Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и образования РФ

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра строительных материалов

Реферат

По дисциплине: «Строительные материалы»

На тему: « Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве»

Выполнил : ст.гр 4ВВ101

Кириллова А.В.

Проверил: Камалова З.А

Казань 2015

Введение

Горные породы являются важнейшими сырьевыми продуктами при получении искусственных строительных материалов, для чего их подвергают сложным видам механической и химической переработки. Широкое использование природного сырья связано с благоприятными физико-химическими свойствами многочисленных пород. Сульфаты характеризуются невысокой твердостью и прочностью, высокой спайностью, светлой окраской. Основной структурой сульфатов являются тетраидрические анионные группы (So4)2-, которые связываясь друг с другом образуют разнообразные островные, каркасные, цепочные слоистые структуры. Гипс CaSO4*2H2O - кристалический минерал, обычно слагающий в природе огромные мраморовидные скопления гипсовых погод. Он имеет белый цвет с разнообразными оттенками, малую твердость (1,5-2),низкую плотность(2,3 г/см3), весьма совершенную спайность и листовой излом, отличающийся хрупкостью. Растворим в воде (одна часть гипса на две части воды) с максимумом растворимости при 37-38 °С и понижением ее до минимума при 107°С и выше, что объясняется образованием нового соединения- полугидрата CaSO4*0.5H2O. В генетическом отношении гипс относится к типичным химическим осадкам и образуется в высыхающих частях моря. Вместе с ангидритом его используют для получения вяжущих веществ.

гипсовый цемент строительство

§1. Основные сведенья о гипсе

Выпускается 12 марок гипса строительного. Обычно выделяют:

* Строительный гипс ( Г4, Г5). Он используется для строительных элементов, для штукатурных работ

* Технический гипс (Г5 ) Он является модельным, формовочным.

* Модифицированный гипс (Г16). Он используется для заделки швов, для затирки шпаклевок, грунтовок

* Формовочный гипс (г10, г18) . Он используется для керамической (фарфорово-фаянсовой) промышленности для изготовления форм и моделей для скульптурных работ, а также в автомобильной и в авиационной промышленности при изготовлении форм для литья цветных металлов и сплавов

Для отделочных работ в помещении используют в основном гипс строительный марок от Г-2 до Г-7 (группа Б), имеющий прочность при сжатии 0,2-0,7 МПа (2-7 кгс/см2), с началом схватывания не ранее 6 мин и окончанием схватывания не позднее 30 мин. Строительный гипс (или как его иначе называют алебастр) - единственное вяжущее вещество, которое в процессе твердения расширяется и увеличивается в объёме до 1 %, в то время как известковое тесто и цемент при твердении дают значительную усадку.

1.1 Приготовление гипсового теста

При затворении порошка гипса водой полуводный сернокислый кальций , содержащийся в нем, начинает растворятся до образования насыщенного раствора и одновременно гидратироваться, присоединяя 1.5 молекулы воды и переходя в двугидрат . Растворимость двугидрата примерно в 5 раз меньше растворимости исходного порошка - полугидрата. В результате образовавшийся насыщенный раствор полугидрата оказывается пересыщенным к двугидрату. Пересыщенный раствор в обычных условиях не может существовать - из него выделяются мельчайшие частицы твердого вещества - двуводного сернокислого кальция. По мере накопления этих частиц они склеиваются между собой, вызывая загустевание (схватывание) теста. Затем мельчайшие частицы гидрата начинают кристаллизоваться, определяя этим образование прочного гипсового камня. В затвердевшем, но еще влажном гипсе продолжают протекать процессы перекристаллизации - растворения чести вещества в межкристаллических контактах и укрупнения кристаллов, что приводит к разрыхлению структуры. Дальнейшее увеличение прочности гипса происходит вследствие высыхания твердеющей массы и более полной кристаллизации при этом. Твердение гипса можно ускорить сушкой, но при температуре не выше 65 во избежание обратной дегидратации двуводного гипса.

1.2 Твердение гипса

Существует много различных теорий твердения вяжущих веществ, но наиболее распространенной является теория А.А. Байкова. Согласно его теории весь процесс твердения подразделяется на три периода.

1. Подготовительный

На данном этапе происходит растворение гипса в воде.

2. Коллоидация

На данном этапе происходит процесс взаимодействия гипса с водой с образованием новых гидратных соединений в высокодисперсном коллоидном состоянии, но коллоидное состояние неустойчивое, т.к. обладает большим запасом внутренней энергии и система стремится избавиться от избытка внутренней энергии и перейти в энергетически более выгодное состояние. Растворимость двуводного сернокислого кальция в воде меньше, чем полуводного гипса и поэтому раствор быстро становится насыщенным и перенасыщенным после чего наступает следующий этап.

3. Кристаллизация

Данный этап характеризуется выделением в виде твердой фазы двуводного сернокислого кальция. Кристаллы растут, переплетаются друг с другом и происходит рост прочности всей системы.[3]

1.3 Виды и свойства

В качестве сырья для производства различных строительных материалов на основе гипса используются гипсовые вяжущие вещества. Они производятся из природного двуводного гипса СаSO4*2Н2O, называемого гипсовым камнем, природного ангидрита СаSO4 и некоторых отходов промышленности, содержащих двуводный СаSO4*2H2O или безводный CaSO4

Природный гипс - порода осадочного происхождения, имеющая различные модификации. Его разновидности: плотный мелкозернистый гипс с сахароварным изломом или крупнозернистый с беспорядочно расположенными кристаллами (алебастр); волокнистая порода из нитевидных кристаллов с шелковистым отливом (селенит) и пластинчатый гипс с прозрачными кристаллами слоистой структуры (гипсовый шпат). Окраска гипса зависит от наличия примесей, в частности оксида железа.

Исходный продукт - двуводный гидрат сульфата кальция СаSO4 2H2O - имеет следующие характеристики:

Плотность гипсового камня, кг/м3	2200-2400
Насыпная плотность камня, кг/м3	1300-1600
Влажность, %	3-5
Твердость по шкале Мооса	2
Растворимость гипса в воде в пересчете на CaS04, г/л, при:
18 °С	0,2
40°С	0,21
100°С	0,17
Теплопроводность в интервале 16-46°С, Вт/(м.К)	0,43
Содержание CaS04 2H2O в гипсовом камне, %, для сортов:
I	не менее 95
II	90
III	80
IV	70

Ангидрит - безводный сульфат кальция CaS04 - встречается в природе значительно реже, часто он сопутствует месторождениям гипса. Ангидрит более плотен и прочен, чем гипс. Плотность ангидрита 2900-3100 кг/м3.

