Основные сведения о гипсовых вяжущих веществах


1. Гипсовые вяжущие вещества и области их применения в малоэтажном строительстве

Неводостойкие гипсовые вяжущие (далее НГВ) получают термической обработкой природного гипсового камня или гипсосодержащих отходов. Если термическая обработка сырья проводится при температуре 140... 170 °С при атмосферном давлении, то в результате получают обычное гипсовое вяжущее (строительный гипс), представленное в основном полугидратом сульфата кальция β-модификации (β CaSO4·0,5H2O). Если сырье обрабатывается в автоклаве при температуре 105... 110 °С и давлении 0,15...0,3 МПа, то получают высокопрочное гипсовое вяжущее (высокопрочный гипс), представленное в основном полугидратом сульфата кальция α- модификации (αCaSO4·0,5H2O). Эти вяжущие имеют различные технические характеристики.

Ангидритовыми вяжущими (АВ) называют вяжущие вещества, получаемые либо обжигом гипсового камня при 600...750 °С (ангидритовый цемент П.П. Будникова), либо при 800...950 °С (эстрих-гипс), либо путем измельчения природного ангидрита и активизаторов твердения. По вещественному составу они представлены в основном ангидритом (CaSO4).

Водостойкие гипсовые вяжущие (ВГВ) в отличие от обычных обладают способностью к гидравлическому твердению и позволяют получать водостойкие бетоны и растворы. Нашли применение в основном гипсоце-ментно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) и композиционное (модифицированное) гипсовое вяжущее (КГВ) - водостойкое гипсовое вяжущее низкой водопотребности.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ) представляют собой однородную смесь гипсового вяжущего (50...70%) с портландцементом (15...25%) и активной минеральной добавкой (20...35%). Соотношение между количеством портландцемента и АМД определяется по специальной методике (см. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник / Под общ. ред. А.В. Ферронской. - М., 2004).

Композиционные гипсовые вяжущие (КГВ) получают путем смешивания гипсового вяжущего (60...85%) с органоминеральным модификатором, в который входят портландцемент, активные и инертные тонкодисперсные кремнеземсодержащие материалы (микрокремнезем, зола, шлаки, кварцевый песок, стеклобой, кирпичный или керамический порошок, известняк и т.п. материалы), суперпластификатор и другие добавки в определенном соотношении, подвергнутые механохимической активации в по- мольном агрегате. В некоторых случаях механохимическая активация применяется и к гипсовому вяжущему.

Композиционные ангидритовые вяжущие (КАВ) получают также тщательным смешиванием предварительно активированных исходных компонентов (ангидритового вяжущего, портландцемента, кремнеземистых добавок, пластифицирующих и других химических и минеральных добавок) либо смешиванием ангидритового вяжущего с модификатором гипсовых вяжущих. Возможно совмещение помола и смешивания всех компонентов.

Композиционные гипсополимерные вяжущие (КГПВ) получают путем смешивания полимерного связующего и гипсового вяжущего. При совмещении столь различных по свойствам вяжущих образуется композит со сложной органоминеральной структурой и специфическими свойствами, присущими как ГВ, так и полимеру. В качестве последнего используют отверждающие полимеры (карбамидные и меламиновые смолы, акриловые сополимеры).

Гипсоизвестково-шлаковые вяжущие (ГИШВ) получают либо смешиванием тонкомолотых гипсового вяжущего, извести и кислого шлака в определенной пропорции, либо смешиванием тех же компонентов в процессе гидротермальной обработки.

Классификация гипсовых вяжущих и области их применения приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Классификация и области применения гипсовых вяжущих веществ в малоэтажном строительстве

