книги из ГПНТБ / Волженский А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение)

стенах с облицовкой изнутри помещения гипсовыми и гипсошлаковыми плитами, в межкомнатных перего­ родках, в междуэтажных и чердачных перекрытиях (только в опытном порядке).

Наибольшее применение в гражданском и промыш­ ленном строительстве гипсовые изделия в различных конструкциях получили в последующие годы (с 1941 г.).

Всвязи с расширением области применения гипса необходимо было повысить его прочность и дифферен­ цировать прочностные требования в зависимости от ус­ ловий его использования. Поэтому в эти годы было проведено большое количество исследований, направленных, с одной стороны, на повышение прочности гип­ совых вяжущих, с другой — на определение основных физико-технических свойств гипсовых бетонов с целью расширения областей их применения, в частности для несущих конструкций.

Вряде районов, где гипс является местным материа­ лом, были возведены десятки и сотни зданий, в которых не только стены, но и другие части здания выполнялись

в виде стеновых камней и блоков. В опытном порядке были выполйены перекрытия в жилых зданиях из гип­ сожелезобетонных изделий.

Значительному применению гипса в строительстве в годы Великой Отечественной войны в большой мере спо­ собствовала организация, начиная с 1941 г., заводов по производству высокопрочного гипса по способу Ф. Т. Садовского и А. С. Шкляра с использованием автокла­ вов (демпферов) [144] и другими способами.

В опытном порядке было осуществлено строительство как одно-, так и двухэтажных домов с применением, в частности, изделий из гипеожелезобетона.

Наряду со строительным гипсом при изготовлении гипсовых изделий использовали также и высокопрочный (демпферный) гипс и ангидритовое вяжущее (цемент).

Для экономии гипсового вяжущего при производст­ ве изделий использовали,разного рода заполнители (в основном шлаковые).

В Казахской ССР (прежде всего в г. Гурьеве) и в Куйбышевской области для производства камней, бло­ ков и стеновых плит также использовали наряду со

93

строительным и высокопрочный (демпферный) гипс. Стены возводили из блоков, в основном системы СПБ. Кладка осуществлялась в один блок «насухо» с после­ дующей заливкой швов. Перекрытия выполнялись гип­ собетонными, армирование их осуществляли деревянной рейкой. Примененный здесь метод прессования изделий позволил повысить их водоустойчивость, что давало воз­ можность применения изделий при устройстве полов и кровли (в виде черепицы). Демпферный гипс использо­ вали и для строительства цельногипсовых домов.

На Украине в 40-х годах гипс использовался пре­ имущественно при производстве различных изделий для внутренних -конструкций. Несколько позже гипс начали применять в наружных стеновых конструкциях. Разра­ ботанные ЮжНИИ гипсоопилочные блоки получили применение при строительстве малоэтажных зданий. Блоки «швеллерного сечения» укладывались полками во внутрь и скреплялись скобами. По первому ряду укла­ дывался раствор, а после установки второго ряда про­ изводилась заливка вертикальных швов известково-гип­ совым раствором.

Стены малоэтажных зданий в Горловке, Артемовоке и других городах Донбасса устраивались также из гип­ сошлаковых либо гипсоопилочных плит размером 700X700X20 мм. Заполнение между плитами при воз­ ведении стен было либо из гипсошлакоизвесткового бе­ тона (состав 1: 1: 7) , либо просто из шлака. В мало­ этажном жилищном строительстве Донбасса широкое применение нашли также перегородки из гипсобетона с органическими и неорганическими заполнителями, а в некоторых случаях перегородки делали из пеногипсовых плит.

Наряду со стеновыми конструкциями гипсоопилочные плиты в строительной практике Украины использовали и при устройстве наката в перекрытиях.