Гипсовые вяжущие вещества в зависимости от температуры тепловой обработки сырья разделяют на две группы: низкообжиговые (до 250°С) и высокообжиговые (свыше 450°С).

Схема термических превращений различных модификаций гипса приведена ниже.

Двуводный сернокислый кальций CaS04 2Н20
При обработке в атмосфере, насыщенной водяным паром, или в жидких средах при 115°С (alfa) - полугидрат CaS04 * 0,5Н2О	При обработке в атмосфере, не насыщенной водяными парами при 107°С (beta) - полугидрат CaS04 * 0,5H2O
При нагревании до 200-210°С (alfa) - обезвоженный полугидрат CaS04 * 0,5Н2О	При нагревании до 170-180°С (beta) - обезвоженный полугидратCaS04 * 0,5Н2О
При нагревании до 220-250°С (alfa) - растворимый ангидрит CaS04	При нагревании до 320-360°С (beta) - растворимый ангидритCaS04
При нагревании выше 450°С - нерастворимый ангидрит CaS04 При нагревании более 750-1000 °С - частичное разложение: CaS04=2СаО + 2SO2 + O2

Основа производства гипсовых вяжущих - дегидратация двуводного гипса по приведенной схеме. При дегидратации путем нагревания двуводного гипса в открытых аппаратах окружающей средой является воздух со сравнительно низкой относительной влажностью. Вода выделяется из гипса в виде пара. При дегидратации гипса в закрытых аппаратах при повышенном давлении вода из гипса выделяется в капельно-жидком состоянии. Медленное обезвоживание гипса начинается уже при 65°С.

Применительно к альфа - и бета - полугидратам, альфа - и бета - обезвоженным полугидратам и растворимым ангидритам термин "модификация гипса" является условным. Различия между ними обусловлены энергетическим состоянием, связанным с микроструктурой и размером поверхности частичек этих веществ.

Свойства модификаций полуводного гипса

Показатель	(alfa) -модификация	(beta) -модификация
Температура образования, °С	115	107
Температура дегидратации, °С	200-210	170-180
Плотность, г/см3	2,72-2,73	2,62-2,68
Показатели светопреломления:
Ng	1,583	1,556
Np	1,559	1,55
Скорость гидратации, мин	17-20	7-12
Теплота гидратации, Дж/моль	17200	19300
Водогипсовое отношение, %	40-45	60-65

На предприятиях КНАУФ налажено производство различных гипсовых вяжущих, которые в зависимости от свойств являются основой для изготовления большого ассортимента гипсовых материалов и изделий.

В связи с большей плотностью кристаллов alfa-полугидрата по сравнению с кристаллами beta-полугидрата первые медленнее гидратируются, о чем можно судить по их меньшей растворимости в воде и пониженному тепловыделению при гидратации. Затвердевший после затворения водой alfa-полугидрат вследствие меньшей водопотребности и пониженной пористости обладает более высокой прочностью. Поэтому высокопрочные гипсы состоят в основном из alfa-полугидрата.

Гипсовые вяжущие на российских предприятиях КНАУФ производят в соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 "Вяжущие гипсовые. Технические условия", но они также отвечают и требованиями немецкого DIN 1168 "Bangipse".

Марка вяжущего определяется пределом прочности при сжатии образцов в возрасте 2 ч, приготовленных из теста нормальной густоты.

Соотношения между марками гипсового вяжущего и прочностью при сжатии и изгибе приведены:

Характеристика	Марка гипсового вяжущего
	Г-2	Г-3	Г-4	Г-5	Г-6	Г-7	Г-10	Г-13	Г-16	Г-19	Г-22	Г-25
Предел прочности при сжатии, МПа	2	3	4	5	6	7	10	13	16	19	22	25
Предел прочности при изгибе, МПа	1,2	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,5	5,5	6,0	6,7	7,0	8,0

По срокам схватывания различают следующие виды вяжущих: быстротвердеющее - начало схватывания не ранее 2 мин, конец - не позднее 15 мин; нормальнотвердеющее - начало схватывания не ранее 6 мин, конец - не позднее 30 мин; медленнотвердеющее - начало схватывания не ранее 20 мин, конец - не нормируется.

В зависимости от помола вяжущие делятся на грубые, средние и мелкие и характеризуются остатком на сите № 02, соответственно, 23, 14 и 2 мас. %. В зависимости от конкретной области применения гипсовых вяжущих к ним могут предъявляться дополнительные требования.

На российских предприятиях КНАУФ вяжущие марок Г-4 - Г-7 применяют при производстве сухих штукатурных смесей "Ротбанд" и "Гольдбанд", шпаклевочных смесей "Фугенфюллер", "Фугенфюллер-гидро", "Фугенфюллер ГВ" и других, клея "Перлфикс", формовочных и медицинских гипсов, в также при изготовлении ГКЛ, ГВЛ, пазогребневых плит и др.

На некоторых предприятиях КНАУФ производят высокомарочные гипсы а - модификации, которые применяют при изготовлении высокопрочных шпаклевок, наиболее популярной из которых является "Унифлот".

К высокообжиговым вяжущим, у которых температура обжига выше 450°С, относятся ангидритовые вяжущие и эстрихгипс.

Ангидритовое вяжущее состоит преимущественно из нерастворимого ангидрита, который получают обжигом гипса при 600-700°С во вращающихся или шахтных печах с последующим измельчением продукта в тонкий порошок совместно с различными минеральными активизаторами твердения. Вместо искусственно полученного ангидрита может быть использован природный.

Истинная плотность ангидритового вяжущего, кг/м3	2800-2900
Насыпная плотность, кг/м3:
в рыхлом состоянии	850-1100
в уплотненном состоянии	1200-1500
Водопотребность, %	30-35
Остаток на сите № 008, мас. %,	не более 15
Сроки схватывания:
начало, мин	не ранее 30
конец с момента затворения, ч	не позднее 24

1.4 Производство

Весь технологический цикл изготовления изделий на основе гипсовых вяжущих веществ можно осуществлять в заводских условиях. Подготовка сырья заключается в его тонком измельчении, либо в грубом дроблении до размеров щебня или более крупных кусков(до 70--300мм), что зависит от типа аппарата для последующей тепловой обработки. Основной операцией является обжиг сырья с целью частичной или полной его дегидратации. Он может быть низко- и высокотемпературным.

