влажности) перед погружением в жидкий этан с использованием автоматизированной системы витрификации (FEI Vitrobot). Визуализация была выполнена с помощью ПЭМ Titan Krios, работающего на 300 кВ, оснащенного энергетическим фильтром BIO Quantum. Изображения были записаны на камеру прямого детектирования электронов Gatan K3 с размером пикселя 0,91 Å/пиксель в режиме сверхразрешения для криоЭТ и 0,75 Å/пиксель для криоЭМ. Визуализация проводилась в криогенных условиях с использованием низкой дозы электронов 121 e 2 для криоЭМ изображений и 1100 e 2 для криоЭТ. Фильмы с фракционированием дозы с общей дозой 3 e / Å 2 были получены при углах наклона в диапазоне от ± 60 ° с шагом 1 ° и значениях расфокусировки -75, -200 и -550 нм при каждом наклоне. угла в дозосимметричной схеме, начиная с 0° и расфокусировки 0 нм с использованием пользовательского скрипта в программном обеспечении SerialEM.

Реконструкция CryoET

Фильмы с фракционированием дозы были скорректированы по усилению и выровнены в RELION3.0 и суммированы для формирования изображений интенсивности. Интенсивность изображений была нормализована, разрешение Фурье уменьшено до 3,64 Å/пиксель, предварительно выровнено с использованием собственного кода, написанного в MATLAB, и выравнивание было уточнено с помощью IMOD. Томографическая реконструкция выполнялась многократно с использованием метода, разработанного Ren et al. 2 . для моделирования контраста HRTEM от многократно рассеивающих образцов. Мы использовали специально реализованную библиотеку Python, которая поддерживает вычисления на графическом процессоре (https://github.com/yhren1993/PhaseContrastTomographySolver), чтобы выполнить реконструкцию высокопроизводительных вычислительных кластеров Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли распределенным способом. Окончательная реконструкция имела изотропный размер вокселя 3,64 Å.

Сегментация криоЭТ

Пластины глины в реконструированных объемах поглощения криоЭТ были сегментированы с использованием пользовательских кодов, написанных в Matlab. Цель состояла в том, чтобы свести воксели, соответствующие слоям глины, к набору «листов», которые были определены как облако точек, представляющих 2D-лист, встроенный в 3D-пространство, каждый со связанным вектором, представляющим нормаль поверхности листа. Мы использовали быстрые преобразования Фурье для эффективного вычисления корреляции между ядром изотропной ориентации и каждым вокселом в объеме реконструкции, а затем применили двухуровневый порог 9{3/2}}$$

, где \({S}_{x}\) и \({S}_{y}\) – пространственные производные первого порядка поверхности, а \({S} _{{xx}}\), \({S}_{{yy}}\) и \({S}_{{xy}}\) являются производными второго порядка.

Количественная оценка профиля поглощения

Профили поглощения измерялись путем сопоставления векторов нормали от сегментированных слоев с несегментированными данными и использования трилинейной интерполяции для количественного определения поглощения на заданном расстоянии вдоль каждого вектора нормали. Неотрицательная матричная факторизация (NNMF), реализованная в Matlab, использовалась для установления двух коэффициентов профиля поглощения для всех профилей в данном слое.

Рентгеновское рассеяние

Рентгеновское рассеяние было выполнено на линии луча 5ID-D усовершенствованного источника фотонов в Аргоннской национальной лаборатории с целью получения высоких потоков фотонов, необходимых для экспериментов с временным разрешением. Мало-, средне- и широкоугловое рентгеновское рассеяние (SAXS/MAXS/WAXS) регистрировали одновременно на трех детекторах Rayonix с зарядовой связью (ПЗС) с расстояниями между образцом и детектором 8505,0, 1012,1 и 199,5 мм соответственно. . Длина волны излучения была установлена ​​на 1,2398 Å (10 кэВ), что приводит к непрерывному диапазону вектора рассеяния, q = 0,017−4,2 Å −1 .

XPCS

Эксперименты XPCS проводились на линии пучка когерентного жесткого рентгеновского излучения (CHX) 11-ID в Национальном источнике синхротронного света II (NSLS-II) Брукхейвенской национальной лаборатории. Энергия рентгеновского излучения составила 9,65 кэВ (λ = 1,285 Å) с энергетическим разрешением Δ E / E ≈ 10 −4 от двойного кристаллического монохроматора Si111. Частично когерентный рентгеновский пучок с потоком на образце ~10 11  фотонов/с и размер сфокусированного пучка 10 × 10 мкм 2 был достигнут путем фокусировки с помощью набора рефракционных линз из соединения Be и набора линз Si kinoform перед образцом. Образец загружали в стеклянный капилляр, запаянный воском, установленный на предметном столике. Картина когерентного рассеяния была зарегистрирована в геометрии малоуглового рассеяния на просвет с использованием детектора пиксельной области со счетом фотонов (Eiger X 4M Dectris Inc.), расположенного на расстоянии 16,03 метра от образца с размером пикселя 75 мкм × 75 мкм. Доза рентгеновского излучения на образце контролировалась миллисекундным затвором и фильтрами из кремниевых пластин разной толщины. Стратегия сбора данных была оптимизирована для обеспечения того, чтобы измеренная динамика и структура не зависели от дозы. Анализ данных XPCS проводился с использованием программного обеспечения, разработанного в CHX, NSLS-II. А q Диапазон Q = 0,0015−0,9 Å −1 , соответствующий масштабам длин 0,7−420 нм, отражает поперечные размеры и расстояния между слоями всех слоев. Двукратная корреляционная функция х ( Q, t 1 , t 2 ) равна единице, если отсутствует корреляция между векторами интенсивностей рассеяния рентгеновских лучей на Q в начальный момент t 1 и второй раз t 2 , и приближается к 1,2 для интенсивностей, которые не изменились между двумя временными точками.

