Рязанський державний медичний університет
Астраханський державний технічний університет
Кубанський державний аграрний університет
Оренбурзький державний університет
Пермський державний технічний університет
Саратовський державний університет імені М. Г. Чернишевського
Волзький університет імені В. Н. Татіщева
Томський державний університет систем управління та радіоелектроніки
Тюменський державний архітектурно-будівельний університет
Далекосхідний державний університет шляхів сполучення
Нижегородський державний університет імені М. І. Лобачевського
Московський державний університет імені М. В. Ломоносова
Будівельний гіпс - це порошок, білого або сірого кольору, тонкого помелу, який отримують з гіпсового каменю (природного гіпсу) шляхом випалу при температурі 140 190 С; це бистросхвативающегося і швидко-твердне в'язка речовина. Гіпс будівельний застосовується для штукатурних робіт, виготовлення гіпсокартону, гіпсових будівельних виробів, виливків, форм, а також в якості добавки до ін. В'язким (наприклад, вапна, цементам) .На даний момент в'яжучі на основі гіпсу займають провідне становище в будівельній індустрії. Це пов'язано з кількома важливими позитивними особливостями:
- невисокі енерговитрати при виробництві, завдяки низькій температурі випалу, 150- 180 ºС.
- екологічність виробництва і самих матеріалів.
Гіпс може конкурувати не тільки з точки зору економіки з цементом і бетоном. При застиганні гіпсові покриття регулюють вологість приміщення, тим самим створюючи затишний мікроклімат.
Цей матеріал має великі перспективи в подальшому розвитку, не останню роль в цьому відіграють великі запаси гіпсу. За приблизними підрахунками в Росії перебуває понад 3000 млн т гіпсової сировини.
Головний недолік гіпсових вяжущіх- низька водостійкість і морозостійкість. Коефіцієнт розм'якшення 0,4 ... 0,5
Основна проблема - це низька водостійкість, вирішивши яку, можна прийти до поліпшення і інших властивостей в'яжучих на основі гіпсу.
На думку П.П. Буднікова та ін. Основна причина низької водостійкості гіпсових виробів - відносно висока розчинність CaSO4, складова 2,04 г / л при 20 ° С. При зволоженні в порах виробів за рахунок розчинення кристалів дигідрату утворюється насичений розчин сульфату кальцію, внаслідок чого зв'язок між кристалами слабшає, і міцність виробу знижується. П.А. Ребиндер і деякі інші вчені "вважають, що причиною зниження міцності затверділого ГВ при зволоженні є адсорбція вологи внутрішніми поверхнями мікрощілин і виникає при цьому розклинюючий дію водних плівок, в результаті якого окремі мікроелементи кристалічної структури роз'єднуються. При цьому адсорбційний ефект посилюється пористістю гіпсових матеріалів. До такого ж висновку дійшов і Ш. Саттлер. Можна вважати, що спостерігається одночасна дія цих причин, тобто високу розчинність гіпс а, його пористістю і розклинюючим дією молекул води при проникненні в межкристаллической порожнини. Розмір пір в структурі затверділого гіпсу становить 1,5-3 мкм, а кристали дигідрату сульфату кальцію мають між собою точкові з'єднання з тенденцією до розриву при невеликих напругах. Крім того, дигідрат сульфату характеризується досить великим обсягом міжплощинних (межкристаллических) просторів (порожнин), в які проникає вода, послаблюючи зв'язку і вимиваючи гіпс. Все це і призводить до значного зниження міцності і розмивання гіпсових виливків під дією води.
Існують певні заходи, спрямовані на підвищення водостійкості будівельного гіпсу:
- підвищення щільності виробів за рахунок їх виготовлення методом трамбування і вібропресування з малопластичних сумішей;
- досягнення об'ємної гідрофобізації;
- застосування пластифікуючих добавок;
- зменшення розчинності в воді сульфату кальцію і створення умов утворення нерозчинних сполук, які захищають дигідрат сульфату кальцію, поєднанням ГВ з гідравлічними компонентами (вапном, цементом, активними мінеральними добавками).
