Бетон, в складі якого в якості в'яжучого застосовуються гіпсові в'яжучі, називається Гіпсобетонні. Для зменшення витрат в'яжучого та зменшення деформації виробів при сушці в формувальну масу вводяться органічні або неорганічні наповнювачі. Але, як правило, наповнювачі в тій чи іншій мірі знижують механічну міцність гіпсобетонних виробів.
Всі органічні наповнювачі - деревна стружка, тирса, деревинна вовна, багаття, торф, солома, очерет і т.п. - більшою мірою, ніж мінеральні, знижують міцність виробів на стиск (особливо солома або багаття). Позитивне значення введення органічних наповнювачів полягає в тому, що вони значно покращують теплотехнічні властивості гіпсових елементів і їх гвоздімость, а волокнисті матеріали (стружка, шерсть, папір) збільшують, крім того, еластичність плит, їх міцність на удар і злам. Однак введення цих наповнювачів, навіть в малих дозах, збільшує водопотребность гіпсової суміші на 15-20%, що відповідно подовжує процес сушіння вироби і різко знижує (на 20-50%) міцність на стиск. Крім того, погіршуються звукоізоляційні властивості, що небажано для таких видів виробів, як перегородкові плити і панелі.
Неорганічні наповнювачі - пісок, золи, шлаки та ін. - обумовлюють значно кращі показники фізико-механічних властивостей гіпсокартону. При їх застосуванні в меншій мірі знижується механічна міцність гіпсових елементів і вище атмосферостойкость стінових елементів.
Такі мінеральні наповнювачі, як щебінь і гравій, сильно збільшують об'ємна вага і крихкість виробів і суттєво погіршують їх теплозахисні властивості. При виборі мінерального заповнювача перевагу слід віддавати заповнювачів з шорсткою поверхнею, так як гіпс з ними зчіплюється краще. Найкращими є легкі наповнювачі - котельні шлаки, пемза, туфи, керамзитові щебінь і гравій. Із застосуванням паливних шлаків можуть бути отримані гіпсобетони з межею міцності при стисненні 50-100 кг / см 2 при щільності 1300-1600 кг / м 3.
Для отримання якісних гіпсобетонних виробів необхідно, щоб шлак був відносно чистим, тобто без домішок землі, каміння і тріски. Кількість незгорілих частинок вугілля не повинно перевищувати 20%. Небажаною домішкою в шлаках є непогашена вапно. Для поліпшення якості шлаку рекомендується витримування його на відкритому повітрі не менше 2 місяців.
Величину зерна заповнювача вибирають в залежності від розмірів окремих елементів, з тим, щоб щебінка повністю обволікалася розчином. Слід повністю відсівати пил, що заважає нормальному обволіканню заповнювач розчином, а також шлакову дрібниця (до 2 мм), в якій, як правило, знаходиться багато незгорілих частинок вугілля. Фракцій шлаку дрібніше 5 мм рекомендується застосовувати не більше 25-30% загальної кількості наповнювачів.
Питома вага шлаків коливається в широких межах - від 650 до 1100 кг / м 3. Високу міцність показують гіпсобетонні вироби на шлаках донецьких і Печорський вугілля, найменшу - виготовлені із застосуванням шлаків підмосковних вугілля.
Введення пемзи сприяє отриманню високоякісного гіпсобетону, так як вона зазвичай не містить шкідливих домішок, а наявні в ній пори повідомляють виробу високі теплоізоляційні властивості. Однак застосування пемзи як заповнювач доцільно лише в районах, розташованих поблизу розробок пемзи. Питома вага пемзи коливається від 300 до 800 кг / м3, а коефіцієнт теплопровідності - від 0,12 до 0,2 ккал / м · град · год.
При введенні вулканічних туфів отримують гіпсобетон з більш високим об'ємною вагою, ніж при пемзової заповнювачі.
Склад Гіпсобетонні підбирають на основі експериментальних даних з урахуванням активності в'яжучого і якості наповнювачів, заданої марки гіпсобетону і особливостей застосовуваного формувального обладнання. Зразкові склади Гіпсобетонні і їх основні властивості наведені в таблиці.
Зразкові склади Гіпсобетонні
Методи формування підрозділяють на формування з мас рідких консистенції і з жорстких або напівжорстких мас. У першому випадку водогіпсовое відношення становить 0,6 і вище, у другому вона коливається в межах від 0,35 до 0,5.
Формування за способом лиття з мас рідкої консистенції застосовується переважно при виготовленні виробів з чистого гіпсу. Найчастіше ж застосовують жорсткі і напівтверді гіпсобетонні маси, що володіють малою рухливістю; при використанні таких мас застосовують способи формування - з вібрацією, пресуванням, трамбуванням, прокатом.