Доступность данных

Наборы данных, созданные и/или проанализированные в ходе текущего исследования, доступны в репозитории Zenodo, https://doi.org/10.5281/zenodo.4574610.

Доступность кода

Наш код реконструкции криоЭТ доступен по адресу (https://github.com/yhren1993/PhaseContrastTomographySolver).

Ссылки

  1. Sellin, P. & Leupin, O. X. Использование глины в качестве искусственного барьера при обращении с радиоактивными отходами – обзор. Глины Шахтер глины. 61 , 477–498 (2013).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  2. Ремпе, Д. М. и Дитрих, В. Е. Прямые наблюдения за влажностью горных пород, скрытым компонентом гидрологического цикла. Проц. Натл акад. науч. США 115 , 2664–2669 (2018).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  3. Tournassat, C. & Steefel, C.I. Моделирование реактивного переноса связанных процессов в нанопористых средах. Ред. Минерал. Геохим. 85 , 75–109 (2019).

    КАС Статья Google ученый

  4. Бенсон, Т. Р., Кобл, М. А., Ритуба, Дж. Дж. и Махуд, Г. А. Обогащение литием во внутриконтинентальных риолитовых магмах приводит к месторождениям лития в кальдерных бассейнах. Нац. коммун. 8 , 270 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ пабмед ПабМед Центральный Статья КАС Google ученый

  5. Борст, А. М. и др. Адсорбция редкоземельных элементов в глинистых отложениях, вмещающих реголит. Нац. коммун. 11 , 4386 (2020).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  6. Карпентер, Б. М., Мароне, К. и Саффер, Д. М. Слабость разлома Сан-Андреас, выявленная по образцам из активной зоны разлома. Нац. Geosci. 4 , 251–254 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  7. Икари, М. Дж., Ито, Ю., Уджие, К. и Копф, А. Дж. Спектр поведения скольжения в образцах зоны разлома Тохоку при скорости тектонического сдвига плит. Нац. Geosci. 8 , 870–874 (2015).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  8. Хюперс, А. и др. Высвобождение воды, связанной с минералами, перед субдукцией связано с неглубоким сейсмогенным сдвигом у Суматры. Наука 356 , 841–844 (2017).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ пабмед Статья КАС Google ученый

  9. Аткинсон, Дж. Д. и др. Значение полевого шпата для образования кристаллов льда минеральной пылью в облаках со смешанной фазой. Природа 498 , 355–358 (2013).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  10. Hochella, M. F. Jr. et al. Природные, случайные и искусственные наноматериалы и их влияние на систему Земля. Наука 363, 6434 (2019).

    Артикул Google ученый

  11. Исраэлачвили, Дж. Межмолекулярные и поверхностные силы (Academic Press, 2011).

  12. Бург, И. К., Ли, С. С., Фентер, П. и Турнасса, К. Структура слоя Штерна и энергетика на границе раздела слюда-вода. J. Phys. хим. C. 121 , 9402–9412 (2017).

    КАС Статья Google ученый

  13. Легг, Б. А. и др. Визуализация ионов алюминия на границе слюды и воды связывает состояние гидролиза с потенциалом поверхности и адгезией частиц. Дж. Ам. хим. соц. 142 , 6093–6102 (2020).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  14. Мартин-Хименес, Д., Чакон, Э., Тарасона, П. и Гарсия, Р. Трехмерные структуры водных растворов электролитов с атомарным разрешением вблизи твердой поверхности. Нац. коммун. 7 , 12164 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  15. Хименес-Анхелес Ф., Хармон К.Дж., Нгуен Т.Д., Фентер П. и Ольвера де ла Круз М. Невзаимные взаимодействия, вызванные водой в замкнутом пространстве. Физ. Преподобный Рез. 2 , 043244 (2020).

