ООО "СтройТехнология"
tula@stroytechnolog.ru

ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ГЛАВНАЯ НОВОСТИ ПРАЙС-ЛИСТ КАТАЛОГ ДОСТАВКА

 

Гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ)

Применение гипсовых вяжущих в ряде случаев ограничивается из-за их недостаточной водостойкости, которая сопровождается такими отрицательными явлениями, как увеличение ползучести в гипсовых бетонах и значительное снижение прочности изделий при их увлажнении. Поэтому гипсовые изделия в конструкциях, подвергающихся увлажнению, не применяются.

В настоящее время предложено много различных способов повышения водостойкости гипсовых изделий. Они основаны на уменьшении растворимости гипса, уплотнении гипсовой (гипсобетонной) массы, пропитке веществами, которые препятствуют прониканию влаги в изделие, на применении наружной защитной обмазки.

Одним из наиболее эффективных и экономически целесообразных способов повышения водостойкости изделий из гипсовых вяжущих является введение в них портландцемента или молотого гранулированного доменного шлака совместно с активными гидравлическими добавками. Это смешанное вяжущее получило название гипсоцементнопуццоланового. Оно было предложено А.В.Волженским и под его руководством была разработана в МИСИ им.Куйбышева (в настоящее время - МГСУ им.Куйбышева) Р.В.Иванниковой, В.И.Стамбулко, А.В.Ферронской и во ВНИИНСМ б. АСиА СССР Г.С.Коганом, Ю.С.Цукановым, В.П.Щегловой и др. технология его производства и применения в различных изделиях и конструкциях.

Как известно, смеси гипсовых вяжущих веществ с портландцементом при твердении характеризуется неустойчивостью. При затворении водой они вначале интенсивно твердеют, но через 1-3 месяца, а иногда и позднее возникают деформации, обусловливающие обычно не только падение прочности, но даже разрушение системы такое поведение смесей гипсовых вяжущих с портландцементом при твердении - следствие образования трехсульфатной формы гидросульфоалюмината кальция из высокоосновных алюминатов кальция, содержащихся в портландцементе, и сульфата кальция.

Представлялась заманчивой возможность сочетания гипсовых материалов с портландцементом в любых соотношениях и получение вяжущих, твердеющих без разрушительных деформаций и характеризующихся водостойкостью, высокой сульфатостойкостью и быстротой роста прочности, т.е. положительными свойствами, присущими отдельным компонентам. Было установлено, что если в смеси гипсовых вяжущих веществ с портландцементом вводить надлежащее количество пуццолановых (гидравлических) добавок, содержащих кремнезем в активной форме, то достигается полная их стабильность и рост прочности при длительном твердении в воздушной или водной среде без разрушительных деформаций.

 

Установлено, что в качестве кислых гидравлических добавок могут быть использованы различные материалы, имеющие в своем составе активный кремнезем (трепелы, диатомиты, вулканические пеплы, туфы и трасы, золы и др.) Эти добавки должны быть предварительно измельчены до остатка не более 10% на сите №008. Количество гидравлической добавки, вводимой в смесь гипса и цемента, зависит от ее активности и определяется по специальной методике. Гидравлическая добавка снижает концентрацию гидроксида кальция в водной суспензии гипс + цемент + гидравлическая добавка до такого уровня, при котором нарушаются условия стабильного существования высокоосновных гидроалюминатов кальция (4CaO·Al2O3·13H2O и 3CaO·Al2O3·6H2O) и создаются предпосылки к переходу их в более устойчивые низкоосновные. При этом Ca(OH)2 и SiO2 дают гидросиликаты типа CSH (B), по Р.Боггу, или C-S-H (I), по Х.Тейлору.

Такой ход реакции предопределяет неустойчивость трехсульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, который образуется в начальной стадии твердения, прекращение его дальнейшего образования, а возможно, и разложение. В последнем случае образуется односульфатная форма 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O, гидрогранаты 3CaO·Al2O3·nSiO2·(6-2n)H2O, гидросиликоалюминат 3CaO·Al2O3·CaSiO3·12H2O, гипс CaSO4·2H2O и их твердые растворы.