При низкотемпературной тепловой обработке сырья в аппаратах, сообщающихся с атмосферой (например в открытых варочных котлах, сушильных барабанах, в шахтных печах и др.), в которых температура поддерживается на уровне 110--180 градусов, продукт обжига становится полуводным гипсом CaS04 * 0,5Н2О . Эта разновидность продукта обжига называется гипсом - модификации и при измельчении его в тончайшийпорошок образуется вяжущее вещество, называемое строительным гипсом.

(1--мостовой грейферный кран; 2--бункер гипсового камня; 3--лотковый питатель; 4--щековая дробилка; 5--ленточные конвейеры; 6--бункер гипсового щебня; 7--тарельчатый питатель; 8--шахтная мельница; 9--сдвоенный циклон; 10--батарея циклонов; 11--вентилятор; 12--рукавные фильтры; 13--пылеосадительная камера; 14--шнеки; 15--бункер сырого молотого гипса; 16--камера томления; 17--гипсоварочный котел; 18--элеватор; 19--бункер готового гипса; 20--скребковый конвейер

При низкотемпературной тепловой обрабоке сырья в герметически закрытых аппаратах (пропарниках, автоклавах и др.), в которых температура поддерживается на уровне 95--100 градусов, а давление пара - повышенное, равное 0,15--0,3 МПа (в автоклавах до 0,06МПа), продукт после частичной дегидратации так же становится полугидратом CaS04 * 0,5Н2О, но другой б-модификации (хорошо просушенного и охлажденного полугидрата ). При измельчении в тончайший порошок образуется вяжущее вещество, называемое высокопрочным гипсом. Тот же эффект получается при тепловой обработке(кипячении) сырья в водных растворах некоторых солей, например хлористых кальция и магния.

Различия между обеими модификациями незкотемпературного гипса состоояит преимущественно в размере и характере кристаллов: кристаллы б-модификации -крупыне в виде длинных прозрачных игл или призматические, которые формировались в условиях капельно-жидкой водной среды, кристаллы - модификации--мелкие с нечетко выраженными гранями. Если первые кристаллы полностью обезвоживаются только при температурах 200-210 градусов, то вторые достигают этгго уже при температурах 170--180. В обоих случаях обезвоживание не наблюдается видимых изменений в кристаллических структурах. Обезвоженные полугидраты имеют ту же кристаллическую решетку, что и полугидрат . Для производства высокопрочного гипса требуется сырье(камень 1 сорта).[5]

§2. Модифицированные гипсовые безобжиговые композиты

Проблема безопасности общества в условиях высокотехнологической производственной деятельности деятельности человека, как показывает практика, требует использования строительных материалов, позволяющих снизить агрессивность воздействия на экосистему в целом и человека в честности. Именно такими материалами, позволяющими обеспечить здоровье высокое качество жизни в повседневных условиях, является гипсовые материалы. Особенно привлекательны гипсовые материалы для применения внутри помещений. Высокая стойкость в условиях пожара, отсутствие опасных для жизни человека выделений выгодно отличает их от современных синтетических материалов.

Использование энергоэффективных безобжиговых технологий получение наряду с заменой природного сырья на отходы промышленности повышает востребованность и экономичность гипсовых изделий.

К отходам гипсовой отрасли можно отнести отсевы и отходы добавление гипсовой породы, гипсовые отходы в виде отработанных форм для литья фаянсового производства, которые практически не используются для получение строительных материалов и изделий. Применение гипсовых отходов для получение изделий позволит не только удешевить получаемую продукцию, но и вовлечь в производство ценное техногенное сырье.

Однако до настоящего времени гипсовые материалы имели ограниченную сферу применения. Получение модифицированных композиций на основе двуводородного гипса повышенной водостойкости с сохранением всех достоинств гипсовых материалов может позволить повысить производственность труда и снизить стоимость строительства.

В целях повышение эксплуатационных характеристик безобжиговых композитов на основе двуводородного гипса в работе исследовалось влияние добавок шлако-портландцемента, поликарбоксилата и микрокальцита на свойства гипсового прессиванного компазиционного материала.

В работе применялся двуводородный техногенный гипс. Перемешивание при приготовлении бинарных сырьевых смесей производилось вручную.

В виду того, что введение цемента в состав гипсовых изделий требует дополнительных мер по предотвращению образования высокоосновного гидросульфоалюмината кальция, деформирующего и разрушающего структуру получаемого материала при твердении, в качестве модифицирующей добавки использовалась комплексная добавка на основе шлакопортланд-цемента ШПЦ 300 (ГОСТ 10178-85;ГОСТ 30515-97) и поликарбоксилата (ТУ 5743-001-111149403-2003) . Содержание добавки варьетировалось между 5 и 9%. Органическая добавка вводилась в состав сырьевой смеси в сухом виде в количестве 5% от массы шлакопортландцемента . Перемешивание смесей с добавками так же производилось вручную.

В исследованиях использовалась добавка микрокальцита марки URALCARB 5- отходы молотого мрамора ( содержание карбоната кальция кристаллического СаСО3--97 %). Средний размер частиц в составе порошка микрокальцита 5мкм, удельная поверзность порошка 2100--2200 м2/кг. Содержание добавки микрокальцита находится в пределах 0--20% . Зерновой состав порошков оценивали по результатам дисперсионного анализа с помощью лазерного анализатора типа Fritsch Particle Sizer `analysette 22'. Среднюю плотность и прочность прессованных гипсовых образцов-цилиндров, полученных методом полусухого прессования на лабораторном гидравлическом прессе и выдержанных 14 сут во влажных условиях, оценивали по ГОСТу. Структурные особенности прессованного композита оценивались методом электронной микроскопии с помощью сканирующего микроскопа CanScan 4.

Исследованиями влияния комплексной добавки шлакопортландцемента и поликарбоксилата на прочность прессованного материала установлено, что с увеличением процентного содержания добавки при постоянных значениях В/Т прочность структуры модифицированного композита повышается.

При повышении содержания ШПЦ в составе смеси средняя плотность прессованного композита повышается за счет увеличения содержния в его составе компонента с большой истинной плотностью (шпц=2900кг/м3 гип=2400 кг/м3). Одновременно при повышении процентного содержания ШПЦ средняя плотность структуры композита повышается в процессе гидратации цемента за счет присутствия химически связанной воды и превращения ее в составе новообразований в псевдотвердую фазу. Для дальнейших исследований использовался состав сырьевой смеси с содержанием ШПЦ в количестве 9%.

Результаты проведенных исследований влияния минерального модификатора на свойства композита показывают, что введение микрокальцита в состав сырьевой смеси позволяет снизить плотность прессованного материала.