    Артикул Google ученый

  16. Фаваро, М. и др. Распутывание электрохимического двойного слоя прямым зондированием границы раздела твердое тело/жидкость. Нац. коммун. 7 , 12695 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  17. Веласко-Велес, Ж.-Ж. и другие. Структура межфазной воды на золотых электродах изучена методом рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Наука 346 , 831–834 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  18. Zaera, F. Исследование границ раздела жидкость/твердое тело на молекулярном уровне. Хим. Ред. 112 , 2920–2986 (2012 г.).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  19. Park, S.H. & Sposito, G. Структура воды, адсорбированной на поверхности слюды. Физ. Преподобный Летт. 89 , 085501 (2002).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ пабмед Статья КАС Google ученый

  20. Каталано, Дж. Г. Слабое межфазное упорядочение воды на изоструктурных поверхностях гематита и корунда (001). Геохим. Космохим. Acta 75 , 2062–2071 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  21. Риччи, М., Спийкер, П. и Войтчовски, К. Индуцированная водой корреляция между одиночными ионами, отображаемыми на границе твердое тело-жидкость. Нац. коммун. 5 , 4400 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  22. Диао, Ю. и Эспиноса-Марзал, Р. М. Молекулярное понимание границы раздела наноограниченный кальцит-раствор. Проц. Натл акад. науч. США 113 , 12047–12052 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  23. Zarzycki, P., Colla, C.A., Gilbert, B. & Rosso, K.M. Боковая структура воды соединяет поверхности наночастиц оксида металла. Дж. Матер. Рез . 34 , 456–464 (2019).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  24. Crothers, A. R., Li, C. & Radke, C. J. Трехслойная модель Грэма объединяет одновалентный ионный обмен слюды, дзета-потенциал и поверхностные силы. Доп. Коллоидный интерфейс Sci. 288 , 102335 (2021).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  25. Миссана, Т. и Аделл, А. О применимости теории DLVO к прогнозированию стабильности глинистых коллоидов. J. Коллоидный интерфейс Sci. 230 , 150–156 (2000).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  26. Лю Л. Прогноз давления набухания различных типов бентонита в разбавленных растворах. Коллоиды Surf. Физикохим. англ. Асп. 434 , 303–318 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  27. Батиста, К.А.С., Ларсон, Р.Г. и Котов, Н.А. Неаддитивность взаимодействий наночастиц. Наука 350 , 176 (2015).

    КАС Google ученый

  28. Норриш К. Набухание монтмориллонита. Дискуссии Фарадеевского общества. 18 , 120–134 (1954).

  29. Тестер, К.С., Алони, С., Гилберт, Б. и Банфилд, Дж. Ф. Силы притяжения ближнего и дальнего действия, влияющие на структуру осмотических гидратов монтмориллонита. Ленгмюр 32 , 12039–12046 (2016).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  30. Уиттакер М. Л., Ламмерс Л. Н., Карреро С., Гилберт Б. и Банфилд Дж. Ф. Селективность ионного обмена в глине контролируется наномасштабным химико-механическим взаимодействием. Проц. Натл акад. науч. США 116 , 22052–22057 (2019).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Статья Google ученый

  31. Уиттакер М.Л., Комолли Л.Р., Гилберт Б. и Банфилд Дж.Ф. Полидисперсность размера слоя в гидратированном монтмориллоните создает многомасштабные сети пористости. Заяв. Глина наук. 1, 105548 (2020).

    Артикул КАС Google ученый

  32. Дейри, А. и др. Расположение частиц в глиняных суспензиях: доводы против сотовой структуры. Заяв. Глина наук. 152 , 166–172 (2018).

    КАС Статья Google ученый

  33. Лехени, Р. Л. XPCS: Наномасштабное движение и реология. Курс. мнение Коллоидный интерфейс Sci. 17 , 3–12 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  34. Танака Х., Менье Дж. и Бонн Д. Неэргодические состояния заряженных коллоидных суспензий: отталкивающие и притягивающие стекла и гели. Физ. Преп. E Стат. Нелинейная физика мягких веществ. 69 , 031404 (2004).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья КАС Google ученый

  35. Ружичка Б. и Заккарелли Э. Свежий взгляд на фазовую диаграмму лапонита. Soft Matter 7, 1268–1286 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  36. Анджелини, Р. и др. Переход стекло-стекло при старении коллоидной глины. Нац. коммун. 5 , 4049 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  37. Пайно, Э. и др. Водные суспензии природных набухающих глинистых минералов. 1. Структура и электростатические взаимодействия. Ленгмюр 27 , 5562–5573 (2011).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  38. Рен Д., Офус К., Чен М. и Уоллер Л. Алгоритм многократного рассеяния для трехмерной фазово-контрастной атомно-электронной микроскопии. Ультрамикроскопия 208, 112860 (2020).

    КАС пабмед Статья Google ученый

  39. Paineau, E. et al. Жидкокристаллические свойства водных суспензий нанолистов природной глины. жидк. Кристалл. 1 , 110–126 (2013).

    КАС Статья Google ученый

  40. Tournassat, C., Bourg, I., Holmboe, M., Sposito, G. & Steefel, C. Моделирование молекулярной динамики исключения анионов в межслоевых нанопорах глины. Глины Шахтер глины. 64 , 374–388 (2016).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google ученый

  41. Bourg, I.C. & Sposito, G. Моделирование молекулярной динамики двойного электрического слоя на смектитовых поверхностях, контактирующих с концентрированным смешанным электролитом (NaCl-CaCl 2 ) растворы. J. Коллоидный интерфейс Sci. 360 , 701–715 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  42. Дюплантье Б., Гольдштейн Р. Э., Ромеро-Рошен В. и Пеши А. И. Геометрические и топологические аспекты двойных электрических слоев вблизи искривленных поверхностей. Физ. Преподобный Летт. 65 , 508–511 (1990).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед Статья Google ученый

  43. Cheng, Y. Одночастичная крио-ЭМ — как она сюда попала и куда пойдет. Наука 361 , 867–880 (2018).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Google ученый

  44. Reichhardt, C.J.O. & Reichhardt, C. Динамика лавины активного вещества в гетерогенных средах. New J. Phys. 20 , 025002 (2018).

    ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья КАС Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Мы благодарим Стивена Вейганда за техническую помощь в измерениях рассеяния рентгеновских лучей и Дэна Тосо за техническую помощь с FEI Titan Krios. Мы благодарим Laura Lammers, Christophe Tournassat и Chenhui Zhu за полезные обсуждения. Министерство энергетики США, Управление науки, Управление фундаментальных энергетических наук, Химических наук, Отделение наук о Земле и биологических наук в рамках своей программы наук о Земле в LBNL по контракту DE-AC02-05Ch21231. Работа в Molecular Foundry поддерживалась Управлением науки Управления фундаментальных энергетических наук США. Контракт Министерства энергетики DE-AC02-05Ch21231. СО выражает признательность за поддержку со стороны Программы исследований ранней карьеры Министерства энергетики США. Части этой работы были выполнены в Усовершенствованном источнике фотонов, пользовательском центре Управления науки Министерства энергетики США, эксплуатируемом для Управления науки Министерства энергетики Аргоннской национальной лабораторией по контракту DE-AC02-06Ch21357, в DND-CAT при поддержке Северо-Западного университета, E. I. DuPont de Nemours and Co. и The Dow Chemical Company, и данные были собраны с использованием инструмента, финансируемого Национальным научным фондом в рамках премии 09.60140.

Информация о авторе

Авторы и принадлежности

  1. Отдел энергетических геосцинов, Лоуренс Беркли Национальная лаборатория, 94720, Berkeley, CA, USA

    Michael L. Whittaker, Benjamin Gilbertbert, CA, USA

    . наук о Земле и планетах, Калифорнийский университет, 94720, Беркли, Калифорния, США

    Майкл Л. Уиттакер, Бенджамин Гилберт и Джиллиан Ф. Бэнфилд

  2. Факультет электротехники и компьютерных наук, Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния , 94720, USA

    David Ren & Laura Waller

  3. Национальный центр электронной микроскопии, Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, 94720, Berkeley, CA, USA

    Colin Ophus

  4. Лаборатория, Аптон, Нью-Йорк, 11973, США

    Юган Чжан

Авторы

  1. Майкл Л. Уиттакер

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  2. Дэвид Рен

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Colin Ophus

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  4. Yugang Zhang

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  5. Лора Уоллер

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  6. Benjamin Gilbert

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  7. Jillian F. Banfield

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Вклады

Концептуализация: M. L.W. задумал дизайн исследования, провел эксперименты по криоЭМ, криоЭТ и рентгеновскому рассеянию, проанализировал данные и разработал алгоритмы выравнивания и сегментации. Д.Р. и Л.В. разработал алгоритмы выравнивания и реконструкции, а DR проанализировал данные криоЭТ. CO разработал алгоритмы выравнивания, сегментации и реконструкции и проанализировал данные криоЭМ и криоЭТ. Ю.З. провел эксперименты XPCS и проанализировал данные. Б.Г. и Дж.Ф.Б. разработал дизайн исследования. Все авторы внесли свой вклад в написание рукописи.

Автор, ответственный за переписку

Переписка с Майкл Л. Уиттакер.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Рецензирование

Информация о рецензировании

Nature Communications благодарит анонимных рецензентов за их вклад в рецензирование этой работы. Доступны отчеты рецензентов.

Дополнительная информация

Примечание издателя Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Дополнительная информация

Дополнительная информация

Файл рецензирования

Права и разрешения

Открытый доступ

Использование, распространение, распространение этой статьи под лицензией Creative Commons, использование, распространение, распространение4 и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете автора(ов) оригинала и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4. 0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Скачать PDF

6.4: Волновые пограничные слои – Geosciences LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    4186
    • Джон Саутхард
    • Массачусетский технологический институт через MIT OpenCourseware
    • Линеаризованное малоамплитудное решение для скорости, упомянутое в предыдущем разделе, предсказывает медленно меняющиеся в пространстве скорости как на поверхности воды, так и под ней в любой момент времени. В случае волн на малых и средних глубинах (т. е. у которых длина волны не очень мала по сравнению с глубиной воды) эти скорости, по прогнозам, все еще заметны даже на дне, а когда длина волны относительно велика. до глубины воды величины придонных скоростей примерно такие же, как и скорости у поверхности. Помните, что предположение о невязком течении означает, что эти ненулевые придонные скорости распространяются до дна.

