Сухие модифицированные гипсобетонные смеси
Сообщение к.т.н., доцента Московского государственного строительного университета Андрея Пустовгара, сделанное им на 6-й международной конференции для производителей «Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес» (BaltiMix 2006).
Несмотря на многовековой опыт использования и высокие потребительские свойства, современное применение составов на основе наиболее доступного в России гипсового вяжущего бетаполугидрата ограничивается штукатурками и шпаклевками для помещений с нормальным режимом эксплуатации. В основном это связано с тем, что составы имеют низкую водостойкость и невысокие прочностные характеристики. Как правило, коэффициент размягчения для таких составов не превышает 0,4, а прочность при сжатии — 4-6 МПа. Повышение водостойкости материалов на основе гипсовых вяжущих до уровня материалов на основе гидравлических вяжущих означало бы существенное расширение области применения данных составов, а в сочетании с преимуществами гипсовых вяжущих составы на их основе составили бы серьезную конкуренцию составам на основе портландцемента.
Низкая водостойкость материалов на основе гипсовых вяжущих определяется прежде всего достаточно хорошей растворимостью двуводного гипса в воде, а также значительной пористостью затвердевших растворов и бетонов на основе гипсовых вяжущих. Исходя из этого, основными направлениями повышения водостойкости данных составов является снижение растворимости двуводного гипса и пористости материала с одновременным закрытием пор для предотвращения доступа воды внутрь материала. Поэтому при проектировании состава используют компоненты, обеспечивающие максимально возможную водостойкость без снижения других строительно-технологических характеристик. Это достигается в первую очередь применением в качестве вяжущего ангидрита, полугидрата или совместного использования смеси ангидрита и полугидрата. Такой выбор связан с более плотной структурой и более низкой водопотребностью данных гипсовых вяжущих по сравнению с гипсом и полугидратом.
Правильно подобранный гранулометрический состав заполнителей и наполнителей также способствует снижению пористости затвердевшего раствора. Более плотная структура материала достигается и при использовании суперпластификаторов и пеногасителей, а использование гидрофобизирующих добавок и редиспергируемых порошков сополимеров винилацетата и акрилата препятствует распространению воды через поры. Для снижения растворимости гипса используют добавки, при взаимодействии с которыми гипс образует соединения с более низкой растворимостью, чем у двуводного гипса. В качестве таких добавок производители чаще всего используют вещества, имеющие общий ион с сульфатом кальция, либо гидравлические вяжущие совместно с активными минеральным добавками. Новым этапом на пути расширения области применения гипсовых вяжущих стало использование модификаторов гипсовых вяжущих серии МГ, представляющих собой сочетание минеральных и органических компонентов, оптимизированных по составу и подвергнутых специальной обработке. Принцип действия данных модификаторов основан на создании условий для образования водоустойчивых соединений, формирования более плотной структуры и высокой дисперсности новообразований твердеющей системы при низком содержании воды. Использование гипсовых вяжущих на основе бета-полугидрата в сочетании с модификаторами МГ позволило создать составы для устройства полов, а также мелкозернистые бетоны и поробетоны для несущих и ограждающих конструкций в диапазоне плотностей от 400 кг/м3 до 1800 кг/м3 и прочностью при сжатии до 20 МПа.
Для России широкое использование гипсовых вяжущих при возведении и отделке зданий и сооружений особенно актуально по целому ряду причин. Во- первых, половина запасов мировых разведанных месторождений гипса находится на территории России. Во-вторых, стоимость производства гипсового вяжущего более чем в 5 раз ниже стоимости производства цемента. В-третьих, расход энергии на тонну продукции при производстве гипса в несколько (до 6) раз меньше, чем при производстве одной тонны цемента. В-четвертых, использование материалов на основе гипсовых вяжущих создает более комфортные условия для пребывания человека в помещении в различных климатических зонах при большом диапазоне изменения температурно-влажностных параметров. В-пятых, сроки производства работ с использованием бетонов и растворов на основе гипсовых вяжущих в несколько раз ниже, чем при работе с аналогичными материалами на основе портландцемента. В-шестых, составы на основе модифицированных гипсовых вяжущих сохраняют традиционно хорошие санитарно-гигиенические свойства гипсовых материалов и высокую скорость набора прочности, но при этом обладают более высокой водостойкостью и хорошими прочностными характеристиками. Сочетание этих свойств позволяет повысить энергосбережение строящихся зданий, использовать материалы на основе модифицированного гипса в качестве несущих или ограждающих конструкций в зданиях различного назначения и этажности или применять как отделочные материалы в помещениях с различными режимами эксплуатации, широко применять механизированные технологии производства строительных работ без использования тяжелой строительной техники, в несколько раз сократить сроки возведения зданий, повысить оборачиваемость опалубки и снизить себестоимость строительства.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
обсуждение статьи
Несмотря на многовековой опыт использования и высокие потребительские свойства, современное применение составов на основе наиболее доступного в России гипсового вяжущего бетаполугидрата ограничивается штукатурками и шпаклевками для помещений с нормальным режимом эксплуатации. В основном это связано с тем, что составы имеют низкую водостойкость и невысокие прочностные характеристики. Как правило, коэффициент размягчения для таких составов не превышает 0,4, а прочность при сжатии — 4-6 МПа. Повышение водостойкости материалов на основе гипсовых вяжущих до уровня материалов на основе гидравлических вяжущих означало бы существенное расширение области применения данных составов, а в сочетании с преимуществами гипсовых вяжущих составы на их основе составили бы серьезную конкуренцию составам на основе портландцемента.
