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

Внастоящее .время гипс применяется по-прежнему широко для производства штукатурных работ и для кла­ дочных растворов. Он также используется для произ­ водства строительных изделий [154].

ВШотландия разработан тип дачных домиков со сте­ нами из гипсовых панелей на высоту этажа. Панели с наружной стороны имеют шероховатую поверхность для нанесения облицовочного слоя. Скрепление панелей осу­ ществляется вшпунт с заливкой пазов гипсовым раство­ ром. Наружной поверхности придается специальными методами повышенная погодоустойчивость.

Подобного рода дома нашли применение в Австра­ лии, Ираке и в других странах [145]. В опытном по­ рядке в Австралии возводят здания из гипсобетонных блоков-комнат, изготовленных на заводах монолитным способом.

Значительными запасами гипсового сырья располага­ ет Польша. Здесь выпускаются в большом количестве гипсовые вяжущие. Первое здание из гипсобетона в Польше построено в 30-х годах. В послевоенные годы построено несколько крупных гипсовых предприятий. Наряду с обожженным получил применение необожжен­ ный гипс [162, 163]. Некоторое применение в строитель­ стве получил также ангидритовый цемент и эстрих-гипс.

Практика польских строителей показала, что гипсо­ вые материалы могут применяться при возведении зда­ ний повышенной этажности. Интересным примером это­ го может служить построенный в Варшаве четырех­ этажный жилой дом с несущими наружными стенами из монолитного гипсобетона, облицованного гипсовыми плитами.

Особенно широкое применение гипс, по утверждению польских исследователей, должен найти в сельском строительстве.

В строительной практике Польши в настоящее время применяются два способа возведения зданий из гипса: из монолитного гипсобетона и из сборного гипсобетона. Монолитным способом возводят наружные и внутренние стены в переставляемой и скользящей опалубках. Спо­ собом трамбования укладывают бесшовные полы или основания под полы (преимущественно из эстрих-гип- са). Наиболее перспективным является возведение зда­ ний из .сборных элементов. Этот способ в настоящее вре-

103

мя положен в основу дальнейшего развития строитель­ ства из гипсобетона.

Наибольшее применение получили изделия из гипсо­ бетона для наружных и внутренних стеновых конструк­ ций. Гипсобетон готовится с различными заполнителями (кирпичный бой, известняковый щебень, топливные и ме­ таллургические шлаки, опилки, соломенная сечка и т. п.).

Кроме стеновых элементов, в малоэтажном строи­ тельстве Польши в сочетании с металлом (или деревом) применяются гипсовые сборные элементы для перекры­ тий и плоских крыш.

В Польше производят также сухую гипсовую штука­ турку и изделия из ячеистого гипсобетона как для теп­ лоизоляционных, так и конструктивных элементов. Иног­ да плотный гипсобетон сочетают с пористым, создавая комбинированные конструкции, в которых внутренний

•слой изготовлен из ячеистого, а ива наружных из отощенного плотного гипсобетона.

На территории ГДР имеются большие месторождения гипсовых и ангидритовых пород. Основная часть добы­ ваемого сырья используется гипсовой промышленностью, затем цементной, химической и другими отраслями про­ мышленности. Значительная часть производимых гипсо­ вых вяжущих идет на экспорт.

Из гипсовых вяжущих (p-модификации) в большом количестве выпускаются штукатурный и отделочные гипсы, отличающиеся от обычного строительного гипса сроками схватывания, а также модельный гипс. Кроме того, производят ангидритовые вяжущие под названием «лойнит» и эстрих-гипе. В строительной практике на­ шел также применение мраморный пипс и растворный медленнотвердеющий гипс, приготовляемый в виде сме­ си 1 части гипса с 3 частями песка. Выпускаются также гипсовые вяжущие, обладающие высокими прочностны­ ми показателями. Например, высокопрочный гипс имеет прочность на сжатие до 500 кгс/см2 и характеризуется повышенной водостойкостью. Примерно такими же пока­ зателями обладает технический гипс, выпускаемый для керамической и лакокрасочной промышленности и дру­ гих целей.