      Вязкость реальных жидкостей, таких как вода, достаточно мала, чтобы профиль свободной поверхности и пространственное и временное распределение скоростей хорошо объяснялись невязкими растворами, а вязкое затухание мало — настолько мало, что большие волны могут проходить через обширные океанские бассейны. без больших потерь энергии. Но предсказываемые ненулевые скорости на твердой нижней границе под волнами явно противоречат действительности: так же, как и в однонаправленных течениях реальных жидкостей, скорость должна стремиться к нулю на нижней границе. Это приводит к концепции нижний пограничный слой в колебательных течениях : его обычно называют волновым пограничным слоем .

      Многие физические эффекты, связанные с волновыми пограничными слоями, аналогичны или параллельны эффектам пограничных слоев с однонаправленным потоком. Вот в основном качественный отчет о некоторых важных вещах, касающихся волновых пограничных слоев. Прежде всего следует отметить, что, как и в случае однонаправленных течений, при относительно низких значениях соответствующим образом определенного числа Рейнольдса пограничный слой является ламинарным, а при более высоких значениях числа Рейнольдса пограничный слой является турбулентным, хотя течение в область над пограничным слоем, где выполняется предположение о невязкости, эффективно нетурбулентна (при условии, что нет сосуществующего однонаправленного тока; см. следующий раздел). 9{\ left (- \ sqrt {\ frac {\ omega} {2 v}} z \ right)} \ cos \ left (k x- \ omega t + \ sqrt {\ frac {\ omega} {2 v}} z \справа) \метка{6.1} \]

      где \(\omega\) – угловая частота колебаний (отнесенная к периоду \(T\) соотношением \(\omega = 2\pi /T\)), \(k\) – волновое число ( связана с длиной волны \(L\) соотношением \(k = 2\pi /L\)), \(ν\) – кинематическая вязкость \(\mu /\rho\), а \(z\) измеряется вверх снизу.

      Решение уравнения \ref{6.1} имеет два множителя, один из которых выражает отрицательную экспоненциальную зависимость, а другой выражает косинусоидальную зависимость. Первый вызывает резкое падение \(u_{d}\) с высотой над дном, а второй просто учитывает изменение скорости во времени, но важно отметить, что существует разность фаз с вышележащим течение невязкое, а сама разность фаз зависит от \(z\), начиная вверх от нуля внизу, в то же время \(u_{d}\) становится меньше.

      Отрицательная экспоненциальная зависимость \(u_{d}\) от \(z\) в уравнении \ref{6.1} означает, что эффективная толщина пограничного слоя достаточно хорошо определена, хотя технически необходимо принять некоторое произвольное значение, например \(0,01\) для \(u_{d}\), чтобы получить определенную толщину пограничного слоя. Оказывается, значение \(z\), соответствующее \(u_{d} = 0,01\), которое обычно обозначается как \(\delta_{L}\), равно

      .

      \[z=\delta_{L}=5 \sqrt{\frac{2 v}{\omega}} \label{6.2} \]

      Но большинство пограничных слоев под волнами в реальном океане в условиях, представляющих интерес для переноса наносов, являются турбулентными , а не ламинарными. Теоретический анализ пограничного слоя турбулентной волны был проведен путем замены молекулярной вязкости на турбулентную вихревую вязкость, принятия некоторых предположений о том, как вихревая вязкость изменяется по вертикали, и получения выражения для распределения вертикальной скорости. Таким образом, профиль скорости оказывается логарифмическим. Опять возникает проблема, как произвольно определить толщину пограничного слоя, но высота \(\delta_{T}\) турбулентного пограничного слоя обычно принимается равной

      \[\delta_{T}=\frac{2 \kappa u_{*}}{\omega} \label{6.3} \]

      , где \(\каппа\) — постоянная фон Кармана, обратная константе \(А\), введенной в главе 4, а \(и_{*}\) — снова скорость сдвига (которую можно принять за максимальную или среднее время).

      Важным аспектом волновых пограничных слоев является то, что они не продолжают расти бесконечно вверх во внутреннюю часть потока, как это делают пограничные слои с однонаправленным потоком, при условии, что стратификация плотности не препятствует их росту вверх. Причина в том, что толщина пограничного слоя волны ограничена остановкой и разворотом потока в каждом цикле. Для турбулентных волновых пограничных слоев над неровным дном толщина волнового пограничного слоя, вероятно, будет меньше одного метра, что намного меньше, чем типичный пограничный слой под течениями в глубоководных природных средах.

      Чтобы дать вам представление о структуре скоростей в колебательном пограничном слое, на рис. , высота над дном в течение четырех равноотстоящих периодов времени в течение одного полного цикла колебаний (\(0\), \(\pi /2\), \(\pi\), \(3\pi /2\) и \ (2\пи\)). Вертикальная координата помечена значениями переменной длины под знаком радикала в уравнении \ref{6.2}, но с немного другим обозначением. Кривые на рисунке \(\PageIndex{1}\) помечены двумя способами: \(1–4\) без штриха и \(1–4\) со штрихом. Нештрихованные числа означают, как скорость дна будет выглядеть для нейтрально плавучего наблюдателя, движущегося с колебательным потоком сразу за пределами пограничного слоя. {\prime}\)) имеется значительное фазовое рассогласование между верхней частью пограничного слоя и нижней частью.