Вид вяжущих Область применения
Обжиговые неводостойкие (воздушные) гипсовые вяжущие вещества
Гипсовое вяжущее марок Г-2...Г-7 (строительный гипс)
Изготовление строительных растворов, изделий и деталей, а также для получения смешанных гипсовых вяжущих и сухих смесей
Гипсовое вяжущее марок Г-7...Г-25 (технический и высокопрочный гипсы)
Для изготовления декоративных и архитектурных деталей, саморазравнивающихся стяжек под полы, строительных растворов. Для получения смешанных гипсовых вяжущих, сухих строительных смесей
Ангидритовый цемент (ангидритовое вяжущее) Кладочные растворы, устройство стяжек под полы, изготовление строительных изделий и деталей, изготовление искусственного мрамора, для получения смешанных ангидритовых вяжущих
Эстрих-гипс или высокообжиговый гипс
Специальные ангидритовые обжиговые вяжущие (отделочный ангидритовый цемент) Отделочные растворы, архитектурно-строительные изделия, искусственный мрамор
Водостойкие гипсовые вяжущие вещества
Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие Приготовление строительных растворов и бетонов, способных к гидравлическому твердению; изготовление строительных изделий, деталей и конструкций, в том числе несущих; устройство саморазравнивающихся стяжек под полы и др.
Композиционные гипсовые вяжущие
Композиционные ангидритовые вяжущие
Композиционные гипсополимерные вяжущие Изготовление облицовочных материалов, различных отливок, клеев, шпатлевок, обустройство интерьеров и фасадов зданий
Гипсоизвестково-шлаковые вяжущие Изготовление мелкоштучных строительных изделий и растворов

Примечание: классификация гипсовых вяжущих по водостойкости приведена в п. 1.2.

Для производства указанных в табл. 1.1 гипсовых вяжущих веществ применяют природное гипсовое или ангидритовое сырье или гипсосодержащие отходы.

2. Свойства гипсовых вяжущих

Гипсовые вяжущие вещества характеризуются целым комплексом свойств, которые дают возможность оценить их качество и области применения.

Основными свойствами ГВ являются: цвет, плотность, удельная поверхность, тонкость помола; водопотребность; сроки схватывания теста; механическая прочность, старение и др.

Цвет. Цвет гипсовых вяжущих зависит от химической чистоты гипсового сырья, содержания примесей и способа производства. Гипсовые вяжущие белого цвета получают из чистого сырья, а серого - из сырья с примесями минерального и органического происхождения.

В зависимости от способа производства получают вяжущее сероватого или высокой степени белизны.

Первый обусловлен примесями углерода, содержащимися в дымовых газах, непосредственно контактирующими с гипсом при обжиге, а второй -при обработке гипса в паровлажной среде.

Плотность. Значения истинной, насыпной в уплотненном и в рыхлом состоянии плотности гипсовых вяжущих составляют соответственно 2,6.. .2,75 г/см3, 1200... 1450 и 800... 1100 кг/м3.

Удельная поверхность. Внешняя удельная поверхность гипсовых вяжущих веществ - это суммарная поверхность всех зерен в единице объема или массы. Полная удельная поверхность - это сумма внешней поверхности и поверхности пор и капилляров. На удельную поверхность влияют размер, форма и микроструктура частиц вяжущего, которые зависят от способа производства вяжущих.

Внешняя удельная поверхность гипсовых вяжущих, применяемых для строительных целей, находится в пределах 300...500 м2/кг, а высокопрочных - 90... 1200 м2/кг.

Тонкость помола характеризует степень измельчения гипсового вяжущего и выражается остатком в массовых процентах на стандартном сите № 02 либо удельной поверхностью порошка вяжущего в м2/кг (см2/г). Обычно определяют внешнюю удельную поверхность гипсовых вяжущих, под которой понимают суммарную поверхность всех гипсовых кристаллов в единице объема или массы. Удельная поверхность гипсовых вяжущих, применяемых для строительных целей, определяемая методом воздухопроницания, находится в пределах 300.. .500 м2/кг, а высокопрочных - 90... 120 м2/кг. Тонкость помола влияет на водопотребность вяжущих, сроки схватывания и механическую прочность. Согласно ГОСТ 125-79 гипсовые вяжущие по степени помола подразделяются на вяжущие грубого (индекс 1), среднего (индекс 2) и тонкого (индекс 3) помола.

Водопотребность является важнейшим свойством гипсовых вяжущих и характеризует минимальное количество воды, необходимое для получения теста заданной консистенции. Отношение количества воды к массе гипсового вяжущего называется водогипсовым отношением (В/Г).

Водопотребность зависит от многих факторов: состава сырья, способа получения вяжущего и тонкости его помола. Для сопоставления свойств различных гипсовых вяжущих стандартом принята величина нормальной густоты теста.