Наибольшее применение гипсовые вяжущие получи­ ли в строительстве при производстве отделочных и шту­ катурных работ. При этом используют либо чистый от-

104

делочный гипс без добавок, либо -смесь отделочно-го гип­ са с песком и -различными добавками в виде легких по­ ристых песков (перлита, вермикулита и др.), либо смесь гипса с известью, иногда и с песком. Эстрих-гипс при­ меняется главным образом для устройства поло1В (или оснований под полы). Для этих же целей используют и ангидритовое вяжущее.

Гипсовые вяжущие применяют также при производ­ стве перегородочных плит и панелей из плотного и яче­ истого гипсобетонов [164]; неармированных и армиро­ ванных плит и панелей (например, стекловолокном); гипсовой сухой штукатурки, облицованной бумагой или картоном, иногда армированной стекловолокном; древес­ новолокнистых плит на гипсовой связке; блоков и кам­ ней для внутренних (реже наружных) стен; вентиляци­ онных коробов; плит искусственного мрамора; акустиче­ ских и теплоизоляционных гипсовых плит.

В последние годы проведен ряд исследований по вы­ явлению возможности применения ангидритового вяжу­ щего при возведении наружных стен сельскохозяйст­ венных производственных зданий [164].

Примерно по такому же направлению развивается применение гипса в Западной Германии и Чехослова­ кии.

Г л а в а IV. БЕТОНЫ И РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ

ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

ИИХ СВОЙСТВА

Вкачестве вяжущих при изготовлении гипсобетона применяют строительный гипс, высокопрочный -гипс, эс- трих-пипс, ангидритовое вяжущее и водостойкие сме­ шанные гипсовые вяжущие.

Гипсобетон изготовляют на неорганических (мине­ ральных) и органических заполнителях. В качестве не­ органических заполнителей применяют преимуществен­ но легкие заполнители, которые могут быть природными (пемза, туфы и др.) и искусственными (топливные и гранулированные доменные шлаки, керамзит, аглопорит и др.). Применяют также тяжелые заполнители (кварцевый песок, гранитный и известняковый щебень, гравий и гипсовый щебень). В качестве органических

105

заполнителей применяют древесные опилки, стружку (фибра), соломенную и льняную костру и т. д.

В зависимости от используемого заполнителя гипсо­ бетоны подразделяют на тяжелые с крупным и мелким заполнителем (последние называют о;бычно раствора­ ми); легкие — на пористых (типсошлакобетон, гипсокерамзитобетон и т. д.) и органических заполнителях (гипсоотилкобетон, гипсофибробетон и т. д.)и ячеистые (газогипсы, пеногипсы, микропористый гипсобетон).

Разделяют также бетоны (растворы) на основе воз­ душных гипсовых вяжущих и водостойких смешанных вяжущих. Наконец, находят применение гипсополимербетоны (гипсопластобетоны) на основе гипсовых вяжу­ щих в сочетании с полимерами.

Определение состава гипсобетона (раствора) требуе­ мой прочности на тяжелых заполнителях можно осуще­ ствлять по формулам Г. Г. Булычева [17] по активности вяжущего и гипсоводному отношению.

При этом в зависимости от используемого вяжущего расчет следует производить по следующим формулам:

при использовании строительного гипса

А

при использовании высокопрочного гипса

А

А

106

используемого гипса при нормальной густоте его теста; В/Г и Г/В — величина, обратная нормальной густоте гипсового вяжущего; К — ко­ эффициент, величина которого зависит от размера образцов-кубов и вида заполнителей; принимается по табл. IV.2; Г — расход вяжу­ щего в кг/м3; а — коэффициент, характеризующий крупность помола строительного гипса, равный 1,3.

Для предварителных расчетов принимается расход строительного гипса на 1 мг гипсобетонной массы при тяжелых заполнителях — 300 кг, при легких — 400 /сг; расход высокопрочного гипса соответственно принима­ ется 250 и 300 кг.