      Рисунок \(\PageIndex{1}\): График скорости жидкости \(u\), нормализованный путем деления на скорость \(U_{\text{o}}\) вне ламинарного колебательного пограничного слоя, в зависимости от расстояния над ним дно, за один полный цикл колебаний. См. пояснение в тексте. См. уравнение \ref{6.2} для определения характера вертикальной координаты. Вершина графика примерно соответствует вершине пограничного слоя. (С изменениями из Schlichting, 1960, стр. 76.)

      Наконец, величина придонного напряжения сдвига важна как из-за его роли в переносе наносов, так и из-за его влияния на затухание энергии волн донным трением, поэтому много усилий занялся разработкой способов прогнозирования напряжения сдвига дна. В основном это сводится к работе с коэффициент волнового трения \(f_{w}\), аналогичный коэффициенту трения однонаправленного потока, и работающий с экспериментально определенной диаграммой волнового коэффициента трения , выражающей зависимость коэффициента волнового трения от числа Рейнольдса и, для грубых пластов относительная шероховатость \(d_{\text{o}}/D\), где \(D\) – размер элементов шероховатости.

      Одним из интересных аспектов напряжения сдвига дна при колебательном течении является то, что в ламинарных пограничных слоях максимальное напряжение сдвига опережает максимальную скорость на фазовый угол \(\pi /4\), а это означает, что максимальное напряжение сдвига действует на дно. за время, равное \(Т/8\) (где \(Т\) — период колебаний), прежде чем скорость достигнет своего максимума в верхней части пограничного слоя. В турбулентных пограничных слоях имеет место тот же эффект, но разность фаз несколько меньше.


      Эта страница под названием 6.4: Wave Boundary Layers распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Джоном Саутхардом (MIT OpenCourseware) с помощью исходного содержимого, которое было отредактировано в соответствии со стилем и стандартами. платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

      1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или страница
        Автор
        Джон Саутхард
        Лицензия
        СС BY-NC-SA
        Версия лицензии
        4,0
        Программа OER или Publisher
        MIT OpenCourseWare
        Показать оглавление
        нет
      2. Метки
        1. относительная шероховатость
        2. [email protected]://ocw. mit.edu/courses/12-090-introduction-to-fluid-motions-sediment-transport-and-current-generated-sedimentary-structures-fall-2006
        3. волновой пограничный слой
        4. коэффициент волнового трения

      Waves in Layered Media – 1st Edition

      Select country/regionUnited States of AmericaUnited KingdomAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia and HerzegovinaBotswanaBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCanary IslandsCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDemocratic Republic КонгоДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФедеративные Штаты МикронезииФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГреция enlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyzstanLaoLatviaLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarRéunionRomaniaRwandaSaint BarthélemySaint HelenaSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Martin (French part)Saint Pierre and MiquelonSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part)SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSo uth Georgia and the South Sandwich IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard and Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor LesteTogoTokelauTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUruguayUS Virgin IslandsUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

      Варианты покупки

      Электронная книга $72,95

      Налог с продаж рассчитывается при оформлении заказа

      Бесплатная доставка по всему миру

      Нет минимального заказа

      Описание

      Волны в многослойных средах фокусируются на теории распространения упругих и электромагнитных волн в слоистых средах. В этой книге представлен полный отчет о советских исследованиях распространения волн в слоистых средах. Эта книга, состоящая из шести глав, начинается с обзора теории отражения волн от слоев и границ раздела. Затем в этом тексте рассматриваются некоторые представления и методы, общие для разных разделов физики. В других главах уменьшение отражения оптических волн определяется как снижение коэффициента отражения на границах воздух-стекло за счет нанесения на стекло тонких слоев нескольких материалов. В этой книге рассматривается также поле концентрированного источника, находящегося в слоисто-неоднородной среде, которое является одной из основных проблем современной радиофизики, акустики и физики земной коры. Последняя глава посвящена распространению волн в слоисто-неоднородных средах. Эта книга является ценным ресурсом для инженеров, ученых и физиков.

