Возможности применения гипсовых материалов при строительстве малоэтажных домов

Особое место среди местных материалов занимают гипсовые вяжущие, материалы и изделия на их основе.

Гипсовые материалы и изделия все шире применяются в современном строительстве. По сравнению с бетонами и строительными растворами на основе портландцемента, со строительной керамикой и металлами производство и применение гипсовых строительных материалов связано со сравнительно низким удельным расходом топлива и энергии. Удельные затраты энергии на производство 1 т портландцемента составляют 2400 кВт ч, кирпича — 1760, а гипсовых строительных изделий — 1200. Быстрое схватывание и твердение гипсовых формовочных смесей позволяет осуществлять изготовление изделий без форм, например методом непрерывного проката, либо в стационарных формах-кассетах, коэффициент использования которых резко увеличивается, либо на специальных формовочных станках.

Повышение цен на топливо обусловило быстрый рост добычи, потребления природного гипсового камня и производства из него гипсовых вяжущих и строительных материалов на его основе во всех развитых странах. В настоящее время потребность производства гипсовых вяжущих в стране практически полностью покрывается за счет разработки месторождений природного гипсового камня. В то же время имеющиеся разработки в технологии применения фосфогипса и других гипсосодержащих отходов позволяют развивать производство строительных материалов из этих отходов.

Применение гипсовых материалов позволяет не только снизить дефицит в стеновых и перегородочных материалах для многоэтажного и малоэтажного строительства, но и значительно (не менее, чем в 2 раза) сократить сроки возведения зданий. Изделия из гипсовых вяжущих характеризуются легкостью, достаточной прочностью, относительно низкими теплои звукопроводностью. Они легко формуются и приобретают любую архитектурную форму. Кроме того, гипсовые материалы огнестойки, способствуют поддержанию комфортного микроклимата в помещениях благодаря хорошим показателям по парои воздухопроницаемости, способности поглощать лишнюю влагу из воздуха и отдавать ее при снижении влажности.

В настоящее время гипсовые вяжущие применяются в несколько раз меньше, чем в 60−70-х годах прошлого столетия. Тогда широко применялись гипсобетонные крупноразмерные панели перегородок и оснований под полы (более 600 тыс. м2 в год), мелкоштучные перегородочные плиты (перегородки из кирпича или железобетона встречались очень редко), широко применялись для отделочных работ гипсокартонные листы. Возводились здания со стенами из бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих и заполнителей из различных техногенных отходов (шлаки, опилки). Выпускались гипсобетонные стеновые камни, из которых построено большое количество малоэтажных зданий. В настоящее время перегородки в жилых и административных зданиях в основном возводят из кирпича, бетонных, керамзитобетонных стеновых камней, блоков из ячеистого бетона. В офисных помещениях широко применяются комплектные системы Кнауф из гипсокартонных листов. Началось применение гипсоволокнистых лисов при устройстве полов, подвесных потолков внутри помещений с относительной влажностью воздуха до 75%.

До настоящего времени слабо применяются водостойкие гипсовые вяжущие, несмотря на большие достижения в данной области. Это можно объяснить недостаточной информированностью технической и предпринимательской общественности, боязнью строителей применять гипсовые бетоны в несущих и наружных конструкциях зданий.

Наиболее эффективным способом повышения водостойкости гипсовых вяжущих является введение в него веществ, вступающих с ним в химическое взаимодействие с образованием водостойких и твердеющих в воде продуктов. Последние исследования МГСУ (кафедра технологии вяжущих веществ и бетонов) по повышению водостойкости гипсовых вяжущих позволили получить водостойкие гипсовые вяжущие нового поколения — гидравлические композиционные гипсовые вяжущие низкой водопотребности и бетоны на их основе.

Новые вяжущие представляют собой гомогенную активированную смесь любого гипсового вяжущего с гидравлическим компонентом — органоминеральным модификатором (ОММ) гипсовых вяжущих, предварительно получаемым механохимической активацией портландцемента, кремнеземистой добавки и суперпластификатора.

Введение

его в гипсовое вяжущее в надлежащем количестве обеспечивает высокие показатели прочности, водостойкости и долговечности. Для регулирования сроков схватывания можно вводить замедлители и ускорители схватывания.