Нормальная густота (НГ) выражается значением В/Г в % или в долях единицы, которое обеспечивает гипсовому тесту, получаемому при затворении вяжущего водой, стандартную консистенцию, характеризующуюся растекаемостью теста из цилиндра (вискозиметр Суттарда). Диаметр лепешки из теста нормальной густоты должен быть в пределах 180±5 мм.

Теоретически для гидратации полугидрата сульфата кальция необходимо 18,62% воды от массы вяжущего.

Практически для получения теста нормальной густоты из β-полугидрата сульфата кальция требуется 50...70%, для α-полугидрата сульфата кальция - 30...40%, для ангидритовых вяжущих -30...35%. Водостойкие гипсовые вяжущие в зависимости от состава и технологии получения могут иметь нормальную густоту от 30 до 65%. Вода, остающаяся в гипсовом камне после гидратации испаряется, образуя в нем поры и капилляры, отрицательно влияющие на физико-технические свойства вяжущих.

Сроки схватывания определяются временем от момента затворения гипсового вяжущего водой до начала и конца схватывания, определяемые при помощи прибора Вика. Начало схватывания - время (мин) от момента затворения вяжущего водой до момента, когда свободно опущенная игла прибора Вика после погружения в гипсовое тесто не доходит до дна на 1... 1,5 мм. Конец схватывания - время (мин) от момента затворения вяжущего водой до момента, когда свободно опущенная игла погружается в тесто на глубину не более 1 мм.

Сроки схватывания зависят от модификационного состава гипсовых вяжущих. Быстротвердеющие вяжущие в основном содержат двугидрат, медленнотвердеющие - ангидрит. Содержание той или иной модификации в гипсовом вяжущем определяется режимом обжига гипса, регулируя который можно получать вяжущие с требуемыми свойствами по срокам схватывания. Так, например, получение многофазового гипсового вяжущего с преимущественным содержанием ангидрита (такое направление получило распространение в зарубежной практике производства) обеспечивает замедленные сроки схватывания. В большой степени на сроки схватывания влияют тонкость помола вяжущих, водовяжущее отношение, длительность и условия хранения гипсовых вяжущих и другие факторы.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие делятся на 3 группы: быстротвердеющие, нормальнотвердеющие и медленнотвердеющие.

Наиболее эффективным способом регулирования сроков схватывания гипсовых вяжущих является применение соответствующих добавок (см. ниже).

Старение гипсовых вяжущих - это изменение их свойств (водопотребности, сроков схватывания, прочности) во время хранения. Старение может быть естественным и искусственным.

При естественном старении происходит изменение свойств гипсовых вяжущих при обычных температурах в естественных условиях хранения. Положительная роль естественного старения проявляется до 20...30 сут их хранения. При дальнейшем хранении прочность снижается, увеличивается водопотребность и частичная перекристаллизация мелких частичек дву-гидрата сульфата кальция в более крупные. По этой причине гипсовое вяжущее необходимо хранить в закрытых емкостях (силосах).

Искусственное старение - изменение свойств гипсовых вяжущих путем ускорения процесса старения до нескольких минут за счет частичной гидратации вяжущего искусственным оводнением. Оводнение осуществляется в закрытых смесителях путем обработки вяжущего насыщенным водяным паром при температуре 100 °С и выше. В результате такой обработки вяжущее приобретает пониженную водопотребность и на 20...30% повышенную прочность. Хранить такое вяжущее следует не более 10 сут.

Механическая прочность затвердевшего гипсового вяжущего определяется по результатам испытаний стандартных образцов на изгиб и (или) сжатие после твердения определенное время в соответствующих условиях в зависимости от вида вяжущего.

При стандартных режимах твердения прочность высушенных образцов в 2 и более раз выше прочности образцов через 2 ч после формования. Так, прочность образцов из строительного гипса через 2 ч составляет 4...6 МПа, а сухих 10... 16 МПа, из высокопрочного - соответственно 15...20и35...40.

Механическая прочность затвердевшего гипсового камня зависит от его плотности.

Увеличение плотности за счет снижения водогипсового отношения и интенсивного уплотнения является эффективным мероприятием, способствующим повышению прочности.