Микроструктура прессованного с добавлением ШПЦ, ГП гипсового композита с модифици с добавлением двуводного гипса без добавок рующей комплексной добавкой (*1000) ( Сравнительные характеристики средней плотности прессованного композита в зависимости от состава сырьевой смеси

Введение высокодисперсного микрокальцита способствует снижению плотности упаковки частиц в дисперсной системе дигидрата сульфата кальция за счет сил трения между частицами,а суммарная площадь контактов в таких системах увеличивается с повышением дисперсности частиц, что и приводит к уменьшению средней плотности получаемых композитов. С другой стороны увеличение количества контактов между частицами в единице объема способствует повышению прочности структуры композита.

Варьирование обоих факторов позволяет получить оптимальный состав прессованного композита. Оптимизация по величине прочности показывает, что при 10% содержании микрокальцита безобжигового композита достигается наибольшая прочность. Введение карбоната кальция в сырьевую смесь дигидрата сульфата кальция позволяет получить более водостойкую структуру композита за счет хемосорбационного взаимодействия частиц наноразмера и уменьшения пористости за счет кольматации крупных пор в структуре гипса коллоидно-дисперсными частицами микрокальцита..

Зависимость средней плотности гипс.компонентов Зависимость прочности гипс.компон. от содержания добавки микрокальцита и от процентного содержания микрокальцита водотвердого отношения. и водотвердого отношения.

При содержании минеральной добавки в диапазоне 10--20% максимальные значения параметров в исследованном диапазоне соответсвуют водотвердому отношению 0,14Возможно повышение прочности и плотности композита при увеличении водной прослойки в составе прессованного материала, что требует дополнительных исследований. Полученный материал обладает повышенной водостойкостью 0,75, что достигается при содержании добавки микрокальцита 10%, это позволяет использовать безобжиговый композит в качестве облицовочного материала. Максимум прочности безобжигово гипсового композита в возрасте 14 сут -38 МПа, однако материал может иметь дополнительный прирост прочности к 28 сут твердения.

Электронно-микроскопические исследования структуры прессованных образцов свидетельствуют об образовании контактов срастания между кристаллами двуводного гипса и уплотнением образующейся структуры за счет гидратации цемента.

Таким образом установлено, что увеличение содержания добавки микрокальцита от 0 до 10% обеспецивает повышение прочности на 50%.

Безобжиговые гипсовые композиты на основе модифицированной сырьевой смеси могут обеспечить строительную индустрию энерго-эффективными материалами с высокими эксплуатационными характеристиками.[7]

§3. Адгезионные свойства гипсового вяжущего в присутствии калийсиликатного цемента

Рассмотрена возможность повышения адгезионных свойств гипсовых вяжущих систем при применении калийсиликатного цемента в сочетании с органическими веществами-модификаторами. Определено влияние каждого из выбранных компонентов на основные свойства гипсовых отделочных смесей. Добавка калийсиликатного цемента повышает щелочность среды гипсового раствора, интенсифицирует процессы растворения и коллоидации полуводного сульфата кальция, ускоряет сроки схватывания массы и снижает ее водоудерживающую способность. Гипсовое вяжущее с добавкой калийсиликатного цемента обладает высокой прочностью сцепления с керамическим основанием. Подобраны порошкообразные органические вещества-модификаторы, позволяющие регулировать процессы схватывания и твердения гипсовых растворов с добавкой калийсиликатного цемента. Высокая адгезионная прочность к керамическому основанию растворов с органоминеральным модификатором обеспечивает значительную экономию гипсового вяжущего в составе отделочных смесей.

Сухие гипсовые смеси для отделочных работ находят широкое применение в современном строительстве, но их состав и свойства постоянно совершенствуются, улучшаются, модифицируются. Необходимостью изменения состава является либо повышение вяжущих и адгезионных свойств смесей, либо экономия вяжущего вещества при сохранении адгезионных свойств смесей на необходимом уровне.

Целью проводимого исследования является определение возможности повышения адгезионной прочности к пористому основанию гипсовых вяжущих и сухих смесей на их основе при использовании органоминерального модификатора.

В составе гипсовых штукатурных и шпаклевочных смесей, как правило, присутствуют порошкообразные наполнители, которые позволяют уменьшить количество вяжущего вещества.

Известно, что тонкодисперсный карбонатный наполнитель (известняковая мука) обладает повышенной реакционной способностью за счет активации его частиц при измельчении. Он заполняет полости между кристаллами дигидрата сульфата кальция, что способствует увеличению прочности контактов между кристаллами, повышению плостности, и как следствие, увеличению прочности и долговечности затвердевших отделочных составов. Степень наполнения и удельная поверхность карбонатных наполнителей оказывает влияние и на водопотребность смесей. Она снижается на 10-15 % при введении 5-20% тонкомолотого известняка . Однако при использовании добавки тонкомолотого известняка в сухой смеси на гипсовых вяжущих наблюдается повышение жесткости раствора и склонность к образованию трещин.

При изготовлении сухих гипсовых смесей, особенно предназначенных для производства штукатурных работ, большое значение имеет правильный выбор добавок, регулирующих начало и конец схватывания. В этом случае необходимо учитывать не только вид гипсового вяжущего, но и рН-среды приготовленного гипсового раствора.

Для замедления сроков схватывания и повышения адгезионных свойств растворов на основе гипсовых вяжущих, а так же для улучшения удобноукладываемости в их состав вводят органические вещества-адгезивы.

Для нейтральной среды гипсового раствора эффективными замедлителями схватывания могут быть желатины -KMЦ, смесь лигносульфатов, лимонная кислота.

Для гипсовых растворов с щелочной средой эффективными замедлителями схватывания являются винная кислота, а так же замедлитель на основе винной кислоты и пластертада (смесь лимонной кислоты с полифосфатами и желатином).

Роль пластифицирующей добавки и замедлителя сроков схватывания гипсового вяжущего выполняют так же полимеры марки Vinnapaas R1 551 Z, RE 510 Z (0,3-1,5 % от массы гипсового вяжущего) и др. вещества. Их введение значительно замедляет сроки схватывания смесей, но снижает их огнестойкость.

Ранее показано, что для повышения адгезионных свойств в составе сухих смесей можно можно использовать минеральный модификатор, композиция которого бывает представлена различными составляющими.

В качестве минерального модификатора, повышающего прочность сцепления гипсовых смесей с основанием, может быть предложен калийселикатный цемент (КСЦ), обладающей обладающий значительной адгезией к металлу, бетону, керамике, стеклу.