Разработаны и изучены различные бетоны на основе модифицированных вяжущих. Эти бетоны могут применяться аналогично бетонам на портландцементе. Наибольшее значение имеют стеновые и перегородочные изделия, а также отделочные, включая декоративные, производство и применение которых будут развиваться.

Стеновые изделия можно изготовлять из различных бетонов (тяжелого, легкого на пористых заполнителях, арболита, опилкобетона, ячеистого и т. д.) на основе водостойких или неводостойких гипсовых вяжущих в зависимости от условий эксплуатации.

Блоки предназначены для возведения несущих и самонесущих стен без раствора. При кладке пустоты всех рядов совмещаются, образуя герметичные замкнутые воздушные полости, заполняемые эффективными теплоизоляционными материалами (ячеистый бетон, пенополиуретан, минераловатные изделия и т. п.). Заполняя эти пустоты тяжелым бетоном, можно создавать любые несущие конструкции, а при вертикальной кладке и армировании сооружать каркасную систему здания, при этом сами замковые блоки будут носить декоративно-отделочную функцию. Изготовление блоков осуществляется по литьевой технологии в запатентованных кассетных пластиковых формах.

Очень эффективен гипсовый прессованный кирпич на основе водостойких гипсовых вяжущих, который по своим свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым к силикатному кирпичу (ГОСТ 379−95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия). Кирпич предназначен для кладки наружных и внутренних стен малоэтажных зданий и сооружений, а также для их облицовки (для этого кирпич выпускается цветной). Для формования кирпича приспосабливают прессовое оборудование, применяемое для производства силикатного кирпича, либо разрабатывают специальное формовочное оборудование. Кирпич после формования прессованием не требует никакой тепловой обработки, а подлежит упаковке на поддонах и отправке потребителю. Предложены различные способы получения ячеистого бетона из гипсовых вяжущих. Из него формуют стеновые блоки, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ 21 520 и действующим техническим условиям. Блоки на водостойких гипсовых вяжущих предназначены для кладки наружных, внутренних стен и перегородок зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75% и при неагрессивной среде. Стеновые блоки на основе неводостойких гипсовых вяжущих применяются в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60%. Большое распространение получил пеногипс на основе модифицированного гипсового вяжущего при устройстве стяжек пола и в качестве теплоизоляционного слоя при возведении стен в несъемной опалубке. Экспериментальное строительство малоэтажных домов с применением несъемной опалубки из ЦСП и модифицированного пеногипса подтвердило высокую эффективность такой строительной системы. Строительство одноквартирного дома по данной технологии (без отделки) занимает 5−7 дней (при готовом фундаменте).

Производство изделий из гипсовых вяжущих отличается быстротой приобретения распалубочной (через 7…30 мин), отпускной и конечной прочностей (через 1…3 сут.). Изделия на вяжущих низкой водопотребности твердеют и приобретают отпускную влажность без сушки. Для строительства малоэтажных зданий могут использоваться не только перечисленные изделия, но и другие штучные стеновые материалы.

Производство и применение изделий из бетонов на основе ВГВ низкой водопотребности характеризуются рядом преимуществ перед изделиями из бетонов на других вяжущих, в том числе и на портландцементе, а, именно:

• — используются только экологически чистые исходные материалы;
• — малый расход условного топлива и энергии за счет изготовления изделий без тепловой обработки;- увеличивается оборачиваемость формовочного оборудования (бортоснастки, опалубки, форм) в несколько раз, т.к. уже через 15…20 мин может осуществляться распалубка; «не требуется искусственная сушка изделий;
• — снижается себестоимость за счет использования местного сырья и техногенных отходов с одновременным решением экологических проблем. В заключение нужно отметить, что применение быстротвердеющих гипсовых, в т. ч. водостойких вяжущих, позволяет значительно ускорить возведение стеновых и перегородочных конструкций, а в некоторых случаях и перекрытий, сборных и монолитных зданий, а при заводском производстве изделий повысить производительность оборудования, выработку на 1-го рабочего, снизить энергозатраты.

Следует подчеркнуть также, что организация производства применения гипсовых материалов не требует больших инвестиций, которые к тому же быстро окупаются. Такие производства по плечам малому и среднему предпринимательству.