Гипсовые вяжущие при изготовлении смесей в бетоносмесителях

На заводах при производстве смесей в бетоносмесителях в качестве вяжущего наиболее часто применяют полуводный строительный гипс. Данный материал в сфере строительства завоевал популярность благодаря ряду положительных качеств. Строительный гипс обладает: быстрым схватыванием - в среднем от 5 до 15 минут, быстрым твердением, т.е. через пару часов прочность гипсобетонного изделия составляет 35-40 процентов от конечной прочности. Помимо этого продукция с добавлением строительного гипса обладает малым объемным весом и низкой теплопроводностью. Изделия на гипсовом вяжущем можно извлекать из металлоформ через 20 – 40 минут. К тому же за счет такого компонента как строительный гипс смесь способна быстро затвердевать и при низких температурах. Еще один важный момент – использование гипса в строительстве позволяет создавать поверхности удобные для дальнейшей декоративной обработки. Наряду с очевидными положительными моментами, существует ряд свойств, которые требуют особого внимания. Основными недостатками строительного гипса являются высокая водопотребность смеси и недостаточная плотность. В связи с этим мы имеем: ограниченную прочность гипсового камня при сжатии от 50 до 100 кг/см2, малую водостойкость, высокую вероятность пластических деформаций при увлажнении и высыхании. Все это накладывает определенные ограничения на применение гипсобетонных изделий в сфере строительства.

 

Большим преимуществом обладает высокопрочный строительный гипс, получаемый при обработке двуводного гипса паром при давлении 1,3 - 1,5 атм и представляющий собой в силу этого другую модификацию полуводного гипса (α - модификацию). Этот гипс характеризуется более низкой водопотребностью (его нормальная густота 35 - 45% от веса гипса вместо 50 - 70% для обычного) и более высокими показателями прочности. По существующим техническим условиям на высокопрочный строительный гипс предусмотрено пять его марок по прочности - от 150 до 400. Существенное улучшение качественных показателей гипса в изделиях по плотности, прочности и отчасти водостойкости может быть достигнуто применением менее подвижных и даже жестких смесей с пониженным водогипсовым фактором, требующих интенсивного уплотнения. Однако этого нельзя сделать без замедлителей схватывания. Необходимо так рассчитать сроки схватывания, чтобы формование изделий заканчивалось несколько раньше начала схватывания гипса, примерно к моменту потери гипсовым тестом свойств текучести. В качестве замедлителей схватывания гипса в растворосмесители могут добаляться различные поверхностно-активные вещества органического происхождения, например костный, кератиновый и казеиновый клеи, отвары различного рода растительного сырья, в частности замедлитель БС, сульфитно-спиртовая барда и др. Костный клей (малярный, столярный) наиболее дорогой и недостаточно эффективный вид замедлителя. Его эффективность несколько повышается при предварительной обработке известью (активированный клей). С экономической точки зрения предпочтительней применять кератиновый клей заводского изготовления (продукты переработки биоотходов мясокомбинатов и животноводческих хозяйств). Дозировка клеевых замедлителей колеблется в пределах 0,10 – 0,20% от веса гипса (в пересчете на сухое вещество). При изготовлений гипсобетона со шлаковым или иным минеральным заполнителем дозировка замедлителя увеличивается на 50 - 100% (так как эти материалы способны ускорять схватывание). В этих пределах добавка указанных замедлителей не вызывает заметного снижения прочности.

 

Весьма эффективным замедлителем следует считать сульфитно-спиртовую барду, которая является одновременно и пластификатором. Установлено также, что добавка поверхностно-активных веществ, в частности сульфитно-спиртовой барды, уменьшает размеры образующихся в процессе твердения кристаллов двугидрата гипса. Рекомендуемый размер добавки ссб - 0,3 - 0,5% от веса гипса. При этом водопотребность гипсовой смеси снижается на 15 - 20%, соответственно повышается прочность бетона. Недостатком ссб является возможное появление бурых пятен на лицевых поверхностях гипсовых изделий. При изготовлении изделий на конвейере приходится применять также ускорители конца схватывания, чтобы при сходе с формовочного конвейера гипс в изделии полностью схватился и приобрел некоторую начальную прочность. В качестве ускорителя схватывания применяется тонкоизмельченный дзуводный гипс (природный гипсовый камень или бракованные гипсовые изделия) в количестве 2% от веса строительного гипса или поваренная соль в количестве 0,2 - 0,5%. Вопрос повышения водостойкости гипсовых вяжущих остается до сего времени весьма актуальным, так как этим решается возможность расширения области применения гипсовых бетонов в строительстве.

 

Наиболее пригодным из всех предложенных методов повышения водостойкости гипса является метод, заключающийся в получении на базе полуводного гипса (возможен и другой вид гипсового вяжущего, например эстрих-гипс) смешанного вяжущего, наделенного полезными свойствами гипса и лишенного его недостатков. Это вяжущее состоит из гипса, портландцемента и активной гидравлической добавки (трепел, трассы, туфы, золы и шлаки, цемянки и пр.), способной связывать свободную окись кальция, выделяющуюся при гидратации портландцемента, или из гипса и пуццоланового портландцемента. Такое вяжущее, как показали опыты, характеризуется быстрым нарастанием начальной прочности, свойственным гипсу, и последующим твердением в бетоне во влажной среде, свойственным гидравлическому вяжущему, каким является цемент. Помимо перечисленных характеристик достигается более высокая конечная прочность бетона по сравнению с гипсом.

 

До сего времени неоднократные попытки использовать портландцемент в качестве добавки к гипсу с целью повышения его водостойкости и прочности не давали положительного результата, так как такое сочетание этих материалов при длительном пребывании конструкций во влажных условиях неизбежно приводило к снижению прочности, а затем и к разрушению изделий. Это обстоятельство создало твердо установившееся на практике правило о недопустимости смешивания гипса с цементом.