Меню

Схватывание гипса с цементом

Гипс и цемент: совместимость материалов

Цемент служит основой для создания широкого спектра строительных растворов, предназначенных для монтажных и отделочных работ. Гипс также применяется для изготовления строительных смесей, в первую очередь штукатурных.

Цементные растворы долго набирают прочность, а гипс быстро твердеет, поэтому велик соблазн смешать эти вяжущие, чтобы получить удобный для укладки состав. Разберемся, можно ли мешать гипс с цементом.

Использование гипса для производства цемента

Цемент – многокомпонентный материал, в состав которого входят:

  • глинистые породы (суглинок, глина, глинистый сланец, лесс или лессовидные суглинки);
  • минеральные породы карбонатной группы (кальциты, доломиты, известняк, мел, мергель).

Если рассматривать химический состав цемента, то в нем содержатся оксиды алюминия, кремния, магния, железа, кальция.

В ходе изготовления цемента природные материалы высушиваются, размалываются и смешиваются, после чего смесь подвергается нагреву до высоких температур. Получившийся клинкер снова размалывают – порошок должен быть мелким. Затем вводятся различные добавки-модификаторы для придания материалу определенных свойств.

Ко всем видам цементной смеси добавляют гипс, чтобы предотвратить быстрое схватывание раствора – это позволяет транспортировать готовый к работе материал на необходимые расстояния. Кроме того, гипс добавляет раствору прочности. Процент гипса в цементе строго определен – объем добавки составляет 3-6%, не более.

Эттрингит или «цементная бацилла»

Можно ли смешивать гипс с цементом, чтобы получить универсальный раствор, который хорошо наносится толстым слоем и позволяет за один прием выровнять поверхность с заметными дефектами? Несмотря на то, что такой подход практикуется недобросовестными частными мастерами, добавлять в цементно-песчаную смесь гипс или алебастр категорически не рекомендуется.

Алюминатные составляющие цемента входят в реакцию с гипсом при затворении водой, в результате чего образуется гидросульфоалюминат кальция – эттрингит. В давние времена появление эттрингита называли «цементной бациллой» – при наборе прочности кристаллы сильно увеличиваются в объеме и разрушают цементный камень, противостоять этому процессу невозможно.

Гидратация (присоединение молекул воды) происходит не только в процессе приготовления раствора, но и под воздействием влаги на материал – к примеру, если цементно-гипсовой смесью оштукатурены стены в помещении с высоким уровнем влажности или на открытом воздухе.

Печальные последствия

Недобросовестные исполнители применяют раствор цемента и гипса для чернового оштукатуривания поверхностей – смесь хорошо укладывается толстым слоем и быстро затвердевает. Это позволяет многократно увеличить скорость отделочных работ, так как без гипса цементно-песчаную смесь на бетонные стены приходится наносить слоями с промежуточной сушкой в течение нескольких часов.

Однако такая штукатурка очень быстро, в течение одного-пяти дней, покрывается густой сетью микротрещин. Если материал нанесен на стену из красного кирпича внутри помещения, то положение может спасти финишный слой из цементного раствора без гипса или фасадной шпатлевки. В случае с бетонными стенами эта технология результата не принесет.

Гипс, добавленный в цементно-песчаный раствор, быстро схватывается – штукатурка становится твердой спустя считанные минуты после нанесения, но высыхает она значительно дольше и при этом подвергается воздействию «цементной бациллы» из-за протекающей химической реакции.

В результате штукатурный слой из смеси гипса и цемента внутри сухого помещения способен прослужить, не разрушаясь, до 5 лет, а на фасаде постройки придет в негодность после первой же зимы. Если для армирования использована металлическая сетка, то она быстро начнет ржаветь, поскольку за счет введения гипса штукатурка впитывает влагу. Следы ржавчины будут проступать на поверхности оштукатуренной стены.

Применение гипсо-цементной смеси

До того, как начали широко использовать модификаторы, способные повысить схватываемость раствора, гипс добавляли в цементно-песчаную смесь для оштукатуривания потолков и верхних откосов, чтобы упростить работу. В результате приходилось регулярно выполнять ремонт потолков, так как спустя несколько лет штукатурка могла начать отваливаться кусками.

