Гипсовый бетон, или гипсобетон – это материал, вяжущим веществом в котором выступает сульфат кальция. Он быстро твердеет, имеет хорошие звукоизоляционные и теплоизоляционные свойства, но низкую прочность. Сульфат кальция растворим в воде, поэтому гипсобетон неустойчив к влаге и низким температурам. Применяется материал для строительных конструкций, не несущих больших нагрузок. Чаще всего из него изготавливают панели для внутренних перегородок, составы для отделки помещений.
Что такое гипсовый бетон
Гипсовый бетон отличается от остальных видов типом вяжущего вещества. Тут в этой роли выступает гипс – горная порода, состоящая из гидратированного сульфата кальция (Ca2SO4*2H2O). При смешивании с водой гипс превращается в пластичную массу, а при высыхании кристаллизируется и твердеет. Процесс затвердения происходит очень быстро: уже через 1-2 часа материал обретает 35-40% своей заявленной прочности. Окончательное схватывание происходит спустя 5-7 суток в естественных условиях. Такое качество является основным преимуществом материала.
Гипс растворим в воде, поэтому не может использоваться для строительства при влажности больше 60%. Под воздействием влаги в нем появляются пластичные деформации, бетон начинает «плыть». После высушивания прочность гипсобетона снова повышается. Но периодическое увлажнение все больше ее снижает и ведет к разрушению конструкции.
Чтобы улучшить характеристики материала, к гипсу добавляют различные вещества:
- Ангидрит (безводный сульфат кальция), эстрих-гипс (обожженную при 1000°С породу)
Эти вещества повышают прочность и водостойкость смеси и готовых изделий. - Пуццолановые добавки (измельченный топливный шлак, вулканический пепел, туф, пемза) и портландцемент
При введении таких добавок образуются слаборастворимые в воде гидросиликаты. Благодаря этому создается прочный каркас, повышающий устойчивость и прочность гипсобетона. Если у обычной смеси размягчаемость при воздействии влаги равна 0,3-0,5, то после добавления пуццоланового цемента ее удается поднять до 0,6-0,7 (у обычного бетона она 0,8). - Органические кислоты, смолы, битум, поливинилацетат, поливинилхлоридные эмульсии, кремнийорганические жидкости
Эти соединения имеют водоотталкивающие свойства и повышают гидрофобность бетона. - Пластификаторы и суперпластификаторы
Это лигносульфат, микрокремнезем, поликарбоксилат. Они позволяют уменьшить количество воды для раствора при сохранении его пластичности, что ведет к снижению пористости, увеличению плотности и прочности материала. - Замедлители твердения
Это такие поверхностно-активные вещества как декстрин, органический клей, кератин, отходы производства лимонной кислоты. Если добавить их в раствор, скорость твердения смеси замедлится с 15-20 минут до 1-2 часов. Это заметно облегчает работу с материалом.
Гипс, по сравнению с цементом, обладает худшей адгезией. Поэтому в качестве наполнителей лучше брать вещества с пористой структурой и шероховатой поверхностью. Песок лучше использовать карьерный, дополнительно измельченный. Речная разновидность с гладкими отшлифованными частицами для гипсобетона не подходит.
Наполнители разделяют на несколько групп:
- Органические
Это бумага, картон, макулатура, опилки и стружка, солома. - Минеральные
Это туф, пемза, перлит, вермикулит, щебень (гранитный, доломитовый либо известняковый), аглопорит, керамзит, битый кирпич, топливный шлак, измельченный песок. Следует заметить, что при введении в смесь битого кирпича и топливного шлака может падать прочность гипсобетона. Количество таких добавок для литого материала не должно превышать 1,5-2 частей от объема гипса, а для уплотненного с помощью вибрации – 2,5-3 частей. - Полимерные волокна
Это поливинилхлорид, целлюлоза, стекловолокно.
Для увеличения прочности изделия из гипсобетона армируют. Сталь для этого подходит мало, так как гипс не защищает ее от коррозии, а часто провоцирует ее. Арматуру приходится покрывать толстым слоем антикоррозийного средства. Поэтому чаще используются каркасы из стекловолокна, полимеров или дерева.
Гипсобетон может иметь плотную и ячеистую структуру. Блоки и панели часто изготавливают из газогипсобетона или пеногипсобетона. В первом случае в раствор добавляют газообразующую добавку (гипс), во втором – пенообразователи. У таких разновидностей бетона уменьшается вес, теплопроводимость. Из них получают качественные теплоизоляционные плиты.