Водостойкость гипсовых вяжущих оценивается по коэффициенту размягчения.

Гипсовые вяжущие в зависимости от величины коэффициента размягчения делятся на:

  • неводостойкие (НВ) -Кр< 0,45;
  • средней водостойкости (СВ) - 0,45 ≤Кр ≤ 0,6;
  • повышенной водостойкости (ПВ) - 0,6 < Кр ≤0,8;
  • водостойкие (В)-Кр

Мономинеральные гипсовые и ангидритовые вяжущие являются неводостойкими (воздушными) вяжущими (НГВ). ГЦПВ и КГВ относятся к классу водостойких гипсовых (ангидритовых) вяжущих (ВГВ) и в зависимости от состава и исходных компонентов могут быть любой категории водостойкости.

Деформативность. Полугидрат сульфата кальция при схватывании и твердении в первоначальный период обладает способностью увеличиваться в объеме примерно на 0,5... 1%. Увеличение объема еще не схватившейся пасты не имеет вредных последствий, а часто является преимуществом при изготовлении различных изделий или ремонтных работах. Расширение твердеющего гипсового вяжущего обусловлено наличием в нем растворимого ангидрита, поскольку он при твердении увеличивается на 0,7...0,8%, тогда как полугидрат расширяется лишь на 0,05...0,15%. Гипсовые вяжущие, полученные при более высокой температуре и содержащие повышенное количество растворимого ангидрита, характеризуются большим объемным расширением. Высокопрочное гипсовое вяжущее при твердении обычно имеет расширение около 0,2%.

При дальнейшем твердении и высыхании происходит усадка в пределах 0,05... 0,1%.

3.3. Строительно-технические свойства гипсовых вяжущих

3.3.1. Гипсовые вяжущие по ГОСТ 125-79

В соответствии с ГОСТ 125-79* гипсовые вяжущие должны характеризоваться следующими свойствами.

Минимальные величины пределов прочности каждой марки вяжущего должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 3.2.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие делятся на следующие виды (табл. 3.3).

Таблица 3.1

Минимальный предел прочности каждой марки гипсового вяжущего

Марка вяжущего
Предел прочности образцов-балочек размерами 40x40x160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см2), не менее
при сжатии при изгибе
Г-2 2,0 (20) 1,2(12)
Г-3 3,0 (30) 1,8(18)
Г-4 4,0 (40) 2,0(20)
Г-5 5,0 (50) 2,5 (25)
Г-6 6,0 (60) 3,0 (30)
Г-7 7,0 (70) 3,5 (35)
Г-10 10,0 (100) 4,5 (45)
Г-13 13,0 (130) 5,5 (55)
Г-16 16,0 (160) 6,0 (60)
Г-19 19,0 (190) 6,5 (65)
Г-22 22,0 (220) 7,0 (70)
Г-25 25,0 (250) 8,0 (80)

Виды гипсовых вяжущих в зависимости от тонкости помола

Вид вяжущего Индекс степени помола Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более
Грубого помола I 23
Среднего помола II 14
Тонкого помола III 2

3.3.2. Ангидритовые вяжущие

Технические требования к ангидритовым вяжущим приведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Технические требования к различным ангидритовым вяжущим

Показатели Единица измерения Ангидритовое вяжущее (цемент) Эстрихгипс Отделочное ангидритовое вяжущее Безобжиговое ангидритовое вяжущее
Тонкость помола -остаток на сите № 008, не более % 15 5 (на сите№02) 15 15
Плотность г/см3 2,8...2,9 2,9...3,0 2,85...2,9 3,0
Насыпная плотность в рыхлом состоянии кг/дм3 0,8...1,0 0,9...1,1 0,8...1,0 1,0...1,2
Нормальная густота % 35...40 30...35 37...43 25...30
Сроки схватывания теста нормальной густоты:  
начало ч 0,5...2 2...3 1...2 2...4
конец ч 2...4 4...6 2...4 4...8
Предел прочности на растяжение при изгибе образцов из теста нормальной густоты через 7 сут твердения во влажных условиях МПа 2,0...3,0 1,5...2,5 3,0...3,5 1,0...1,5
То же, через 28 сут твердения МПа 2,5...4,5 2,0...3,5 3,5...4,5 1,5...2,5
Предел прочности при сжатии через 28 сут твердения во влажных условиях МПа 15,0...30,0 15,0...20,0 25,0...35,0 10,0...20,0
Коэффициент размягчения   0,58...0,62 0,6... 0,65 - -