Цемент с гипсом можно смешивать для получения эффективного вяжущего при одном условии – в смесь вводятся пуццолановые добавки, которые содержат кремнезем в активной форме. Это могут быть материалы природного происхождения (опока, диатомит, трепел) или искусственные (кислые доменные шлаки). Кремнезем снижает концентрацию гидрооксида кальция в смеси, тем самым препятствуя образованию эттрингита.

Гипсо-цементно-пуццолановое вяжущее (ГПВЦ) применяется для изготовления бетонов. При его изготовлении важно тщательно соблюдать пропорции компонентов, чтобы избежать риска повреждения материала «цементной бациллой».

Заключение

На совместимость гипса и цемента влияют их процентное соотношение и наличие кремнеземных добавок. Рекомендуется использовать эти вяжущие вещества по отдельности, в чистом виде, в качестве основы для приготовления различных строительных растворов, для изготовления поделок из цемента и гипса.

Источник

Как подружить гипс с цементом

Можно ли и как смешивать гипс с цементом для ускорения застывания раствора без разрушения отливаемого изделия? Этот вопрос часто задают домашние мастера при изготовлении из гипса и цемента поделок для сада.

На самом деле многие так и делают, не вдаваясь в суть этого вопроса. Такое действие вызвано тем, что добавка гипса заметно ускоряет твердение смеси и работы в целом.

Читайте также:  Декоративная штукатурка для колодца

Понять самоделкиных можно: хочется быстрее увидеть конечный результат своих трудов.

  1. Гипс с цементом в поделках для сада.
  2. Гипс с цементом для изготовления искусственного камня на основе ГЦПВ.
  3. Примеры состава ГЦПВ.
  4. Возможные проблемы при использовании метакаолина.

Гипс с цементом в поделках для сада

О нежелательном включении гипса в состав цементной смеси уже не раз указывалось в статьях на kamsaddeco.com.

При смешении гипса с цементом через некоторое время в изделии (в зависимости от количества компонентов) появляются трещины.

Это вызвано несколькими причинами.

Первая – различное время отверждения гипса и цемента.

Вторая – разный коэффициент расширения.

При соединении гипса с водой он расширяется. А цемент сжимается. При этом образуются неконтролируемые дополнительные частицы, которые разрывают еще неокрепший камень. Как результат – микротрещины.

Многие удивляются: а в чем проблема? Если хотите убыстрить процесс, добавьте вместо гипса ускоритель. Так делает большинство мастеров по изготовлению бетонных плиток.

При этом изделия получаются значительно прочнее. К тому же и более влагостойкие. Конечно это не только из-за отсутствия гипса. Тут главная причина в уплотнении массы камня за счет вибрирования. А ускорение многие достигают также за счет пропаривания бетонных отливок.

Но если все же хочется использовать гипс. И как-то проще. Это же не для серийного производства, а небольшие поделки. Или сделать на стенку облегченный камень. Или декор для дома.

В этом случае можно использовать чистый гипс с известью.

Но цемент все-таки добавляет прочности.

Так что же может подружить гипс с цементом? Об этом в следующем разделе.

Гипс с цементом для изготовления искусственного камня и декора на основе ГЦПВ

Сразу отметим, что материал дается на основе практического опыта многих мастеров по изготовлению гипсовых изделий.

Для упрочнения последних в смесь добавляется цемент. Но что мастера делают, чтобы избежать ранее описанных проблем?

Для этого в смесь включают пуццоланы.

Ранее в качестве таких активных минеральных добавок использовались: трепел, опока, диатомит, кислые шлаки и золы, вулканический пепел, трасс и другие.

Но их времена уже прошли и теперь используется самый современный пуццолан – высоко активный метакаолин (ВМК).

Также сегодня многие используют менее активный, но более дешевый микрокремнезем.

Их сравнительные характеристики достаточно подробно были изложены в соответствующей статье на kamsaddeco.com.

Смесь, которая включает гипс, цемент и пуццоланы, называется ГЦПВ – гипсоцементное пуццолановое вяжущее.

Включение цемента в гипсовую основу связано не только с укреплением изделия. Часто чисто гипсовые отливки при высыхании коробятся. Они меняют свою геометрию.

Добавка цемента компенсирует деформацию. Расширение и усадка уравновешивают материал.

К тому же поверхность такого изделия на следующий день значительно прочнее, чем из чистого гипса. Она более сухая и ее можно красить. Это также ускоряет процесс.