Одновременно при взаимодействии данного цемента с водой возникает щелочная среда (рН-12,2) как за счет высокой растворимости дисиликата калия, образующегося при синтезе на равнее с тетрасиликатом калия, так и за счет гидролиза К2СО3 исходные шихты и образования бикарбоната калия (КНСО3). Щелочность среды способствует образованию в продуктах твердения большого количества геля кремниевой кислоты, что обеспецивает цементу высокое значение адгезионной прочности. Для изучения влияния добавки калийселикатного цемента на свойства гипсовой смеси проведены исследования зависимости сроков схватывания и водоудерживающей способности гипсового теста от содержания компонентов. Величина водотвердого отношения для всех составов была принята равной 0,55 . Результаты исследований были представлены в таблице 1.

Таблица 1

Соотношение компонентов,%	В/Т	Сроки схватывания, мин	Водоудерживающая способность
Гипсовая смесь	КСЦ		Начало	Конец	%
100	-	0,55	10	12	99,45
98	2	0,55	9	11	99,03
95	5	0,55	3,5	6	98,56
90	10	0,55	мгновенное	схватывание	98,12

При испытании гипсовых смесей, содержащих добавку калийсиликатного цемента в количестве от 2-10 %, выявлено, что она ускоряет схватывание гипсовой смеси и снижает ее водоудерживающую способность.

Результаты свидетельствуют о том, что введение калийсиликатного цемента интенсифицирует процессы растворения и коллоидации полуводного сульфата кальция за счет повышенной щелочности среды, что приводит к сокращению сроков схватывания массы. При этом в результате протекающего активного взаимодействия гипса с водой затворения и образования в большом объеме кристаллического сростка в ранние сроки повышается объем свободно выделяющейся воды, т.е снижается величина водоудерживающей способности . Проведенный эксперимент позволяет квалифицировать калийсиликатный цемент как минеральный модификатор свойст гипсовых вяжущих.

Определение влияния минерального модификатора в составе смеси в количестве 2,2 и 10 % на адгезионные свойства гипса к керамическому полнотелому кирпичу в возрасте 3 и 5 суток воздушного твердения проводилось с использованием гипсового вяжущего Гипс Г-5 Ергачевского месторождения при величине водотвердого отошения 0,55.

Состав композиций на основе гипса и минерального модификатора и прочность на отрыв к керамическому кирпичу приведена в Таблице 2.

Таблица 2

Состав композиции	Прочность на отрыв (МПа), в возрасте, сут
Гипс Г-5	КСЦ	3	5
100	-	0,05	0,51
98	2	0,61	0,74
95	5	1,3	1,66
90	10	0,59	1,3

Результаты определения адегезионных свойств гипсового вяжущего в присутсвии минерального модификатора показывают, что величина прочности наотрыв к керамическому кирпичу исследуемых композиций в возрасте 5 сут и выше, чем у чистого гипса 2-5 раз . Наилучшие результаты получены при содержании минерального модификатора 5%, когда прочность на отрыв в восрасте 3-5 сут составила 1,33-1,66 МПа соответсвенно. Увеличение содержания добавки модификатора до 10% приводит к снижению прочности на отрыв до 0,59 Мпа в 3 сут и 1,3 МПа в возрасте 5 сут. Это можно объяснить резкой потерей подвижной массы за счет коротких сроков схватывания, когда структура еще недостаточно сформировалась в результате быстрого взаимодействия гипсовой составляющей с водой затворения. Повышение адгезионной прочности гипс.вяж. в присутствии КСЦ обеспечивается так же за счет продуктов твердения самого калийселикатного цемента, а именно геля кремниевой кислоты.

Известно, что сухие гипсовые смеси изготовляют с применением органических добавок, повышающих их прочность сцепления с основанием, а так же обеспечивающих смесям пластифицирующий эффект. В то же время добавки пластификаторы могут выполнять роль замедлителей схватывания гипс.вяж. Оказалось необходимом определить какой вид органической добавки - пластификатора возможно использовать в составе таких композиций. При проведении исследований были выбраны пластификатор и замедлители схватывания : пластификатор №1;(порошок) винная кислота; Retardan (50%) (жидкий). Добавки вводились в количестве 0,1% от массы смеси.Зависимость срока схватывания гипс. Вяж. От вида органического модификатора прелставлены в Табллице 3.

Таблица 3

Содержание компонентов,%	Сроки схватывания, мин
Гипс Г-5	Органический модификатор	Начало	Конец
	Пластификатор№1	Retardan (50%)	винная кислота
100	-	-	-	7	13
99,9	0,1	-	-	5	13
99,8	0,2	-	-	8	13
99,9	-	0,1	-	Отсутствие схватывания >90
99,9	-	-	0,1	11	17

Установлено, что на из проведенных органических модификаторов сильнодействующим эффектом обладает жидкий замедлитель схватывания Retardan (50%), но для сухой смеси желательно иметь порошкообразный замедлитель схватывания.. Высокий эффект замедления гипсов показала винная кислота ( замедление на 50 % после начала схватывания и на 30% до конца схватывания). Она является эффективным замедлителем, если присутствует щелочная среда. Калийсиликатный цемент увеличил адгезионные свойства гипс. вяж в 3-4 раза. Отмечено, что такое увеличение прочности на отрыв гипс.вяж. с добавкой модификатора (КСЦ ) обеспечивается за счет щелочной среды, создаваемой им в гипсовом тесте и активизирующей взаимодействие сульфатов кальция с водой, и присутствия кремниевой кислоты..Однако выявлено, что введение только калийсиликатного цемента приводит к сокращению сроков схватывания гипса в2-2,5 раз. Зависимость физико-механических и адгезионных свойств гипсового вяжущего от содержания органоминерального модификатора (ОММ) приведена в Таблице 4

Таблице 4

Состав композиции,%	Сроки схватывания, мин	Прочность на отрыв к кирпичу, МПа, в возрасте 3 сут
Гипс Г-5	ОММ	Начало	Конец
	КСЦ	Винная кслота(порошок)
100	-	-	7	13	0,05
99,9	-	0,1	11	17	0,005
95	5	-	3,5	6	1,31
94,9	5	0,1	30	45	0,59
89,9	10	0,1	43	53	0,57

Из результатов следует, что винная кислота почти полностью нейтрализует щелочную среду в гипсовом тесте, создаваемую калийсиликатным цементом и обеспечивающую высокие адгезионные свойства гипсовому вяжущему.Прочность на отрыв меньше величины прочности на отрыв чистого гипса в 10 раз. Прочность на отрыв гипсового вяжущего с калий силикатным цементом в той же дозировке была выше прочности гипса в раз.[6]

§5. Пеногипс

Пеногипс представляет собой пористый материал, который состоит из множества мелких воздушных ячеек, изолированных друг от друга тонкими стенками затвердевшего гипса.