Трамбування і вибропрессование допомагають зменшити пористість, це веде до збільшення не тільки міцності і водостійкості, а й призводить до збільшення теплопровідності.
Гідрофобізація - різке зниження здатності виробів і матеріалів змочуватися водою і водними розчинами. У виробництві будівельних матеріалів і виробів на основі гіпсу важливе значення має об'ємна гідрофобізація. На стадії виробництва будівельного матеріалу гидрофобизатор вводиться разом з водою
«Замішування» в кількості, як правило, 0.1 - 0.3% активної речовини від маси в'яжучого. Як гідрофобізатори застосовують солі жирних кислот, деяких металів (мідь, алюміній, цирконій та Т.Л.), катіоноактивні поверхнево-активні речовини (ПАР), а також низько- і високомолекулярні кремнійорганічні сполуки.
Застосування гідрофобізаторів призводить до різкого зниження водопоглинання гіпсових в'яжучих, збільшення водостійкості і міцності.
Застосування пластифікуючих добавок не тільки знижує водопроникність, а й сприяє підвищенню міцності і водостійкості. Для зниження водопотребности можна використовувати добавки поверхнево-активних речовин ЛСТ, СНО, ВРП-1, а також суперпластифікатори.
В даний час доведено, що одним з найбільш ефективних способів підвищення водостійкості будівельного гіпсу є введення в нього речовин, що вступають в хімічну взаємодію між собою і гіпсовим в'язким, з утворенням водостійких і тверднуть у воді продуктів. Такими речовинами є портландцемент, мелені гранульовані доменні шлаки, вапно в поєднанні з активними мінеральними добавками.
Найбільш стійка композиція, що складається з гіпсового в'яжучого (напівгідрату сульфату кальцію), портландцементу і належної кількості активних мінеральних добавок, яка отримала назву гипсоцементно-пуцолановому в'яжучий (ГЦПВ).
У більшості випадків модифікація будівельного гіпсу можлива завдяки застосуванню сучасних хімічних добавок, які в достатній кількості представлені на ринку. Їх використання не вимагає великих капітальних вкладень в переобладнання існуючих технологічних ліній. На даний момент ринок будівництва Росії потребує оздоблювальних матеріалах з гіпсових в'яжучих, таких, як гіпсокартон, гіпсоволокнисті плити, а також в сухих будівельних сумішах.
Російськими вченими були розроблені гідравлічні композиційні гіпсові в'яжучі нового покоління, названі КГВ. Їх отримують шляхом модифікації вихідного гіпсового в'яжучого активованими комплексними добавками портландцементу, кремнеземистих добавок з місцевої сировини і відходів різних виробництв, що характеризуються різною гідравлічної активністю, в поєднанні з пластифицирующими і іншими хімічними добавками.
Але на даний момент перспективні ГЦПВ і КГВ поки не знаходять широкого застосування в будівництві так як не має достатнього попиту.
В ході дослідницької роботи було вивчено вплив хімічних добавок на властивості будівельного гіпсу. Застосовувалися пластифицирующие і гідрофобізуючі добавки. Як і очікувалося, при використанні суперпластифікатора водопотребность гіпсового тесту зменшується. Регулюються початок і кінець схоплювання, щільність, міцності і водостійкість.
При використанні гидрофобизирующей рідини водопотребность зросла на 2 - 3%, але міцність при вигині збільшилася на 50%, а при стисненні - на 60%. Водопоглинання зменшилася в 8 разів. Коефіцієнт розм'якшення підвищився на 12%.
Це доводить, що застосування хімічних добавок здатне модифікувати різні властивості гіпсових в'яжучих та їх застосування цілком обгрунтовано при виробництві гіпсокартонних листів, гіпсоволокнистих плит та інших виробів на основі будівельного гіпсу.
Список літератури
5. Волженський А.В. Мінеральні в'яжучі речовини. М. Стройиздат, 1986. 464с.
«Істина була єдиною дочкою часу.»
Леонардо Да Вінчі