Экологический материал - гипсопоробетон..
Экологический материал - гипсопоробетон..
Гипс является одним из древнейших строительных материалов. Его использование в современном строительстве опирается на тысячелетний опыт многих поколений. Более половины мировых запасов гипса находятся на территории России. Однако по использованию гипса в строительном производстве Россия достаточно далека от лидирующих позиций.
Вместе с тем потребление гипса за рубежом неуклонно растет, что определяется, в основном, производством гипсокартонных плит и пазогребневых блоков для ограждающих конструкций (стен и перегородок) зданий. Только в США производство гипсокартона в 2005 году составило 3350 млн. квадратных метров.
Рост популярности гипсовых вяжущих, в первую очередь, обусловлен тем, что сырье для их производства (как природное, так и техногенного происхождения) не является дефицитным. Кроме того, по сравнению с другими видами минеральных связующих производство гипсовых отличается меньшей энергоемкостью и требует более низких капиталовложений.
Особо следует отметить экологическую чистоту жизненного цикла гипса. Материалы на его основе безопасны для здоровья человека, обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, повышенной огнестойкостью и сравнительно невысоким удельным весом. Способность же гипса отдавать или поглощать влагу (в зависимости от влажности воздуха) обеспечивает регулирование микроклимата помещений, что позволяет поддерживать комфортные условия проживания. И делает материалы на основе гипсовых вяжущих незаменимыми при возведении ограждающих конструкций зданий и внутренней отделке помещений.
Особо следует отметить, что гипс — один из немногих строительных материалов, который после рециклинга можно повторно использовать в строительном производстве. Например, в США в 2005 году за счет вторичной переработки гипсокартона было произведено 4 млн. тонн гипсового вяжущего.
Наряду с очевидными достоинствами материалам на основе гипсовых вяжущих присущи три серьезных недостатка, которые до последнего времени сдерживали широкое применение гипса в строительстве. Эти недостатки — низкая водостойкость, низкая морозостойкость, невысокая прочность и высокая ползучесть материалов, производимых на основе гипсовых вяжущих марок Г4, Г5 и Г7.
Решение данных проблем позволило бы существенно расширить область применения гипсовых вяжущих, создавая на их основе материалы с высокими эксплуатационными свойствами для различных областей строительства.
Начиная с работ А.В.Волженского и А.В.Ферронской, заложивших научные основы теории водостойких гипсо-цементно-пуццолановых вяжущих, в МГСУ совместно с ООО фирма "ВЕФТ" не прекращались работы в этом направлении. Важным этапом в их развитии стало создание в лаборатории «Новых строительных материалов и технологий» модификатора гипса — специальной добавки, позволяющей свести к минимуму недостатки при сохранении всех положительных свойств.
Создание целого спектра водостойких гипсовых вяжущих позволило существенно расширить область применения, выделить ряд перспективных направлений использования этих материалов. Одним из таких направлений является возведение ограждающих конструкций из поробетона на основе водостойких гипсовых вяжущих.
Применение поробетона в ограждающих конструкциях зданий — достаточно популярное конструктивное решение. Однако проблемы, возникающие в процессе производства этого материала на основе портландцемента, сдерживают его использование в массовом строительстве.
Низкая оборачиваемость опалубки, необходимость применения специального оборудования для ускорения твердения и сушки, длительные сроки набора прочности при твердении в естественных условиях усложняют технологию производства и отрицательно сказываются на эффективности производства работ.
Идея применения гипсового вяжущего для производства поробетона и его использования в ограждающих конструкциях зданий не является новой. Но попытки ее реализовать всегда осложнялись недостаточной водо- и климато-стойкостью. А также низкими прочностными характеристиками.
Между тем использование в составах таких бетонов гипса в качестве модификатора является одним из возможных путей получения поробетона на основе гипсовых вяжущих полученный таким образом материал обладает всеми положительными свойствами поробетона на основе портландцемента.
Этот материал имеет достаточную морозостойкость, не боится воды, обладает низкой теплопроводностью и хорошими физико-механическими характеристиками. Более того, он приобретает распалубочную прочность в течение нескольких часов.
Поробетон на основе модифицированных гипсовых вяжущих — новое развивающееся направление. Производство этого материала может быть организовано на любом профильном предприятии при минимальных финансовых затратах и незначительных технологических изменениях.
Для этого в традиционном составе поробетона (портландцемент-песок-порообразователь-вода) портландцемент заменяют на гипсовое вяжущее и модификатор. Причем, каждое действующее производство, выпускающее поробетон по любой известной технологии, способно производить гипсопоробетон с уникальными свойствами.
А применение технологий сухих строительных смесей позволяет гарантировать качество выпускаемой продукции.
При разработке состава сухой смеси для гипсопоробетона, наряду с заданными показателями прочности, средней плотности и теплопроводности, можно изменять и время набора распалубочной прочности от 20 минут до 5 часов. Это позволяет существенно сократить сроки производства работ при возведении ограждающих конструкций без увеличения численности рабочих.
Высокая эффективность применения модифицированных гипсовых вяжущих достигается и при производстве мелких стеновых поробетонных блоков для ограждающих конструкций. Оборачиваемость форм возрастает в 3—4 раза, отпадает необходимость применения специального оборудования для сушки и ускорения твердения поробетона.
В результате не только повышается рентабельность существующих производств, но и сокращается уровень капиталовложений при создании новых мощностей по производству поробетона. Кроме того, использование сухой смеси для производства гипсопоробетона обеспечивает улучшение качества поверхности блоков. И, как следствие, сокращение брака.
Снижение сроков набора распалубочной прочности увеличивает эффективность механизации работ при использовании поробетона в монолитных и сборно-монолитных ограждающих конструкциях. При этом сроки производства работ сокращаются до 8 раз при возведении монолитных и до 4 раз при возведении сборно-монолитных многослойных ограждающих конструкций.
Испытания показали, что материалы ограждающих конструкций на основе гипсового вяжущего, производимые с использованием модификатора гипса, обладают механическими и эксплуатационными характеристиками, ранее присущими только материалам на основе портландцемента Широкий диапазон прочностных характеристик, водостойкость и морозостойкость таких составов позволяют использовать их не только в теплоизоляционных ограждающих конструкциях и внутренних перегородках, но и в несущих ограждающих конструкциях.
Учитывая ситуацию, складывающуюся в цементной промышленности, рост цен на портландцемент и возможный его дефицит, следует отметить, что применение модификатора гипса может стать своевременным решением в выборе материала для ограждающих конструкций.
Широкое использование модифицированных гипсовых вяжущих при возведении ограждающих конструкций малоэтажных зданий уже сейчас может дать реальный вклад в реализацию национальной программы «Доступное и комфортное жилье» Оно обещает значительное снижение стоимости квадратного метра жилья за счет сокращения сроков строительства, применения местных строительных материалов, к которым относятся гипсовые вяжущие, и эффективной механизации работ. Так, расчетные сроки строительства одно-двухэтажного здания площадью до 800 кв. м, при возведении монолитных ограждающих конструкций из модифицированного гипсопоробетона не превышают 48 часов.
Использование технологии сухих строительных смесей в производстве поробетона на основе модифицированного гипсового вяжущего позволило реализовать принципиально новые подходы к повышению строительно-технологических характеристик гипсопоробетона В частности, удалось применить стандартные технологические карты механизированного производства работ и организовать подачу поробетоннной смеси на высоту до 30 метров И, таким образом, полностью отказаться от использования на строительной площадке монтажных кранов и грузоподъемных механизмов.
( Инженерная газета №41 ноябрь 2006 года )