Переход эттрингита в односульфатную форму по схеме

3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O + 2CaSO4·2H2O + 12H2O

сопровождается уменьшением абсолютного объема твердой фазы исходного вещества в 1,55 раза и образованием воды в жидком виде. Это способствует значительному снижению опасных напряжений, которые могли вначале возникнуть в твердеющей системе вследствие образования эттрингита. Таким образом, активный кремнезем пуццолановых добавок может входить в состав гидроалюминатов указанного состава, не опасных для устойчивости системы. Силикаты кальция портландцемента (C3S и C2S) при взаимодействии с водой в этих условиях дают гидросиликаты типа CSH (B) с пониженной основностью.

Отсутствие условий для стабильного существования эттрингита в смеси гипса, портландцемента и пуццолановой добавки обеспечивает полную устойчивость данной системы при длительном твердении. Водостойкость же и способность к гидравлическому твердению обусловлены образованием рассмотренных выше малорастворимых соединений и в первую очередь гидросиликатов кальция, защищающих двуводный гипс от растворяющего действия воды. В большой мере проявляется это защитное влияние на гипс, начиная с 15-20% содержания портландцемента в трехкомпонентной смеси.

При применении в качестве активной гидравлической добавки трепелов гипсоцементнопуццолановое вяжущее имеет следующий ориентировочный состав (в % по весу):

гипс строительный 65-50%
портландцемент марки 300-400 20-25%
трепел 15-25%

Зола от сжигания подмосковного угля является малоактивной гидравлической добавкой и ее нужно вводить из расчета 3-4 вес.ч. на 1 вес.ч. портландцемента. В отдельных случаях при малой активности добавки следует использовать пуццолановый портландцемент. Применение пуццоланового портландцемента всегда предпочтительно, так как он в своем составе содержит активную кремнеземистую добавку. В случае же недостаточного содержания в пуццолановом портландцементе гидравлической добавки ее вводят в гипсоцементнопуццолановое вяжущее дополнительно в таком количестве, при котором достигается необходимое снижение концентрации окиси кальция в водных суспензиях.

Если имеются гранулированные гипсовые шлаки, то целесообразно изготовлять гипсошлакоцементные вяжущие (ГШЦВ), содержащие 65-40% полуводного гипса или ангидрита, 30-50% кислого доменного шлака и 5-8% портландцемента. Основная роль портландцемента сводится в данном случае к щелочной активации вяжущих свойств шлаков. При повышенной основности доменных шлаков возникает необходимость ввода в ГШЦВ также пуццолановых добавок (10-15%) для снижения концентрации гидроксида кальция до безопасных пределов.

Гипсоцементнопуццолановые вяжущие по пределу прочности при сжатии разделяются на две марки - 100 и 150. Сроки схватывания этих вяжущих: начало - не ранее 4 минут, конец - не позднее 20 минут. Тонкость помола (остаток в % по весу на сите №02) - не более 15% для марки 100 и 10% для марки 150.

Если твердение бетонов и изделий на гипсоцементнопуццолановом вяжущем протекает при обычных температурах (20-25 °С), то подбирают оптимальное отношение цемента и добавки по методике, изложенной в МРТУ 21-8-65 [6] и во Временной инструкции по производству и применению стеновых камней, ненесущих перемычек и теплоизоляционных плит [9]. При твердении изделий на гипсоцементнопуццолановых вяжущих при повышенных температурах (например, сушка при 30-100 °С) необходимое отношение цемента к гидравлической добавке определяется по ускоренной методике [7]. Если выбранные соотношения по любой из приведенных методик не дадут требуемого снижения концентрации ионов кальция, то следует заменить гидравлическую добавку на более активную.

Из ГЦПВ, изготовленных на основе строительного гипса, и портландцемента марки 400 и выше можно получать обычные бетоны марок до 15-20 МПа в зависимости от расхода вяжущего (300-450 кг/м3) и подвижности бетонных смесей. Коэффициент их размягчения 0,6-0,8. Прочность этих бетонов через 2-3 часа после изготовления достигает 30-40% марочной.

Бетоны из ГЦПВ с использованием высокопрочного α-гипса имеют через 2-3 часа прочность на сжатие 10-12 МПа, а через 7-15 суток нормального твердения - 30-40 МПа. Эти бетоны характеризуются примерно теми же упругопластическими свойствами, что и бетоны на портландцементе равных по прочности марок. Весьма интенсивно твердеют ГЦПВ на высокопрочном гипсе и особобыстротвердеющем цементе марок 500 и 600.