Вібрація допускає застосування водогіпсового відносини 0,35-0,4 при виготовленні чисто гіпсових елементів і 0,45-0,5 при виготовленні гіпсобетонних деталей зі жужільними наповнювачами.
Пресування дозволяє формувати з маси з меншою кількістю води, ніж при вібрації. Витрата води замішування може бути прийнятий близьким до теоретичного.
Трамбування гіпсобетонних виробів сприяє значному підвищенню їх міцності. Міцність трамбувати зразків в 1,5-2 рази перевищує міцність литих виробів.
З економічної точки зору виробництво віброваних гіпсошлакові виробів доцільніше, ніж виробництво литих виробів, так як при цьому значно менше витрачається гіпсу на 1 м3 бетону і палива на сушку. У той же час метод лиття високопродуктивний і малотрудоемкие.
Незалежно від того, формуються чи вироби з чистого гіпсу або з гіпсобетонною маси, до складу якої крім в'яжучих входять різні наповнювачі. Обов'язковою умовою є ретельне змішання всіх компонентів маси з водою. Під час цього технологічного процесу повинно бути забезпечено змочування частинок гіпсу водою для подальшої більш повної їх гідратації, а також рівномірний розподіл і оточення в'яжучими зерен або волокон заповнювача. Необхідно також, щоб готова перемішана маса зберігала свої пластичні властивості і в момент формування з неї виробів, так як при використанні зовнішніх впливів (пресування, вібрація і ін.) Після того, як почався процес схоплювання гіпсу, відбудеться порушення зв'язків між утворюються кристалами двуводного гіпсу і різке падіння міцності виробу, що формується.
Після закінчення формування необхідна швидка кристалізація і затвердіння вироби для того, щоб забезпечити якнайшвидше витяг їх з форм і тим самим підвищити оборотність і продуктивність формувального обладнання.
Для регулювання термінів схоплювання гіпсової і гіпсобетонною маси вводять різні добавки.
Приготування гіпсобетонних сумішей в бетономішалках краще вести в два прийоми: спочатку змішати воду з гіпсом, а потім гіпсове тісто з заповнювачем. Якщо як заповнювач використовуються шлаки або цегляний бій, то їх слід попередньо наситити водою, а дрібні частинки розміром менше 2 мм відсіяти.
Металева арматура в Гіпсобетонні кородує, тому, якщо виникає особлива потреба в її застосуванні, обов'язково передбачають антикорозійний захист (наприклад, покриття арматури бітумним лаком або інший обмазкой). В якості арматури в гіпсобетонних виробах найчастіше використовуються місцеві матеріали: відходи деревини, штукатурна дрань, солома та ін. Вологість цих матеріалів, що надходять у виробництво, повинна бути не нижче 30-35%.
Техніко-економічні дослідження і досвід експлуатації побудованих будівель свідчать про їх високу техніко-економічну ефективність. Стіни з гіпсобетонних панелей в порівнянні з цегляними в 1,5-2 рази дешевше, в 2-2,5 рази легше і в 1,5-2 рази ефективніше за термічному опору. При комплексному застосуванні зазначених гіпсобетонних виробів знижується вартість 1 м2 житлової площі на 20% і в 4-5 разів зменшується потреба в робочій силі на будівельному майданчику. Питомі капітальні вкладення на організацію виробництва гіпсобетонних виробів знижуються в 1,5-2 рази.
У 1959 р за пропозицією А.К.Смірнова в Латвійській РСР розпочато виробництво і застосування гіпсоорганіческіх будівельних деталей [1].
Будівельні деталі з гіпсу на органічних заповнювачах розрізняють по конструктивному призначенням:
а) для зовнішніх і внутрішніх стін - стінові блоки;
б) для перегородок - перегородкові плити;
в) для горищних і міжповерхових перекриттів - плити накату.
За показниками межі міцності при стисненні зразків кубів з розмірами ребра 7 см гіпсоорганіческіе розчини та бетони діляться на марки: 70, 50, 35, 20, 15, 8.
Фізико-механічні властивості гіпсоорганіческіх бетонів
Найчастіше в Латвійській РСР застосовувалися будівельні деталі наступних розмірів:
а) стінні блоки - 50х50х25 см, вагою до 70 кг;
б) перегородкові плити - 50х50х12,5 см, вагою до 32 кг;
в) плити накату шириною 40 см, товщиною 15 см і вагою до 50 кг з двома дерев'яними армирующими рейками.