Пеногипс образуется смешением гипсового теста со стабилизированной пеной. В качестве пенообразователей могут служить клееканифольная эмульсия, экстракт мыльного корня, гидролизная кровь (ГК). Клееканифольная эмульсия изготавливается из казеинового или мездрового клея и канифоли. Клей в эмульсию добавляется для стабилизации пены.

Из мыльного корня получают два вида пенообразователя - сапониновый и смолосапониновый.

Клееканифольный и сапониновый пенообразователи лучше использовать в течение 2-3 дней после изготовления, смолосапониновый более стоек и может храниться до 10 дней. Кроме того, смолосапониновый пенообразователь позволяет изготавливать пеномассы с самыми разными добавками и не требует большого расхода корня.

Расход пенообразователя и воды для производства пеногипса различного заданного объемного веса приведен в таблице.

Расход пенообразователя (в пересчете на сухое вещество) и воды для приготовления пены

Состав	Расход компонентов в кг при объемном весе пеногипса в кг/м3
	400	500	600	700	800
Клееканифольный пенообразователь	0,21	0,194	0,156	0,13	0,11
Вода	21	18,4	15,6	13	11
Смолосапониновый пенообразователь	0,412	0,37	0,312	0,263	0,208
Вода	51	46,2	38,5	33	26

Технологический процесс производства пеногипса состоит из следующих операций: приготовление пены; приготовление гипсового теста; смешение гипсового теста с пеной; формование и сушка изделий.

Приготовление пены, гипсового теста и пеногипсовой массы производится в пенобетономешалке. Взбивание пены занимает 7-10 минут. При приготовлении гипсового теста в воду затворения вводится до 0,2% (веса гипса) замедлителя схватывания гипса (клееизвестковый, кератиновый и др.). Затем при непрерывном перемешивании в течение 40-45 секунд засыпается гипс. Масса перемешивается еще 15-20 секунд, после чего подается в другой смеситель, куда одновременно добавляется в нужном количестве пена. Продолжительность смешивания гипсового теста с пеной обусловливается сроками схватывания гипса; обычно не превышает 1 минуты. Перемешивание заканчивают, когда смесь становится однородной и на ее поверхности не видны отдельные очаги и следы пены.

При объемном весе пеногипса 400 кг/м3 расход гипса составляет 340 кг, при 600 кг/м3 - 510 кг, при 800 кг/м3 - 680 кг на 1 м3 пеногипсовой массы.

По окончании перемешивания масса направляется в расходный бункер. Формование пеногипса производится разливкой в формы с высоты 20-25 см через лоток с небольшой скоростью. Формы должны быть заполнены за 3-5 минут, т.е. до начала схватывания.

Пеногипсовые изделия сушатся в естественных или искусственных условиях, подобно сушке обычных гипсовых изделий.

При производстве пеногипсовых изделий следует применять строительный гипс первого сорта. основные свойства пеногипса, полученного из обычного строительного гипса первого сорта, приведены в таблице.

При использовании высокопрочного гипса можно получить лучшие показатели. Пеногипс обладает высоким водопоглощением и поэтому не водоустойчив. Он применяется для утепления стен и покрытий в конструкциях, защищенных от увлажнения. Свойства пеногипса могут быть улучшены за счет использования гипсоцементнопуццоланового вяжущего.

Основные свойства пеногипса в зависимости от его объемного веса

Показатели	При объемном весе в кг/м3
	300	500	600	700	800
Предел прочности при сжатии, кг/см2	0,5-1,5	3-5	6-8	8-10	12-18
Водопоглощение, %	70	52	46	39	36,2
Коэффициент теплопроводности, ккал/м·ч·град	0,058	0,133	0,174	0,217	0,26

Пеногипс легко обрабатывается столярным инструментом, легко гвоздим, но плохо удерживает гвозди. Относится он к полуогнестойким материалам.

При формовании изделий из пеногипса на гипсоцементнопуццолановом вяжущем может быть выбран один из следующих вариантов компоновки оборудования:

1) стационарная пенорастворомешалка с розливом смеси в перемещающиеся формы;

2) передвижная пенорастворомешалка с розливом смеси в заранее расставленные формы.

Формы с выровненной поверхностью ячеистой смеси направляются на стенд выдержки.

После достижения необходимой прочности изделия освобождаются от форм и транспортируются на склад готово продукции.

Для производства гипсоцементнопуццоланового ячеистого бетона можно использовать имеющееся в промышленности строительных материалов серийно выпускаемое оборудование.

Из гипсоцементнопуццоланового ячеистого бетона изготавливают теплоизоляционные плиты, используемые для теплоизоляции стен, чердачных перекрытий и покрытий жилых и общественных зданий и построек хозяйственного назначения. Размеры изготавливаемых плит приведены в таблице.

Размеры теплоизоляционных плит (в мм)

Размеры	Допускаемые отклонения для всех размеров плит
длина	ширина	толщина	по длин и ширине	по толщине
300	300	80; 100; 120	±10	±5
600	600
600	300

Гипсоцементнопуццолановые теплоизоляционные плиты после их изготовления выдерживают на складе до приобретения ими 70% проектной прочности. При использовании в конструкциях плиты защищают от воздействия влаги.

По объемному весу теплоизоляционные плиты подразделяются на две марки - 400 и 500. Отпускная влажность не более 12%. При приемке плит для контрольной проверки из каждой партии (партия - 150 м3) отбирают по десять плит. Отобранные образцы подвергают поштучному обмеру и осмотру. Каждая партия теплоизоляционных гипсоцементнопуццолановых плит сопровождается паспортом, в котором содержатся все необходимые физико-технические свойства и другие сведения.

При применении плит их толщину в конструкции назначают расчетом в зависимости от нормированной величины влажности в утеплителе и температурных условий при его эксплуатации.[4]

§5. Теплоизоляционный пеногипс в малоэтажном строительстве

Рассмотрены технические и технологические аспекты получения и применения теплоизоляционного пеногипса в конструкциях наружных стен.