Как видно, в годы войны гипс, в том чйсле высоко­ прочный, по-прежнему имел наибольшее применение в стеновых конструкциях. При этом возведение стен осу­ ществлялось из блоков, литьем из гипсобетона в опа­ лубке, трамбованием стен из жесткого гипсобетона в опалубке. Метод литья обладает рядом существенных недостатков, среди которых главными являются труд­ ность и длительность сушки стен, а также сезонность возведения их. Трамбование стен из жесткого гипсобето-

94

на эффективнее литья и поэтому получило большее при­ менение в строительстве. Однако и этот метод не яв­ ляется эффективным и индустриальным. Наиболее эф­ фективным из указанных методов следует считать ме­ тод возведения стен из блоков, изготовленных в завод­ ских или построечных условиях. Поэтому он нашел в строительстве того времени наибольшее применение. В это время было разработано и предложено для прак­ тического внедрения большое количество самых разно­ образных типов блоков, сплошных и пустотелых («кре­ стьянин», «украинец», «Иоселевич», «ОСМИ», «СПБ», «Булычев», «Торонто», «Рациональ», «Дворкович», «Ан­ типин» и др.).

Таким образом, несмотря на то, что ,в годы войны наибольшее использование получили гипс высокопроч­ ный (демпферный) и ангидритовый цемент, области применения гипса оставались прежними. Это показыва­ ет, что гипс повышенного качества использовался в не­ выгодных условиях (камни, блоки и т. д.) без надле­ жащего использования его потенциальных возможно­ стей. Вот почему дальнейшие исследования были на­ правлены на изыскание путей более эффективного ис­ пользования высокопрочного гипса. В результате воз­ никли попытки применения высокопрочного гипса в кон­ струкциях перекрытий в виде армогипсобетонных изде­ лий [72]. Исследования, проведенные А. П. Васильевым [21], а также П. И. Боженовым [11, 12], показали, од­ нако, что «армогипсобетонные конструкции подобны обычным железобетонным только в сухом состоянии, при соблюдении особых условий армирования и защи­ ты арматуры от коррозии».

Опыт применения гипсовых вяжущих в строительст­ ве в этот период, а также проведенные исследования позволили составить ряд нормативной и проектной до­ кументации с указанием основных областей их приме­ нения, а именно [61, 121]: в стенах и перегородках; в кровлях и полах; в плитах для заполнения в между­ этажных и чердачных перекрытиях; для изготовления растворов для кладки, а также теплоизоляционных и огнезащитных изделий.

Для некоторого уменьшения при эксплуатации уса­ дочных деформаций, коробления и пластических дефор­ маций изделий рекомендовалось изготовлять изделия не из чистого гипсового вяжущего, а из гипсобетона, для

95

повышения водостойкости — введение до 15% иэвестипушонки (от массы гипса).

В50-х годах строительным трестом № 3 в г. Уфе бы­ ло построено несколько жилых домов из стеновых бло­ ков, изготовленных по технологии, разработанной в Уральском политехническом институте А. А. Антипи­ ным [1].

В1959 г. по предложению А. К. Смирнова в Лат­ вийской ССР осуществляется производство и примене­ ние блоков, перегородочных плит и плит наката из гип­ соорганического бетона.

Одной из важнейших задач в послевоенный период было создание мощной промышленности строительных материалов и обеспечение строительства готовыми из­ делиями и деталями, которые способствовали бы ор­ ганизации массового сборного строительства для быст­ рого и экономичного восстановления огромных жилых массивов. Решение этой проблемы было невозможно без широкого использования местных строительных мате­ риалов, 'среди которых не последнее место занимает гипс, выгодно отличающийся от многих местных мате­ риалов своими свойствами. Поэтому -вскоре после вой­ ны наблюдался значительный рост гипсовой промышлен­ ности, были построены новые и модернизированы ста­ рые гипсовые предприятия. Производство гипсовых бло­

ков в 1952 г. по сравнению с 1941 г. выросло почти в

главным образом за счет того, что их стали произво­ дить на автоматизированном оборудовании.

Производство крупноразмерных перегородочных из­ делий сначала осуществлялась в кассетных вертикаль­ ных формах и на опрокидных горизонтальных стендах [391. В 1955 г. начался выпуск гипсобетонных перего­ родочных панелей размером на комнату на прокатных станах, впервые в мировой практике созданных для этих целей в СССР. Было построено 55 цехов с такими станами [67].

Несмотря на это, возможности гипсовой промышлен­ ности не использовались, что можно было объяснить частичным несоответствием ассортимента выпускаемых изделий требованиям современного строительства и не­ которым недоверием -в то время к гипсовым изделиям и

96

зданиям из них. Последнее объяснялось недостаточной

В связи с этим наряду с увеличением объема выпуска крупноразмерных гипсобетонных изделий одной из глав­ ных задач явилось повышение качества продукции, ее прочности и, главное, водостойкости с целью резкого расширения ассортимента гипсобетонных изделий и де­ талей.