      Содержание


      • Предисловие
        Перевод Предисловие редактора
        Глава I. Плоские волны в слоях
        1. Плоские волны в однородных неограниченных средах
        2. Отражение и преломление электромагнитных волн
        3. Отражение плоской волны на границе раздела жидких и газообразных сред
        4. Отражение волн на границе раздела жидкость-твердое тело. Поверхностные волны
        5. Отражение от плоского слоя и от системы плоских слоев
        6. Упругие волны в твердослоистых средах
        7. Волны в тонкослоистых средах
        8. Отражение ограниченных лучей
        9. Отражение импульсов
        Глава II. Некоторые приложения теории распространения плоских волн в слоистых средах
        10. Уменьшение отражения оптических систем
        11. Интерференционные светофильтры
        12. Слоистые звукоизоляторы
        Глава III. Плоские волны в слоисто-неоднородных средах 90–47 13. Уравнения электромагнитного и акустического полей в неоднородной среде 90–47 14. Отражение волн от неоднородного слоя простейшего вида
        15. Отражение волн от неоднородного полупространства
        16. Волны в произвольной слоистой среде
        17. Коэффициент отражения от слоя с произвольным законом изменения параметров
        Глава IV. Отражение и преломление сферических волн. Угол полного внутреннего отражения
        23. Преломление сферических волн
        24. Отражение и преломление сферической волны на границе раздела двух упругих сред
        Глава V. Распространение волн в слоях
        25. Слой с идеально отражающими границами
        26. Слой с идеально отражающими границами (продолжение)
        27. Слой с произвольными границами
        28. Применение теории к распространению электромагнитных волн в слоях
        29. Распространение звуковых волн в слое жидкости
        30. Распространение звука в трехслойной среде
        31. Распространение звукового импульса в слое жидкости
        32. Упрощенный метод определения характеристик нормальных мод
        33. Усредненные законы затухания
        34. Распространение волн в слое, ограниченном неоднородной средой
        Глава VI. Поле концентрированного источника в слоисто-неоднородной среде
        35. Обзор существующих решений
        36. Общие выражения для поля
        37. Волноводы в неоднородных средах
        38. Лучевая теория распространения волноводов в неоднородных средах
        39. Подводный звуковой канал
        40. Распространение радиоволн на большие расстояния в атмосфере
        41. Распространение волн в условиях формирования теневой зоны
        Литература
        I. Монографии и учебники
        II. Оригинальные работы
        Индекс

      Подробная информация о продукте

      • Количество страниц: 574
      • .0027 eBook ISBN: 9780323163248

      About the Author

      Leonid Brekhovskikh

      Affiliations and Expertise

      Institute of Oceanology

      Ratings and Reviews

      Write a review

      There are currently no reviews for “Waves in Layered Media”

      Новое поколение WAN высокой пропускной способности

      Услуги оптической длины волны (часто называемые «Wave Service») были предоставлены несколькими операторами за последние несколько лет и представляют собой захватывающий развивающийся продукт. Wave Service — это подмножество возможностей подключения к глобальной сети и решение «точка-точка», которое соединяет адреса A и Z. Waves отличается высокой пропускной способностью, и большинство операторов предлагают услуги со скоростью до 100 Гбит/с. Волны также имеют низкую задержку, поскольку они являются ссылками уровня 2. Эти атрибуты делают их исключительным выбором для передачи больших объемов срочных данных.

      Многие из наших клиентов в последнее время отдают предпочтение Wave Services традиционным решениям WAN, таким как MPLS и SD-WAN, поэтому мы решили опубликовать статью о том, почему предприятию лучше выбрать канал Wave, а не более традиционное решение WAN.

      Что такое волна?

      Поставщики услуг Wave обычно используют технологию плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM), которая позволяет передавать несколько частных высокопроизводительных каналов по одной паре оптоволокна. Количество выделенных каналов зависит от аппаратного обеспечения, развернутого оператором связи, но во многих случаях можно получить до 19 каналов.2, 100 Гбит/с «каналы» по одной паре. На горизонте появляются новые технологии, которые обеспечат еще более эффективное предоставление услуг и увеличение пропускной способности пары.

      Обзор DWDM предоставлен TechTarget

      Кто использует Waves и почему?

      Waves может использовать кто угодно, но в большинстве случаев они используются для обратного подключения офиса к центру обработки данных или для подключения центра обработки данных к другому центру обработки данных/среде аварийного восстановления. (Примечание: мы писали о том, что перенасыщение каналов WAN является распространенной ошибкой во время развертывания DRaaS в нашем Ultimate DRaaS Guide, наличие 10-гигабайтного канала к средству аварийного восстановления, безусловно, уменьшит эту проблему!) Мы также работали с предприятиями, которые используют Wave каналы для редактирования видео, репликации больших объемов данных или предоставления пользователям доступа к ресурсам на удаленном сайте, аналогичного локальной сети. Наиболее популярные варианты использования сервисов Wave:

      • Accessing offsite storage

      • Performing real time data replication

      • Disaster recovery

      • Video editing and transfer

      • Large file transfer

      • Low latency

      However, we также см. сервисы Wave, используемые организациями, предпочитающими простоту архитектуры топологии узловой и лучевой сети для доступа к централизованным серверам и корпоративным ресурсам. Сервисы Wave отлично подходят для этой архитектуры, поскольку они являются действительно частными каналами, что позволяет использовать централизованный брандмауэр без необходимости в управлении, сложности и затратах на развертывание пограничной безопасности на каждом узле глобальной сети. Сервис CenturyLink Wave даже предлагает варианты шифрования уровня 1 для предотвращения изощренных атак с захватом пакетов, таких как MiTM. Кроме того, общедоступное подключение Wave к Интернету в пределах DC значительно дешевле, чем даже хорошо подключенные внутрисетевые здания. Мы видели фиксированные порты 10 Гбит/с всего за 9 долларов.50 в месяц доступны во многих крупных центрах обработки данных (см. подробнее наш анализ затрат на DIA здесь). Все это вместе дает убедительные аргументы в пользу возможности подключения Wave в рамках любого крупного или высокотехнологичного предприятия.