Абсолютный объем гипсового теста в л (VT) в гип­ собетонной смеси определяется по формуле

v t= - L + b , i

107

где Г — расход гипса на 1 мъ гипсобетонной смеси в кг; В — коли­ чество воды в 1 ж3 гипсобетонной смеси (по данным табл. IV. 1) в л; у — плотность гипса в кг/л.

Абсолютный объем заполнителя в л ( V3m ) на 1 ж3 гипсобетонной смеси определяется по формуле

V3an= 1 0 0 0 -F T.

В случае использования для производства бетона (раствора) ГЦП и ГШЦП вяжущего прежде всего сле­ дует проверить их качество по МРТУ 21-8-65. Дальней­ ший подбор гипсобетонной смеси можно производить обычным способом.

на прочность гипсобетона, является количество вводи­ мой при затворении воды.

Исследования показали [13, 70], что снижение проч­ ности у изделий из а-полугидрата с увеличением водошпсового отношения больше, чем у изделий из р-полу- гидрата (рис. IV. 1).

мулой

где Rг — предел прочности пр.и сжатии в кгс/сж2; а — показатель степени, который для высокопрочного гипса составляет примерно 1,3, для строительного — выше 2 (для цементов он равен 1,5); А — активность вяжущего в кгс/сж2.

108

Зависимость прочности образца от соответствующего

гипсоводного отношения получается прямолинейной и вы­ ражается формулой

( ~ ~ 0'5 Rr= A £ -------

\ 1 _ - 0 ,5

\В'

А. В. Волженский, В. И. Стамбулко и А. В. Ферронская [36] показали, что прочность ГЦПВ и ГШЦПВ также зависит от водовяжущего отношения. С его уве­ личением (табл. IV. 2) происходит падение прочности,

уменьшение объемной массы изделия и увеличение по­ ристости.

Аналогичное влияние оказывает вводимая при затворении вода на физико-механические свойства бетонов (растворов) и на основе гипсовых вяжущих.

Так же как и для обычных бетонов на портландце­ менте [104], зависимость прочности гипсобетона от ве­ личины водной добавки характеризуется двухветвевой

109

К. Волькарта [165] и др., введение заполнителей всегда приводит к снижению прочности гипсобетона. Количе­

прочность вяжущего, тем большее количество заполни­ телей можно ввести в растворную (бетонную) смесь. Оптимальный гранулометрический состав заполнителя следует подбирать по кривым Н. А. Попова, применяе­ мым при подборе составов обычных бетонов.

Необходимо отметить, что гипсовые вяжущие при твердении имеют слабое сцепление с заполнителями, что отрицательно отражается на прочности гипсобетонов. Сцепление вяжущего е заполнителем может обусловли­ ваться чисто механическим защемлением минерального клея в неровностях и порах заполнителя. Но адгезия может в большой мере определяться и химическим взаи­ модействием контактирующих фаз.

А. А. Морова [83], изучавшая влияние адгезии на прочность бетонов на основе строительного гипса, ан­ гидрита и водостойкого смешанного вяжущего с раз­ личными заполнителями (кварцевый и керамзитовый песок, дробленый ангидрит), отчетливо показала зна­ чение этого фактора (табл. IV. 3, IV. 4).

Таким образом, более прочные гипсобетоны получа­ ются при использовании близких по химической приро­ де вяжущих и заполнителей. При этом целесообразно использовать заполнители с шероховатой пористой по­ верхностью.

Ниже рассмотрены основные свойства бетонов (раст­ воров) на различных гипсовых вяжущих.

IV.1. СВОЙСТВА МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ (РАСТВОРОВ)

Приведенные в табл. IV. 5 прочностные, а также не­ которые другие физико-механические свойства раство­ ров, по данным многих исследователей (П. И. Боженов, П. П. Будников, Г. Г. Булычев, А. В. Волженский, Г. Д. Копелянский и др.), показывают, что они зависят от вида и активности гипсового вяжущего, состава раствора, величины водовяжущего отношения, а также от качест­ ва и вида использованного заполнителя.

Основным преимуществом гипсовых растворов (но

ill

П р и м е ч а н и е . Растворы испытывались в возрасте 28 суток воздушного твердения.