Теперь более подробно о составе ГЦПВ

Кроме гипса, цемента и пуццоланы в смесь добавляют различные пластификаторы .

Какой именно пластификатор использовать, зависит от типа применяемой пуццолановой добавки.

Так разработчики ВМК при его использовании рекомендуют включать в состав ГЦПВ пластификатор на основе поликарбоксилатов.

Количество используемого в смеси пуццоланы зависит от ее активности.

Если взять обычные природные пуццоланы (например, диатомит), то количество добавки будет значительно большим, чем при использовании микрокремнезема.

Но даже его нельзя увеличивать больше определенного значения (20%). Большие объемы начинают работать не как активные добавки, а как обычный наполнитель.

При этом может уменьшится прочность камня. Это связано с ухудшением процесса гидратации из-за избыточного количества наполнителя. Также как при избытке красителя.

Примеры состава ГЦПВ

Количественный состав ГЦПВ зависит от марки применяемого гипса, цемента и типа пластификатора.

Если использовать строительный гипс Г5, то его надо значительно больше, чем архитектурного Г16.

Для примера состав ГЦПВ, рекомендуемый мастерами для получения высококачественного изделия:

Белый цемент М500 – 10%

Метакаолин – 10% от массы цемента

Гиперпластификатор – 1,5% от массы цемента

В среднем соотношение составляющих ГЦПВ следующее: гипс – 50…75%, цемент – 15…25%, пуццолановая добавка – 10…25%.

Возможные проблемы при использовании метакаолина

Ранее указывалось на недопустимость передозировки микрокремнезема. То же самое касается и метакаолина.

Вот некоторые рекомендации разработчика ВМК при его использовании в составе ГЦПВ.

Для надежного предотвращения неконтролируемого образования эттрингита в ГЦПВ составах, достаточно введения 10% метакаолина к портландцементу.

Это приводит к дозировке ВМК всего лишь в количестве 1-2% от состава.

Равно как и микрокремнезем ВМК является тонкодисперсионным порошком. Он склонен к флокуляции и требует обязательного введения эффективного диспергатора (пластификатора).

Также необходимо тщательное перемешивание раствора.

Несмотря на многие рекомендации вводить ВМК в количествах до 20%, опыт показал, что передозировка может отрицательно сказаться на прочности камня.

Это связано с двумя причинами:

  1. При недостатке извести и других материалов, с которыми мог бы прореагировать ВМК, он становится инертным наполнителем.
  2. Высокие дозировки ВМК существенно изменяют гранулометрию всего состава.
Читайте также:  Штукатурка цсп по сетке

Источник

Способы повышения прочности гипсовых изделий

Существует достаточно много способов повысить прочность гипсовых изделий. Мы не будем рассматривать старые, так называемые «дедовские» способы. Их описаний достаточно много во всемирной сети, часто написанных, а вернее «списанных» с ошибками, часто очень грубейшими. Все-таки сегодня на дворе уже 21 век, технологии шагнули достаточно далеко, и нет смысла рассматривать такие способы, как добавки столярного клея, эмульсий ПВА, извести и других еще более экзотических рецептов типа смеси на основе или с добавлением белков и желтков яиц.

Начинающие камнеделы в целях экономии используют только низкомарочный гипс (Г-5 − Г-7)и воду. Достаточно прочные изделия можно получить только соблюдая пропорции гипса и воды рекомендованные производителем гипса. В зависимости от производителя и марки гипса, на один кг гипса рекомендуется максимум 600 − 750 мл воды. Высокомарочные сорта гипса и смеси типа Камнедел могут иметь водопотребность в районе 450−500 мл на 1 кг гипса.

Так как в данной статье мы рассматриваем изготовление искусственного камня, немаловажной характеристикой гипсового раствора является текучесть смеси и времени схватывания раствора.

При использовании гипса Г-5 (изготовитель Гипсополимер), который мы используем на своем производстве, рекомендуемое соотношение воды и гипса − 650 мл воды на 1 кг гипса. При таком соотношении раствор имеет консистенцию жидкой сметаны, время схватывания примерно 2 минуты.