      Типы волн

      Как и все остальное в телекоммуникациях, существуют различные типы волн, каждый из которых имеет собственный алфавитный набор аббревиатур. WDM (мультиплексирование с разделением волн) поставляется в нескольких вариантах, включая Enhanced WDM, Shortwave WDM и CWDM. Как мы уже говорили ранее, большинство провайдеров, запустивших выделенное волновое подключение, сделали это, используя технологии DWDM.

      Capacity and burstability

      Most wave carriers tend to offer the service in a few different increments of capacity, with the most popular being:

      • 1 gbps

      • 2.5 gbps

      • 5 gbps

      • 10 Гбит/с

      • 100 Гбит/с

      В дополнение к пропускной способности, многие провайдеры также предлагают варианты расширения, что означает, что вы получаете доступ к волне (часто 10 Гбит/с), но обязуетесь использовать и платить только за более низкую обязательную скорость, например 1 Гбит/с. Это позволяет компаниям получить доступ к полной пропускной способности 10 Гбит/с по более низкой цене, если их среднее использование за 30-дневный период остается менее 1 Гбит/с. Если вы превысите или «лопнете», вы просто заплатите заранее установленную ставку превышения. Это может отлично сработать для компаний, которые хотят получить доступ к высокой скорости, но часто видят, что канал бездействует – может быть, в нерабочее время. Тем не менее, мы рекомендуем тщательно рассмотреть варианты расширения, так как вы можете в конечном итоге заплатить намного больше, чем просто купить фиксированный порт, если вы не будете осторожны.

      Защищенные цепи?

      Многие провайдеры Wave также предоставляют возможность подписки на «защищенный» канал, что означает, что у канала есть несколько путей, чтобы гарантировать, что в случае проблемы с сетью или обрыва оптоволокна у трафика будет другой путь для доставки к месту назначения. Хотя это отличный вариант для обеспечения доступности услуг, защищенные каналы часто стоят НАМНОГО дороже (и не зря), чем незащищенные каналы. На самом деле, мы обнаружили, что часто защищенные схемы могут стоить В ДВА РАЗА больше, чем незащищенные предложения. Хотя это может сработать для некоторых организаций, мы всегда рекомендуем учитывать разнообразие, выбирая несколько каналов Wave от разных поставщиков. Хотя вам, возможно, придется немного поработать над тем, как проложена каждая конкретная цепь, чтобы избежать общих точек отказа между перевозчиками (тот столб за пределами офиса, который иногда задевает 18-колесный транспорт), вы часто получаете уровень отказоустойчивости, который превосходит один решение для оператора по цене, которая может быть очень конкурентоспособной по сравнению с предложением, защищенным одним оператором.

      Разнообразная калифорнийская «лестница» Zayo (по состоянию на 07/2020)

      SLA?

      Поскольку Waves — это специализированные сервисы, ориентированные на предприятия, все они поставляются с соглашением об уровне обслуживания доступности, составляющим не менее 99,9 %. Кроме того, некоторые операторы связи также включают в SLA задержку в оба конца, потерю пакетов и джиттер. (Иногда за дополнительную плату)

      Интерфейсы

      Учитывая тот факт, что волны имеют большую пропускную способность, электрический интерфейс отключен, и услуги будут передаваться по вашему выбору оптоволоконного кабеля SMF или MMF от устройства сетевого интерфейса (NID), которое устанавливается на месте оператором связи. В большинстве случаев Ethernet будет протоколом. Однако в некоторых случаях (возможно, оператор связи использует его для передачи) могут быть получены более экзотические интерфейсы. Почти во всех случаях волновой сервис будет использовать одну из следующих спецификаций:

      • Ethernet — 1 Гбит/с, 10 Гбит/с LAN PHY, 10 Гбит/с WAN PHY, 100 Гбит/с 4

      • Fibre Channel — 1,062 Гбит/с, 2,125 Гбит/с, 4 Гбит/с, 10 Гбит/с

      Операторы связи и стоимость!

      Несмотря на то, что услуги Wave становятся все более доступными, на сегодняшний день они по-прежнему остаются типом услуг «крупного оператора связи», поскольку такая высокая пропускная способность требует, чтобы оптоволокно было доступно на каждом адресе и между ними. Из того, что мы видели, Zayo и CenturyLink (уровень 3), как правило, являются наиболее широко доступными. Zayo недавно объявила о расширении доступности Wave, и мы ожидаем, что другие операторы сделают то же самое. Ниже приведен список операторов, которые в настоящее время предлагают услуги Wave по всей стране:

      В конечном итоге и доступность, и цены, вероятно, будут сильно различаться в зависимости от местоположения и конкретных конфигураций. Мы видели незащищенные 10 Гбит/с по цене от 2500 долларов в месяц для обеих сторон до более 10 тысяч долларов в месяц. Мы также видели, что затраты на сборку исчислялись шестизначными числами. При покупке услуг Wave важно иметь как справочные данные, так и эмпирический опыт поиска решений для поиска лучших вариантов (или просто попробуйте инструмент Lightyear :)).

      Подведение итогов

      Волны — это круто! Их сверхвысокая емкость и сверхмалая задержка открывают множество возможностей и сетевых топологий, которые еще недавно были слишком дорогими даже для предприятий среднего размера.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.