Приведен опыт строительства и эксплуатации малоэтажных жилых домов с наружными стенами из пеногипса. Исследованы физико- механические характеристики пеногипса, полученного на установке ЭТС-0,5. Представлены результаты экспериментальных определений теплотехнических показателей пеногипсового теплоизоляционного материала. Приведены результаты натурных исследований динамики естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в наружных стенах жилых домов. Разработаны предложения по совершенствованию технологии монолитного малоэтажного домостроения с применением пеногипса.

Одним из основных направлений развития строительного комплекса как в России в целом, так и регионов является строительство жилых зданий малой и средней этажности. Гипс обладает важными преимуществами, такими как, повсеместная распространенность сырьевой базы, простота и дешевизна технологического процесса получения гипсовых вяжущих, экологическая чистота и высокие теплозащитные свойства. За последние годы произошли значительные положительные изменения в развитии отечественной гипсовой промышленности, в частности, многократно возросло производство гипсовых сухих смесей для внутренней отделки, гипсокартона и пазогребневых перегородочных плит. Однако, изготовление наиболее востребованных строительством стеновых конструкций на гипсовой основе пока не нашло широкого распространения в строительном комплексе России.

Между тем, почти вековой положительный опыт производства и применения гипсовых мелкоштучных гипсовых изделий в Башкортостане, Самарской и Свердловской областях, Казахстане и других регионах, где до сих пор успешно эксплуатируются целые поселки малоэтажных жилых домов ( в один?три этажа), с несущими стенами из гипсовых или гипсошлаковых блоков подтверждает целесообразность и эффективность использование гипса для данных целей .

Для решения задачи снижения удельного расхода гипсового вяжущего весьма перспективным является использование монолитного пеногипса в наружных стеновых ограждениях. В последние годы НИИСФ РААСН, МГСУ, УГНТУ, КГАСУ, ООО «Вефт», ООО «Уфимская гипсовая компания» и другие организации занимаются разработкой технологии строительства малоэтажных каркасных зданий с использованием монолитного пеногипса в несъемной опалубке в качестве теплоизоляционного материала наружных стен .

ООО «Уфимская гипсовая компания» активно набирает опыт возведения наружных стен малоэтажных каркасных жилых домов с применением монолитного пеногипса. За период с 2011 по 2014 годы в поселке Ново-Иглино (Республика Башкортостан) построены 7 одноквартирных жилых домов площадью по 107 м2 и 8 двухквартирных жилых домов площадью по 120 м2 с применением заливочного пеногипса в несъемную опалубку каркасных наружных стен.

Технология возведения стен из пеногипса в несъемной опалубке заключается в следующем: наружные стены включают деревянный каркас, состоящий из унифицированного бруса 50х100х3000 мм, связанного с перемычками с двух сторон и обшитого фибролитовыми плитами толщиной 25 мм. Общая толщина стены составляет всего 40 см (рис. 1) . Процесс сборки каркаса дома силами одной бригады, состоящей из 4 человек, занимает всего 8-10 дней.



Рис. 1

Процесс сборки деревянного каркаса и обшивка листами фибролита

Заливку теплоизоляционного пеногипса (рис.2) в собранный каркас, обшитый фибролитовыми плитами, осуществляют механизированным способом c использованием модифицированной установки ЭТС-0,5. Продолжительность монолитных работ для одноэтажного дома площадью 120 мІ составляет 2 рабочих дня при объеме заливаемого пеногипса - 45 м3. При суммарной толщине пеногипсового слоя в 35 см, распорного воздействия на опалубку не происходит, поскольку заливка производится послойно и нижний слой к моменту нанесения последующего уже затвердевает.

Рис. 2 Процесс заливки пеногипса в конструкции наружной стены

Физико-механические и эксплуатационные свойства пеногипса в значительной степени зависят от его влажности. В связи с этим проведены исследования кинетики удаления избыточной влаги при естественной сушке пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов (табл. 1, рис. 3). В качестве объектов исследования выбраны три варианта наружных стен одноэтажных домов, отличающихся конструктивными особенностями ограждений и условиями эксплуатации помещений.

Таблица 1 Варианты объектов натурного исследования кинетики удаления избыточной влаги при естественной сушке пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов

№ варианта	Конструктивные отличия стен	Условия эксплуатации дома
1	монолитный пеногипс с установкой по центру стены с шагом 600 мм по всей высоте стены дренажной вставки квадратного сечения размером 100х200 мм из фибролита низкой плотности (с0=250-300 кг/м3)	не отапливается
2	монолитный пеногипс без дренажной вставки	отапливается
3	монолитный пеногипс без дренажной вставки	не отапливается

Рис. 3

Кинетика естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов при различных конструктивных особенностях стен и условиях эксплуатации домов: 1 - вариант № 1; 2 - вариант № 2; 3 - вариант № 3

Пеногипс, высыхает до влажности 10%-12% по массе за 5-6 месяцев при использовании дренажной вставки. Для лучшего эффекта осушения необходимо заливку пеногипса производить весной или в начале лета. Дом в процессе возведения должен стоять под навесом во избежание дополнительного увлажнения в период высыхания стен. Можно также использовать принудительное осушение инфракрасными излучателями или тепловыми пушками.

Натурными исследованиями определено, что процесс высыхания стен с двухсторонней обшивкой фибролитовыми плитами довольно длительный и занимает более шести месяцев. Это приводит к увеличению сроков сдачи объектов, так как сдвигает во времени момент начала выполнения внутренних отделочных работ.

Для ускорения высыхания стен было предложено применить в качестве внутренней несъемной опалубки пазогребневые гипсовые плиты (ПГП) толщиной 80 мм (рис.4). Гипсовые плиты, как и пеногипс, обладают повышенными значениями влагопроводности и скорости капиллярного всасывания. Основной задачей ПГП является перенос избыточной влаги из массива пеногипса и передача на проветриваемую поверхность стены. Для натурных исследований высыхания различных видов стен весной 2014 года был построен двухквартирный дом с различными конструктивными решениями внутренней несъемной опалубки. В первой половине дома использовали технологию плитами из фибролита, а во второй, в качестве внутренней несъемной опалубки использовали пазогребневые гипсовые плиты. На рисунке 5 представлены результаты натурных исследований изменения влажности пеногипса в различных вариантах стены.



Рис. 4 Стена из пеногипса с внутренней несъемной опалубкой из пазогребневых гипсовых плит

Рис. 5 Кинетика естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов при различных конструктивных особенностях

В конструкции стены с внутренней опалубкой из ПГП происходит интенсивное осушение пеногипса в первые две недели, влажность опускается до 10%-12% по массе. Параллельно происходит естественное увеличение влажности самих ПГП с 5%-8% до 20%-22%. Установлено, что ПГП во время процесса перераспределения влаги не деформируются, не изменяют геометрических параметров и внешнего вида. Таким образом, внутренние отделочные работы можно начинать через месяц после заливки пеногипса, не дожидаясь полного высыхания стен. Исследования показали, что стена из пеногипса с внутренней несъемной опалубкой из пазогребневых гипсовых плит является наиболее оптимальным вариантом по сравнению с другими.