Как уже отмечалось, наиболее эффективным оказа­ лось применение в строительстве гипсовых изделий и конструкций на базе гипсоцементнопуццолановых и гипсошлакоцементнопуццолановых вяжущих веществ.

Впервые эти вяжущие были использованы в город­ ском строительстве в 1956 г. при изготовлении панелей для устройства перегородок в санитарных узлах. В 1958—1959 гг. на водостойких вяжущих методом про­ ката на стане Н. Я. Козлова были изготовлены комп­ лекты панелей, армированных деревянной рейкой. Они были применены при строительстве 68 одноэтажных до­ мов в пое. «Здравница» (под Москвой). Такие же дома (в количестве десяти) в 1964 г. были построены в при­ городе Красноярска. Из панелей монтировались стены, полы и перекрытия домов.

Внастоящее время ГЦП и ГШЦП вяжущие, выпус­ каемые централизованно некоторыми гипсовыми завода­ ми (Москва, Щурово, Новомосковск и др.), применяют­ ся для производства различных изделий и конструк­ ций. Так, на прокатных станах изготовляют перегоро­ дочные панели для санитарных узлов и оснований под полы, блоки с вентиляционными каналами. В большом количестве применяются в строительстве объемные са­ нитарно-технические кабины [129].

Эти вяжущие в 1960 г. использовались для приготов­ ления растворов при производстве виброкирпичных па­ нелей и блоков [64].

Вряде институтов (ВНИИНСМ, НИИАсбестцемент, Гипростройматериалы) проведены разработка техноло­ гии и внедрение безнапорных труб на основе ГЦПВ с

волокнистым заполнителем [9], в других организациях (МИСИ, Дзержинский гипсовый комбинат) — безнапор­ ных труб из плотного и пористого ГЦП бетонов [40, 47]. Эти трубы рекомендуются к применению как в систе-

мах воздушного отопления, вентиляции и кондициони­ рования воздуха, так и для подземного кабельного хо­ зяйства, мелиоративных работ и т. д.

Начиная с 1965 г. в строительстве Риги и других горо­ дов применяются гипсополимерцементные составы для отделки наружных и внутренних зданий и других отде­ лочных целей [138].

Теплоизоляционно-конструктивные изделия из пено- и газобетона па основе ГЦП вяжущих могут изго­ товляться как по прокатной, так и по любой другой технологии. Некоторое применение эти изделия нашли в 60-х годах.

Исследования, проведенные в МИСИ им. В. В. Куй­ бышева (С. И. Бирюков), показали, что сухие порис­ тые заполнители, изготовляемые дроблением ячеистого гипсоцементнопуццоланового бетона, могут с успехом применяться для утепления трехслойных панелей ограж­ дающих конструкций.

Большое применение ГЦП и ГШЦП вяжущие долж­ ны найти в сельском строительстве благодаря тому, что технология изделий на этих вяжущих отличается простотой. Наиболее эффективными в сельском строи­ тельстве являются легкие ГЦП и ГШЦП бетоны для изготовления крупных блоков и панелей.

Внастоящее время (рис. III. 1) в пос. Буньково Мо­ сковской области построен двухэтажный дом со стена­ ми из керамзитобетонных блоков на основе ГЦП вяжу­ щего [130]. Такой же дом, но с использованием термолитобетона (вместо керамзитобетона) построен во Вла­ димирской области.

ВКиргизской ССР, начиная с 1965 г., ГЦП вяжу­ щие используются для строительства кошар, коровни­ ков, а также других сельскохозяйственных производст­ венных помещений /41]. Стены и покрытия в этих пол­ носборных постройках выполнены из прокатных ГЦП

керамзитобетонных или опилкобетонных панелей

(рис. III. 2).

ГЦП прокатные панели используются также в свод­ чатых покрытиях сельскохозяйственных зданий. Некото­ рое применение нашел ГЦП керамзитобетон при устрой­ стве поло)в в животноводческих помещениях. Для по­ вышения долговечности керамзитобетонного пола на ГЦП вяжущих рекомендуется использовать битумную эмульсию [131].