Важно отметить, что если гипсовые бетоны, особенно во влажном состоянии, отличаются высокими показателями ползучести, то ползучесть бетонов на ГЦПВ, содержащих 20-25% цемента и более, характеризуется примерно такой же, как и бетонов на портландцементе. Для ускорения твердения бетонов на ГЦПВ их можно пропаривать при 70-80 °С в течение 4-6 часов, причем достигаемая прочность составляет 70-90% конечной. Стальную арматуру в изделиях на ГЦПВ нужно защищать соответствующими покрытиями или добавками нитрита натрия.

Бетоны и изделия на ГЦПВ характеризуются морозостойкостью 20-50 циклов в зависимости от состава вяжущих, их удельного расхода, вида, состава и плотности бетонов и других факторов. По сульфатостойкости эти вяжущие равноценны сульфатостойким портландцементам.

С 1956 года ГЦПВ успешно применяют в строительстве. На их основе методом проката на стане Н.Я.Козлова или в кассетах готовят панели для устройства стен ванных и душевых комнат, а также санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков и т.п. Широко применяют в строительстве панели для верхних покрытий полов жилых зданий.

Изделия из ГЦПВ используют также при возведении малоэтажных жилых домов и зданий сельскохозяйственного назначения в суровых условиях эксплуатации. ГЦПВ в смеси с водной эмульсией ПВА или дивинилстирольного латекса применяют для отделки наружных и внутренних поверхностей зданий, для крепления керамических плит и других видов отделочных работ. Содержание полимера в отдельных составах колеблется в пределах 5-10% массы ГЦПВ. Эти композиции характеризуются высокими адгезионными своствами и долговечностью.

Литература

1. Крутов П.И., Цуканов Ю.С. Гипс и гипсовые изделия в сельском хозяйстве. М., 1971
2. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М., Стройиздат, 1986.
3. Волженский А.В., Роговой М.И., Стамбулко В.И. Гипсоцементные и гипсошлаковые вяжущие изделия. Госстройиздат, 1960.
4. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. Стройиздат, 1960.
5. Волженский А.В., Ферронская А.В., Креймер Я.Е., Матвеева Л.Г. Опыт применения изделий на основе гипсоцементнопуццолановых вяжущих в строительстве животноводческих помещений Киргизской ССР. Строительные материалы, №10, 1969.
6. Межреспубликанские технические условия "Гипсоцементнопуццолановое вяжущее" МРТУ 21-8-65. Стройиздат, 1965
7. Волженский А.В., Коган Г.С., Цуканов Ю.С. Гипсоцементнопуццолановые вяжущие вещества и бетоны на их основе. Рязанская комплексная научно-исследовательская станция-лаборатория по сельскому строительству НИИСС АСиА СССР. Рязань, 1961.
8. Временные указания по изготовлению и применению крупноразмерных прокатных гипсоцементнобетонных панелей для оснований пола. Госстройиздат, 1962.
9. Временная инструкция по по производству и применению стеновых камней, ненесущих перемычек и теплоизоляционных плит из гипсоцементнопуццолановых и гипсовых бетонов для сельского строительства. Стройиздат, 1965
10. Никулина Л.Б., Цуканов Ю.С., Богданович О.А., Смирнов Л.М. Гипс в сельском строительстве. Строительные материалы, №5, 1964.
11. Романов А.А. Прокатные панели оснований пола. Стройиздат, 1968.
12. Цуканов Ю.С. Технология и некоторые строительные свойства гипсоцементных прокатных панелей. Автореферат, 1961.

Рекомендуем посмотреть:
Замедлители схватывания гипса. Обзор

Бетоносмесители - отличная замена растворомешалкам

Гипс - основа гипсового раствора

ГЦПВ - эффективная замена гипса

 

Популярное оборудование

Форма кольца КС10.9

Виброформа колодезного кольца КС10.9

Виброформа универсальная крышка-днище для метрового кольца

Виброформа крышки колодца

Бетоносмеситель

Бетоносмеситель принудительный
от 50 до 500 литров

Виброформа для производства блоков стен подвалов

Виброформа ФБС 24.4.6

Плита дорожная 2П-30-18-30

Форма плиты дорожной