Согласно ранее существовавшему стандарту на ангидритовый цемент прочность раствора состава 1:3 (ангидритовый цемент: нормальный песок) через 7 сут должна соответствовать величинам, приведенным в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Технические требования к прочности раствора на ангидритовом цементе

Марки ангидритового МПа, не менее цемента Предел прочности, МПа, не менее
при сжатии при растяжении
50
100
150
200
2,5
7,0
9,0
11,0
0,6
1,2
1,5
2,0

3.3.3. Водостойкие гипсовые вяжущие

Водостойкие гипсовые и ангидритовые вяжущие (ВГВ) должны соответствовать требованиям ТУ 21-0284757-1-90 и техническим условиям на конкретные ВГВ.

По согласованию с потребителем выпускаются вяжущие с другими сроками схватывания.

Основные технические требования к Гипсоцементно-пуццолановым вяжущим (ГЦПВ) согласно ТУ 21-31-62-89 приведены в табл. 3.6.

Основные технические требования к композиционным гипсовым вяжущим (КГВ) согласно ТУ 21-53-110-91 приведены в табл. 3.7.

Таблица 3.5

Технические требования к Гипсоцементно-пуццолановым вяжущим

Наименование показателя Единица измерения Марка вяжущего
100 150 200 250 300
Тонкость помола, остаток на сите № 02 (размер ячеек в свету 0,2 мм), не более % 15

Сроки схватывания:

 

начало, не ранее

мин 4

конец, не позднее

мин 20
Предел прочности при изгибе образцов-балочек, твердевших во влажных условиях 7 сут, затем высушенных до постоянной массы, не менее МПа 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Предел прочности при сжатии половинок образцов-балочек, не менее МПа 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0
Допускаемая категория по водостойкости   СВ, ПВ, В ПВ, В

Таблица 3.6

Технические требования к композиционным гипсовым вяжущим

Наименование показателя Единица измерения Марки вяжущего по прочности
15 20 25 30
Тонкость помола, удельная поверхность, не менее м2/кг 500
Сроки схватывания:  
начало, не ранее мин 2
конец, не позднее мин 15
Предел прочности образцов балочек в возрасте 28 сут нормального твердения (температура 20+2 °С, ф = 95%)  
при изгибе
МПа 4,0 5,0 6,0 9,0
при сжатии МПа 15,0 20,0 25,0 30,0
Категория по водостойкости   ПВиВ

Основные технические требования к композиционным ангидритовым вяжущим (КАВ) приведены в табл. 3.7 (по данным КазАСА).

Таблица 3.7

Технические требования к композиционным ангидритовым вяжущим

Наименование показателя Единица измерения Марки вяжущего
400 500 600
Нормальная густота % 27...30
Сроки схватывания:  
начало, не ранее мин 30
конец, не позднее час 24
Тонкость помола, остаток на сите № 008, не более % 4...7
Прочность на сжатие в стандартном возрасте, не менее МПа 40 50 60
Коэффициент размягчения, не ниже   0,65

Свойства неводостойких гипсовых и ангидритовых вяжущих из разнообразных гипсосодержащих отходов (фосфогипс, борогипс, цитрогипс, сульфогипс, кремнегипс и др.) зависят как от качества используемых отходов, так и от применяемой технологии производства вяжущих (см. выше). Гипсовые и ангидритовые вяжущие, получаемые из сульфатсодержащих отходов, должны соответствовать требованиям действующих стандартов на гипсовые вяжущие и технических условий на конкретные виды вяжущих.

Водостойкие гипсовые и ангидритовые вяжущие из гипсосодержащих отходов получают преимущественно смешиванием готовых неводостойких вяжущих с портландцементом и специальными добавками и добавлением этих компонентов непосредственно в процессе получения вяжущих (либо на стадии гидротермальной обработки, либо на стадии варки, либо при помоле и т.д.). В результате получают вяжущие, являющиеся в основном разновидностями Гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ. Поэтому эти вяжущие должны соответствовать требованиям ТУ 21- 0284757-90 (см. выше).