Низкая водостойкость материалов на основе гипсовых вяжущих определяется прежде всего достаточно хорошей растворимостью двуводного гипса в воде, а также значительной пористостью затвердевших растворов и бетонов на основе гипсовых вяжущих. Исходя из этого, основными направлениями повышения водостойкости данных составов является снижение растворимости двуводного гипса и пористости материала с одновременным закрытием пор для предотвращения доступа воды внутрь материала. Поэтому при проектировании состава используют компоненты, обеспечивающие максимально возможную водостойкость без снижения других строительно-технологических характеристик. Это достигается в первую очередь применением в качестве вяжущего ангидрита, полугидрата или совместного использования смеси ангидрита и полугидрата. Такой выбор связан с более плотной структурой и более низкой водопотребностью данных гипсовых вяжущих по сравнению с гипсом и полугидратом.
Правильно подобранный гранулометрический состав заполнителей и наполнителей также способствует снижению пористости затвердевшего раствора. Более плотная структура материала достигается и при использовании суперпластификаторов и пеногасителей, а использование гидрофобизирующих добавок и редиспергируемых порошков сополимеров винилацетата и акрилата препятствует распространению воды через поры. Для снижения растворимости гипса используют добавки, при взаимодействии с которыми гипс образует соединения с более низкой растворимостью, чем у двуводного гипса. В качестве таких добавок производители чаще всего используют вещества, имеющие общий ион с сульфатом кальция, либо гидравлические вяжущие совместно с активными минеральным добавками. Новым этапом на пути расширения области применения гипсовых вяжущих стало использование модификаторов гипсовых вяжущих серии МГ, представляющих собой сочетание минеральных и органических компонентов, оптимизированных по составу и подвергнутых специальной обработке. Принцип действия данных модификаторов основан на создании условий для образования водоустойчивых соединений, формирования более плотной структуры и высокой дисперсности новообразований твердеющей системы при низком содержании воды. Использование гипсовых вяжущих на основе бета-полугидрата в сочетании с модификаторами МГ позволило создать составы для устройства полов, а также мелкозернистые бетоны и поробетоны для несущих и ограждающих конструкций в диапазоне плотностей от 400 кг/м3 до 1800 кг/м3 и прочностью при сжатии до 20 МПа.
Для России широкое использование гипсовых вяжущих при возведении и отделке зданий и сооружений особенно актуально по целому ряду причин. Во- первых, половина запасов мировых разведанных месторождений гипса находится на территории России. Во-вторых, стоимость производства гипсового вяжущего более чем в 5 раз ниже стоимости производства цемента. В-третьих, расход энергии на тонну продукции при производстве гипса в несколько (до 6) раз меньше, чем при производстве одной тонны цемента. В-четвертых, использование материалов на основе гипсовых вяжущих создает более комфортные условия для пребывания человека в помещении в различных климатических зонах при большом диапазоне изменения температурно-влажностных параметров. В-пятых, сроки производства работ с использованием бетонов и растворов на основе гипсовых вяжущих в несколько раз ниже, чем при работе с аналогичными материалами на основе портландцемента. В-шестых, составы на основе модифицированных гипсовых вяжущих сохраняют традиционно хорошие санитарно-гигиенические свойства гипсовых материалов и высокую скорость набора прочности, но при этом обладают более высокой водостойкостью и хорошими прочностными характеристиками. Сочетание этих свойств позволяет повысить энергосбережение строящихся зданий, использовать материалы на основе модифицированного гипса в качестве несущих или ограждающих конструкций в зданиях различного назначения и этажности или применять как отделочные материалы в помещениях с различными режимами эксплуатации, широко применять механизированные технологии производства строительных работ без использования тяжелой строительной техники, в несколько раз сократить сроки возведения зданий, повысить оборачиваемость опалубки и снизить себестоимость строительства.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
обсуждение статьи
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 46 за 2006 год в рубрике бетон