Основные характеристики гипсового бетона:
- Прочность – от В1-В3,5 (марка М50) до В10 (марка М150); при добавлении пуццоланового портландцемента прочность повышают до В15-В20 (марка М200-М250). При автоклавной обработке гипсобетона, смешанного с пуццолановым цементом М500-М600, можно увеличить прочность до В40 (марка М500)
- Плотность – 1000-1600 кг/м3 (у ячеистых – 500-800 кг/м3)
- Водопоглощение – 10-25% у гипсового бетона на минеральных наполнителях и до 65% – на органических
- Морозостойкость – F5-F75
- Теплопроводимость – 0,1-0,55 Вт/м·°С (у ячеистого гипсобетона – 0,08-0,12 Вт/м·°С)
- Удельная теплоемкость – 0,84 кДж/кг·°С
При изготовлении гипсобетонной смеси к сухому порошку добавляют 0,35-0,7 частей воды. Количество наполнителя не должно превышать объем гипса больше, чем в 3 раза. Если изготавливается раствор с портландцементом и пуццолановыми добавками, в нем должно быть 50-75% гипса, 15-25% портландцемента и 10-25% пуццоланов.
Достоинства и недостатки гипсового бетона
Гипсовая смесь – это неидеальный материал. У него есть множество недостатков, ограничивающих сферу применения. Наряду с этим бетон имеет целый ряд достоинств, которые делают его популярным в дизайне, производстве разных видов плит, частном строительстве.
К достоинствам гипсового бетона относят:
- Низкую стоимость производства – нет необходимости просушивать изделия в автоклаве, да и цена компонентов относительно невысокая
- Быстрое схватывание и твердение, что позволяет сократить процесс строительства, изготовления готовых блоков и плит
- Небольшую массу изделий, что облегчает монтаж, уменьшает вес конструкции, упрощает перевозку и переноску
- Хорошие теплоизоляционные и звукоизоляционные характеристики
- Простоту обработки – готовый гипсобетонный блок или панель легко разрезать на куски нужного размера или формы, в стену из этого материала без труда вбиваются гвозди, дюбеля, нет проблем проделать отверстие или дополнительный проем
- Высокую пластичность раствора, что позволяет создавать архитектурные и декоративные элементы любой формы
- Устойчивость к высоким температурам и пожаробезопасность
Основные недостатки гипсобетона:
- Низкая прочность
Только внесение специальных добавок (пуццоланов, цемента, полимерных волокон) позволяет увеличить марку бетона до М200-М250 (редко выше). - Неустойчивость к воде
При повышении влажности часть сульфата кальция растворяется, и прочность резко падает. - Склонность к пластическим деформациям (ползучесть)
Под небольшими нагрузками или просто со временем изделия начинают искривляться, штукатурка «плывет». Особенно сильно такое свойство проявляется при увеличении влажности, перепадах температур. Исправить такой недостаток можно с помощью армирования, добавления органических и неорганических волокон, пуццоланов, цемента. - Низкая морозоустойчивость
В гипсовом бетоне много макропор, в которых легко накапливается вода. При превращении в лед она расширяется и провоцирует возникновение микротрещин в бетоне. Материал может выдерживать в среднем 30-50 циклов заморозки и разморозки (иногда не больше 5-10). Поэтому его рекомендуют использовать внутри помещений либо покрывать водонепроницаемыми составами. - Невозможность использовать большое количество наполнителя
При введении излишков песка, щебня или шлака прочность бетона падает. - Быстрое твердение
Это качество может быть как положительным, так и отрицательным. Если смесь становится твердой через 15-20 минут, с ней тяжело работать. Часть готового раствора приходится выбрасывать, так как он приходит в негодность. Чтобы исправить ситуацию, в гипсобетон вносят замедлители твердения. Но это повышает стоимость смеси.
Гипсовый бетон – это недорогой и удобный материал, который используется для отделочных и вспомогательных строительных работ, создания перегородок и перекрытий. Он популярен среди дизайнеров, производителей мебели, готовых панелей и блоков. Гипсобетон обеспечивает хорошую теплоизоляцию и звукоизоляцию, легко поддается обработке. При использовании следует учитывать его невысокую прочность и неустойчивость к влаге. Эти недостатки частично устраняются введением в смесь специальных добавок.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.