Таблица 3.8

Свойства гипсовых вяжущих в зависимости от способа их изготовления и применяемого оборудования для тепловой обработки

Вид агрегата для гидратации Вид вяжущего Нормальная густота вяжущего (В/Г) Сроки схватывания Прочность высушенных образцов, МПа
начало конец при изгибе при сжатии
Вяжущие из природного гипсового сырья
Вращающаяся печь β-полугидрат 0,75 13 28 4,8 11,2
Гипсоварочный котел β-полугидрат 0,64 9 22 5,2 14,0
Колосниковая печь Многофазовое вяжущее (штукатурный гипс) 0,60 6 35 5,1 15,5
Автоклав α-полугидрат 0,38 10 22 12,3 40,4
Вяжущие из гипсосодержащих отходов производства
Вращающаяся печь β-полугидрат 0,74 5 13 4,7 11,0
Гипсоварочный котел β-полугидрат 0,92 14 45 6,2 12,5
Гипсоварочный котел (без кристаллизации) β-полугидрат 0,71 6 16 4,0 10,2
Колосниковая печь многофазовое вяжущее 0,56 6 20 6,7 20,8
Автоклав α-полугидрат 0,39 13 26 11,7 43,9

Примечание. Испытания проводились в соответствии со стандартом ФРГ DIN 1166.

Таблица 3.9

Свойства гипсовых вяжущих из фосфогипса

Показатель Способ производства и вид вяжущего
«Кнауф SI» «Кнауф S II и S III» «Эйр Индустри»
β-полугидрат Штукатурный гипс β-полугидрат
для ручного способа для механизированного
способа
адгезиионный товарный
Водогипсовое отношение 0,7 0,55 0,48 0,66 0,64 0,62
Начало схватывания, мин 5 5 75 40 45 2
Конец схватывания, мин 16 21 150 75 40 45
Средняя плотность, кг/м3 1050 1340 1200 840 920 не приведено
Прочность, МПа, на:  

изгиб
сжатие

4,2
10,5
6,8
20,4
2,2
6,0
1,4
3,5
1,7
3,9
2,2
4,5

Решающее влияние на свойства гипсовых вяжущих, изготовленных из природного сырья или гипсосодержащих отходов, оказывает способ их производства и вид основного оборудования (табл. 3.8 и З.9).

3.3.4. Принципиальные отличия неводостойких от водостойких гипсовых вяжущих

НГВ широко применяются в отечественном и зарубежном строительстве в виде различных материалов и изделий внутри помещений с относительной влажностью воздуха до 60%.

Такие области применения обусловлены рядом отрицательных свойств НГВ и изделий на их основе. Так, вяжущие на основе (β-полугидрата сульфата кальция (строительный гипс) обладают высокой водопотребностью (50...70%), низкой водостойкостью, а изделия из них характеризуются значительной ползучестью и снижением прочности при увлажнении, малой морозостойкостью, а следовательно, и долговечностью.

Причина недостаточной водостойкости НГВ, по которой в основном сдерживается широкое использование их в строительстве, объясняется исследователями по-разному.

Анализ этих исследований позволяет заключить, что низкая водостойкость ГВ обусловлена высокой растворимостью двугидрата сульфата кальция, его высокой проницаемостью и расклинивающим действием молекул воды при проникании в межкристаллические полости. Структура затвердевшего ГВ характеризуется высокой сообщающейся пористостью с размером пор в пределах 1,5...3 мкм, удлиненными кристаллами двугидрата сульфата кальция, которые имеют между собой точечные соединения, имеющие тенденцию к разрыву при небольших напряжениях. Кроме того, двугидрат сульфата кальция характеризуется достаточно большим объемом межплоскостных (межкристаллических) пространств (полостей), в которые проникает вода, ослабляя связи и вымывая гипс. Все это при увлажнении и приводит к значительному снижению прочности и размыванию гипсовых отливок в процессе эксплуатации и другим отрицательным свойствам изделий из НГВ.

Поэтому многие зарубежные и отечественные исследователи занимались и занимаются улучшением свойств НГВ, и прежде всего водостойкости.