Работать таким раствором очень неудобно, так как он плохо наполняет формы, возможно образование воздушных пузырьков на лицевой поверхности изделия, раствор необходимо разравнивать шпателем или подобным приспособлением. В емкости, где готовится смесь остается очень много раствора, налипшего на стенках. Отходы достигают до 15% от веса гипса.

Кроме этого время схватывания очень короткое, если сделать замес из достаточно большого количества гипса, есть шанс, что раствор успеет схватится до того, как он будет разлит по формам, или будет разлит, но времени на выравнивание уже не хватит. В данном случае может помочь замедлитель твердения.

Самый доступный — обычная лимонная кислота. Дозировка должна быть минимальной, т.к при передозировке время схватывания может увеличиться до часа и более и произойдет существенное снижение прочности. Чтобы не ошибиться с дозировкой, разведите стандартный пакетик пищевой лимонной кислоты весом 20 гр. в одном литре воды и добавляйте не более чайной ложки готового раствора на 1 кг гипса.

Если вам недостаточно времени, можете немного увеличить дозировку, подобрав опытным путем оптимальное количество. Время жизни раствора в 5−6 минут вполне достаточно для комфортной работы.

Самая главная ошибка всех начинающих — это увеличение количества воды до 800-900 мл на 1 кг гипса. При таком количестве воды работать одно удовольствие — раствор становится очень текучим, как молоко. Но соответственно очень сильно теряется прочность. Так как объем раствора увеличился за счет воды, при высыхании изделия вода испаряется, и изделие становится пористым как губка. Поры очень мелкие, их невозможно увидеть невооруженным глазом, но легко понять взвесив изделие сразу после отливки и через несколько дней, когда оно полностью высохнет. Разница в весе будет очень существенна, а так как размер, объем изделия не изменился, то соответственно вывод только один − изделие пористое.

А теперь перейдем к самому интересному. Как же можно повысить прочность?

1. Уменьшаем количество воды.

Для химической реакции гипса теоретически расходуется 18,6% воды, то есть примерно 190 мл на 1 кг гипса. Вся остальная вода избыточна, и максимально уменьшив количество воды мы увеличим плотность гипсового камня, соответственно повысив его прочность. Уменьшить количество воды без потери текучести возможно только с использованием супер и гипер пластификаторов.

Имейте ввиду, пластификаторы для бетона (цементных растворов) не работают с гипсом! И как обычно они имеют цвет от светло-желтого до темно-коричневого, что негативно влияет на цвет готового изделия.

Гиперпластификаторы на основе поликарбоксилатов могут работать как с гипсовыми, так и с цементными растворами, но необходимо внимательно читать инструкцию производителя.

Пластификаторы для гипса как обычно имеют цвет (если они в сухом виде) от белого до светло-серого, или от прозрачного, до светло-серого вида если они в жидком виде.

Существует достаточно много разновидностей импортных и отечественных пластификаторов. Принцип действия у них одинаков, различаются они по химическому составу, концентрации, дозировкам и т.п. Импортные как обычно стоят гораздо дороже, хотя достаточно и отечественных, по качеству ни чуть не хуже, но существенно ниже по цене.

Мы рекомендуем гиперпластификаторы Российского производства серии Гиперпласт производства ООО «ССТ», которые были испытаны на нашем производстве и показали прекрасные результаты.

ГиперПласт 60 — суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка в виде полупрозрачного геля. Позволяет уменьшить количество воды в растворе до 40%. Дозировка 0,3- 1,2 % раствора от веса гипса (от 3 до 12 мл на 1 кг гипса). Используя дозировку 1% от массы гипса легко добиться высокотекучего раствора даже при соотношении воды к гипсу 400 мл на 1 кг гипса. Кроме повышения текучести гиперпластификатор увеличивает время начального схватывания раствора на 2-4 минуты (в зависимости от дозировки), таким образом он работает как замедлитель начального твердения. Расформовку даже тонких изделий можно проводить уже через 15 минут.

Читайте также:  Двухкомпонентная шпаклевка для метала

Если вы проведете опыт, и сделаете замес со стандартным количеством воды (650 мл) и с гиперпластификатором (400 мл) на 1 кг гипса вы получите разное количество изделий. Например, с одного кг гипса и 650 мл воды вы получите 10 кирпичиков, а при применении пластификатора вы получите 7-8 кирпичиков, но гораздо более прочных.