В лаборатории НИИСФ РААСН проведены исследования влажностных и теплофизических характеристик пеногипса производства ООО «Уфимская гипсовая компания». В таблице 2 представлены основные эксплуатационные параметры пеногипса.

Таблица 2 Основные эксплуатационные параметры пеногипса производства ООО «Уфимская гипсовая компания»

№ п.п.	Наименование показателя	Метод испытания	Единицы измерения	Средние значения
1.	Плотность, среднее значение	ГОСТ 17177ГОСТ Р ЕН 1602	кг/м3	400
2.	Теплопроводность в сухом состоянии,при t=25оС	ГОСТ 7076	Вт/(моС)	0,12
3.	Сорбция при 40%при 60%при 80% при 90% при 97%	ГОСТ 24816	%	1,452,544,9 12,8 14,15
4.	Водопоглощение при полном погружении на 2 часа	ГОСТ 17177 и ГОСТ 23789	%, масс.	135
5.	Приращение теплопроводности на 1% влажности.	ГОСТ 7076	Вт/(моС%)	0,01
6.	Расчетные характеристики теплопроводности,при условиях эксплуатации конструкций А,при условиях эксплуатации конструкций Б	ГОСТ 7076,СП 23-101-2004	Вт/(моС) Вт/(моС)	0,17 0,26
7.	Паропроницаемость	ГОСТ 25898	мг/(мчПа)	0,264
8.	Предел прочности при сжатии	ГОСТ 10180	МПа	0,8
9.	Коэффициент размягчения	ГОСТ 10180	-	0,31
10.	Коэффициент теплоусвоения	СП50.13330.2012	Вт/м2оС	усл. экспл. А 2,28усл. экспл. Б 3,33

Проведенные исследования показали перспективность применения технологии заливочного пеногипса в ограждающие конструкции с несъемной или съемной опалубкой. При этом, необходимо отметить следующие факты:

Пеногипс, как и большинство теплоизоляционных материалов, не предназначен для эксплуатации во влажной среде. Однако, в исключительных случаях возможно периодическое замораживание и оттаивание влажного (свежая заливка, протечка атмосферной влаги и т.д.) пеногипса. Для исследования морозостойкости увлажненного пеногипса проведены циклы знакопеременного воздействия. Установлено, что при оттаивании в воде после замораживания на образцах после третьего цикла образовались крупные глубокие трещины. При оттаивании над водой снижение прочности образцов пеногипса после 15 циклов составило 8,5%, снижение прочности после 25 циклов составило 30%, снижение прочности после 35 циклов составило 47% от значений прочности контрольных образцов. Таким образом, катастрофического разрушения образцов не установлено, однако, процесс заливки пеногипса в конструкции целесообразно завершать за две-три недели до первых заморозков.

Испытания воздухопроницаемости пеногипса показали, что значение i=103х 5,64 кг/(м ч Па) сопоставимо с этим показателем для аналогичных пористых материалов. В зимний период через открытые поверхности пеногипса возможна инфильтрация воздуха и, соответственно, определенные теплопотери. Рекомендуется не оставлять открытые поверхности пеногипса, а закрывать их паропроницаемыми, но воздухонепроницаемыми материалами.

Теплотехнические, физико-механические показатели, а так же результаты натурного исследования эксплуатационных характеристик, полученные в работе, позволят совершенствовать технологию монолитного малоэтажного домостроения с применением пеногипса. Дальнейшие усилия по развитию технологии получения пеногипса (в частности гипсового вяжущего, композиционных составов и т.д.) целесообразно направить на снижение абсорбционных и адсорбционных свойств материала по отношению к воде, а так же снижение показателя зависимости теплопроводности от влажности.[2]

§5. Микроструктура гипсового вяжущего повышенной водостойкости

Показано, что с помощью введения в состав гипсово-вяжущего техногенных отходов и побочных продуктов различных производств (карбитного ила и микрокремнезема или биокремнезема) получен материал, отличающийся от исходного гипса повышенными прочностями характеристиками и водостойкостью, что позволяет существенно расширить область применения этих вяжущих, в том числе для помещений с относительной влажность более 60% и для ограждающих конструкций. Данный эффект обеспечен более мелкопористой структурой затвердевшего камня с меньшим количеством пор и капилляров, сообщающихся с внешней средой, в сравнении с исходным гипсовым вяжущим и образованием в его составе малорастворимых низкоосновных гидросиликатов кальция, уплотняющих структуру материала и препятствующих проникновению влаги внутрь затвердевшего гипса.

В настоящее время наметились 3 основных направления повышения водостойкости гипсовых изделий :

- уменьшение растворимости затвердевшего гипса;

- изменение капиллярно-пористой структуры гипсового камня с целью уменьшения водопоглащения и водопроницаемости;

-поверхностная гидрофобизация, пропитка и поверхностная защита материалами, препятствующие водонасыщению гипсовых изделий.

Более перспективными являются первые два пути, так как в этих случаях повышаются водостойкость материала по всему объему и его эксплуатационная надежность не зависимо от случайных повреждений поверхности изделий или конструкций. Для реализации этой задачи

используются различные добавки, но наиболее эффективными считать те, которые позволяют одновременно снизить растворимость гипса и уменьшить водопроницаемость гипса или бетона.

Увеличить экономическую, технологическую и экологическую эффективность применения этих добавок возможно путем их частичной или полной замены на техногенные отходы и (или) побочные продукты различных производств, отраженных в работах. Для выполнения данных задач предполагается использовать добавки к гипсовому вяжущему на основе микрокремнезема или биокремнезема и карбитного ила, пластифицирующей добавки с разной эффективностью. В результате применения тих добавок получен материал отличающийся от исходного гипса повышенными прочностными характеристиками и водостойкостью. Подобный эффект обеспечен бoлее плотной структурой затвердевшего камня с меньшим количеством пор и капилляров, сообщающихся с внешней средой в сравнении с гипсовым вяжущим. А также образованием за счет взаимодействия активных SiО2 и Са(OH)2, входящих в состав добавки, малорастворимых низкоосновных гидросиликатов кальция, затрудняющих проникновение влаги из извне в гипсовый камень.