В настоящее время доказано, что одним из основных путей повышения водостойкости гипсового вяжущего и улучшения других его свойств является введение в него веществ, вступающих с ним в химическое взаимодействие с образованием водостойких и твердеющих в воде продуктов, как в результате химической реакции с гипсовым вяжущим, так и вследствие собственной гидратации, изменяющих структуру затвердевшего вяжущего.

Именно на этой основе в 50-е годы прошлого столетия в МИСИ им. В.В. Куйбышева (ныне - МГСУ) под руководством А.В. Волженского были созданы ГЦПВ (см. выше), а в конце XX века под руководством А.В. Ферронской (В.Ф. Коровяков, Л.Д. Чумаков, В.В. Мельниченко, А.Д. Егорова и др.) - ГЦПВ нового поколения - гидравлические композиционные гипсовые вяжущие низкой водопотребности (КГВ).

Исследования механизма твердения НГ и ВГ вяжущих и формирования их структуры позволили установить основные причины отличия НГ от ВГ вяжущих.

При твердении ГЦПВ формируется принципиально новая структура, отличная от структуры затвердевшего ГВ, а именно:

  • в затвердевшем ГЦПВ (по сравнению с ГВ) изменяется состав и характер новообразований, включающих субмикрокристаллические низкоосновные гидросиликаты кальция, а также другие металлорастворимые гидратные соединения, сходные по составу с продуктами гидратации портландцемента, при этом их количеством и качеством можно управлять как технологическими, так и химическими приемами;
  • меняется также характер структуры и структурной пористости затвердевшего ГЦПВ.

Использование технологического приема, основанного на достижениях в области механо-химической активации с учетом особенностей твердения гипсоцементно-кремнеземистых вяжущих, позволило создать КГБ, имеющее новый тип структуры, отличный от структуры других ВГВ (ГЦПВ и др.), обеспечивающий высокие показатели свойств этим вяжущим. КГВ и бетоны на их основе характеризуются новым уровнем технологических и технических свойств по сравнению с известными ВГВ и бетонами на их основе и отличаются улучшенными эксплуатационными свойствами.

Таким образом, основной причиной принципиального отличия НГ от ВГ вяжущих является своеобразие процесса твердения и структуры НГ и ВГ вяжущих.

Что касается технологических и технических свойств КГПВ, то, по данным И.М. Баранова, они определяются свойствами полимера и улучшаются по сравнению с гипсовым вяжущим тем больше, чем больше в его составе полимера. При этом, если композиту следует придать более высокую прочность, можно использовать карбамидные смолы. Если же кроме прочности требуется более высокая водостойкость, то необходимо применять меламиновые смолы. В случае если же в композиционном материале при эксплуатации будут появляться различные деформации, то следует использовать акриловые полимеры, обладающие высокой прочностью, эластичностью и водостойкостью.

Библиографический список

1. Балдин В.П. Современные виды эффективных гипсовых изделий и способы их производства: Учеб. пособие. -М., 1990, 142 с.

2. Баранов И.М. Новые композиционные гипсовые материалы для облицовки фасадов зданий // Строительные материалы, 2006, № 7, с. 4.. .5.

3. Боженов П.И. Высокопрочный гипс. -Л., 1945.

4. Будников П.П. Гипс, его исследование и применение. - М., 1951, 372 с.

5. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М., 1986, 464 с.

6. Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение). - М., 1974, 328 с.

7. Волженский А.В., Стамбулко В.И., Ферронская А.В. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. — М., 1971,318 с.

8. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник / Под общ. ред. А.В. Ферронской. - М., 2004, 488 с.

9. Ферронская А.В., Коровяков В.Ф. и др. Композиционные гипсовые вяжущие. / Мат. н-т-к «Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов». -Алма-Ата, 1990, с. 20...22.

10. Патент РФ № 2070172 по заявке № 4857294 / 33 от 07.08.90, БИ № 34, 1996.

11. Ферронская А.В., Коровяков В.Ф., Мельниченко СВ., Чумаков Л.Д. Водостойкие гипсовые вяжущие низкой водопотребности для зимнего бетонирования // Строительные материалы, 1992, № 5, с. 15... 17.