98

111.2. З А Р У Б Е Ж Н Ы Й О П Ы Т

Гипсовая промышленность за рубежом получила наи­ большее развитие в США, Канаде, Англии, Франции, а также в Польше, ГДР и Чехословакии. В этих странах основным вяжущим является полуводный строительный гипс, значительно меньше производится ангидритового вяжущего и автоклавного гипса. Полуводный строитель­ ный гипс изготовляется в варочных котлах или во вра­ щающихся печах. Большая часть гипсовых вяжущих употребляется в строительстве и лишь незначительная часть — для других целей. Основной продукцией, выпу­ скаемой предприятиями, являются гипсовые растворы и сухая гипсовая штукатурка.

Следует отметить, что в зарубежной практике почти не уделяется внимания вопросу повышения .водостойко­ сти гипсовых вяжущих. Отсюда ясна и тенденция при­ менения их преимущественно во внутренних частях зданий.

ВСША почти все производство гипсовых вяжущих

иизделий из них осуществляется несколькими фирма­ ми («National Gypsum Со», «United States Gypsum Company» и др.). Ими изготовляются различные гипсо­ вые растворы, сухая гипсовая штукатурка и изделия: стеновые и перегородочные плиты (сплошные и пустоте­ лые) ; конструктивные элементы перекрытий (плиты для потолков и полов, плиты для огнезащиты металлических узлов и балок, кровельные плиты и т. п.); отделочные материалы (сухая гипсовая штукатурка, перфорирован­ ные отделочные плиты и т. д.). Кроме черновой, стали широко выпускать различного рода отделочную сухую штукатурку («Lath»).

Внастоящее время в США основной продукцией яв­ ляется сухая гипсовая штукатурка с большим диапазо­ ном по видам и качеству, а также некоторые другие отделочные и акустические гипсовые материалы.

Канада добывает значительное количество гипсово­ го сырья, 70% которого она экспортирует в другие стра­ ны (главным образом в США). Основная часть произ­ водимого гипса расходуется в строительстве для раст­ воров и производства сухой штукатурки (черновой, от­ делочной и др.). Некоторое применение гипсовые вяжу­ щие находят в малоэтажном строительстве в виде круп­ норазмерных гипсовых панелей .высотой на этаж. Для

" 101

повышения погодоустойчивости эти панели с наружной стороны обрабатываются специальными защитными по­ крытиями.

Англия имеет большие запасы гипсового сырья, ко­ торое в основном перерабатывается в следующие три вида гипсовых вяжущих [148]:

строительный полуводный быстротвердеющий гипс [класс А), составляющий более 16% производства гип­ са; этот гипс применяется для гипсовой сухой штука­ турки и гипсовых листовых материалов, а также в не­ значительном количестве для гипео(из(веежювой штука­ турки;

медленнотвердеющий гипс (класс В) — в объеме око­ ло 55%, применяемый для штукатурных целей и реже для оштукатуривания в один слой поверхностей обыч­ ного бетона;

обезвоженный строительный гипс (класс С) -— в объ­ еме примерно 25% производимого гипса. Этот вид пип­ са содержит добавки ускорителей твердения (0,5—1% поташа) или некоторое количество гипса полутидрата; употребляется в основном для штукатурки. Значитель­ ная часть этого гипса используется для производства листов сухой штукатурки и перегородочных плит.

Большое распространение в Англии получили плиты «Ballrock». Они используются как во внутренних, так и в наружных конструкциях стен. Наружные плиты с двух сторон имеют перфорированную поверхность, на которую затем наносится штукатурка с последующей окраской.

Довольно широкое применение гипс получил во Франции. Достаточно отметить, что около 75% зданий Парижа возведено с использованием гипсовых раство­ ров. Наряду со строительным гипсом здесь применяет­ ся для этих целей ангидритовый цемент и эстрих-пипе. Значительное количество гипсового вяжущего расходу­ ется во Франции на сухую штукатурку. Для малоэтаж­ ных (обычно пригородных) построек для наружных стен во Франции применяют гипсовые панели высотой на этаж.

В последнее десятилетие во Франции началось пе­ ревооружение гипсовой промышленности и оснащение ее новым оборудованием. Например, в Вожуре постро­ ен завод и осуществляется производство гипса непре­ рывным способом.

102