В якості в'яжучого речовини для приготування будівельних деталей з гіпсоорганіческіх сумішей застосовують будівельний гіпс. Заповнювачем для гіпсоорганіческой маси служать: деревна тирса хвойних і змішаних порід, стружки від механічної обробки деревини, подрібнена деревина (обрізки дощок, горбиль, великі порубкових залишків та ін.) З розміром шматків після дроблення не більше ¼ товщини деталі, січка багаття лляної або конопляної , соломи, очерету або осоки довжиною не більше 50 мм. Кращі результати дає заповнювач з вологістю не більше 15%. Застосовувана дерев'яна арматура повинна мати вологість не менше 35%. Для регулювання термінів схоплювання гіпсобетону застосовують сповільнювачі схоплювання гіпсу.
Гіпсоорганіческій бетон готують в наступному порядку: попередньо перемішують гіпс і заповнювач, потім їх змішують з водою, в яку введено необхідну кількість сповільнювача схоплювання. Гіпсоорганіческую масу перемішують в змішувальних агрегатах періодичного або постійного дії. Будівельні деталі формують в металевих або дерев'яних розбірних формах, в яких можна виготовити кілька однотипних будівельних деталей. Перед складанням форми очищають від налиплого гіпсоорганіческой суміші і змащують мильно-гасової емульсією.
Гіпсоорганіческіе бетони ущільнюють ручним способом за допомогою металевих трамбовок або механізованим способом із застосуванням вібраторів. У всіх випадках бетонну суміш накладають в форму шаром 15-17 см і ущільнюють до появи на поверхні гіпсового молока, після чого в форму насипають наступний шар і так до повного заповнення форми. Особливо ретельно ущільнюють бетонну суміш уздовж лицьових поверхонь і по зовнішнім ребрах виробів. Верх вироби вирівнюють і загладжують кельмою. Форми распалублівают через 35-40 хвилин після змішування з водою гіпсоорганіческой суміші. Готові вироби направляють на склад і укладають в штабель в три яруси з відстанню між виробами не менше 5 см. При зберіганні вироби повинні бути захищені від атмосферних опадів.
В окремих випадках готові вироби направляють на штучну сушку, при цьому температура теплоносія не повинна перевищувати 100 ° С.
При монтажі стін з гіпсоорганіческіх блоків по їх верхній горизонтальній поверхні розстеляють шар свіжоприготованого гіпсоорганіческого розчину і негайно встановлюють можливо щільніше один до одного кілька блоків під рейку і по схилу. З цього ж розчину заповнюють вертикальні канали між блоками приблизно на третину висоти з ущільненням трамбовками. Після отримання нової порції свіжого розчину монтують наступну групу блоків. Через 30-40 хвилин після установки блоків, коли гіпсоорганіческій розчин в горизонтальних швах і вертикальних каналах попереднього ряду блоків схопиться, заповнюють свіжим розчином з ущільненням трамбуванням решту вертикальних каналів і шпаклюють шви.
Внутрішнє оздоблення приміщень роблять в будь-який час року при плюсовій температурі. При точних геометричних розмірах гіпсоорганіческіх будівельних деталей і ретельному монтажі з цих блоків і плит конструкцій стін і перегородок, останні потребують лише в тонкому шарі покриття товщиною 3-5 мм. Внутрішні поверхні стін в приміщеннях з відносною вологістю не більше 60% штукатурять гіпсоізвестковоорганіческім розчином складу 1: 1: 3 (гіпсоізвестковое тісто: тирса). Тирса для приготування штукатурного розчину відсівають на ситі з осередками 5 мм. Стіни ванних кімнат, комор та інших сирих приміщень покривають цементно-піщаним розчином товщиною 10 мм. Після висихання оштукатурених внутрішніх поверхонь їх фарбують звичайними клейовими або масляними (в сирих приміщеннях) фарбами.
Зовнішні поверхні стін частіше за все не штукатурять, а фарбують, але іноді покривають гіпсоізвестковим піщаним розчином складу 1: 1: 3. Для кращого зчеплення розчину з поверхнею гіпсоорганіческіх будівельних деталей останні спеціально обробляють (процарапивая борозни в різних напрямках).
Зовнішні та внутрішні стіни з гіпсокартону можна білити вапняним розчином, виготовленим за рецептом А.Г.Панютіна: 18 кг вапна-кипелки зачиняють малою кількістю води, щоб отримати інтенсивний розігрів вапняного порошку; в порошок додають 0,75 кг натуральної оліфи. Суміш в металевому посуді витримують дві доби, а потім розбавляється водою. Цієї кількості достатньо для побілки 100 м 2 поверхні.
література
1. Крутов П.І. Цуканов Ю.С. Гіпс і гіпсові вироби в сільському господарстві. М. 1971
2. Волженський А.В. Мінеральні в'яжучі речовини. М. Стройиздат, 1986.