2. Используем модификатор гипса

Единственный вариант на сегодняшний день — модификатор гипса СВВ-500.

Отечественные инженеры провели исследовательскую работу, результатом которой стала добавка повышающая прочность гипса почти в 10 раз. Состав известен теперь под торговой маркой «Преобразователь гипса СВВ-500». Производство в промышленных масштабах начато в 2016 году и на сегодняшний день она активно продается не только в России, но и за рубежом. СВВ-500 − это порошок белого цвета из запатентованного состава различных компонентов. Необычайная прочность достигается не только из-за уменьшения количества жидкости, но главное за счет основного компонента смеси – активатора твердения гипса. Благодаря этому гипс приобретает твердость сравнимую с прочностью бетона.

Оптимальное количество СВВ-500 − это от 1 до 5% от веса гипса, при этом на максимальных дозировках получите более прочные изделия.

При дозировке 5% достигается максимальный эффект, после чего её превышение уже не добавляет, а напротив, уменьшает достигнутый прирост прочности.

Необходимое соотношение компонентов вы должны подобрать сами, в зависимости от требований прочности. Рекомендуемая дозировка – 4% СВВ при количестве воды 340 мл на 1 кг гипса.

3. Гипсо-цементные смеси

Одним из способов повысить прочность является возможность добавления в состав цемента. Но в этом способе есть свои «подводные камни». Если смешать в одном растворе строительный гипс и цемент – через некоторое время и при неблагоприятных условиях ваши изделия поразит «цементная бацилла» — по научному это называется эттрингит . Внешне это проявляется следующим образом − отдельные кристаллы вещества, получившиеся после химической реакции взаимодействия гипса и бетона существенно расширяются, что приводит к разрушению гипсо-цементного бетона.

Избежать этого можно добавив так называемые пуццолановые добавки. Наиболее известные это природные − трепел, опока, диатомит или промышленного происхождения как отходы производства− доменные шлаки.

В современной промышленности для этого используют высокоактивный метакаолин , как наиболее эффективный компонент. Основное назначение пуццолановых добавок – снизить количество гидроокиси кальция в гипсо-бетонном составе. Не будет гидроокиси кальция – цементная бацилла просто не сможет образоваться.

Использовать можно как серый, так и белый цемент. Прочность изделий будет зависеть в том числе и от марки цемента. Как обычно белые цементы высокомарочные, не ниже М500, но стоит он существенно дороже серого цемента.

Состав смеси может варьироваться в определенных пределах, количество цемента в смеси может достигать 30% от веса гипса. Оптимальное примерно 20%.

Количество воды так же имеет огромное значение. Логика проста: меньше воды − выше прочность. А уменьшить ее можно только с помощью пластифицирующих добавок. Но какой пластификатор применять? Выше уже писал, что пластификаторы для бетона не работают с гипсом, собственно и наоборот.

Решение есть − гиперпластификаторы на основе поликарбоксилатов, которые работают и с гипсом и с бетоном. На нашем производстве прошли успешные испытания гиперпластификаторов серии Гиперпласт. На максимальных дозировках смесь остается текучей даже при соотношении вяжущих компонентов 1:0,3 (на 1 кг гипсо-цементной смеси 300 мл воды). Потрясающий результат!

Примерный состав смеси:

  • Гипс — 1 кг
  • Цемент — 300 гр
  • ГиперПласт 60 — 13 мл
  • Метакаолин — 20 гр
  • Вода — 450 мл

Изделие получается по прочности как из бетона, его практически невозможно поцарапать. Если у вас возникнет мысль использовать такую плитку для наружной облицовки − только на ваш страх и риск. Запомните, гипс — только для внутренних работ. Для наружной облицовки используйте ТОЛЬКО бетонные изделия. Хотя в сети гуляют утверждения, что такая плитка 5-6 лет уже стоит на фасаде дома и ничего ей не делается, научного подтверждения этому нет. Против законов физики и химии не попрешь.

Надеюсь что эта статья была вам полезна.

Надеемся, что эта статья была вам полезна. Ставьте лайки, рекомендуйте в соцсетях. Подписывайтесь на наш канал zen.yandex.ru/id/5c4a9c37625c7200acbbf565

Обещаем много полезных советов от профессионалов

С уважением, компания ТИСА-СТРОЙ.

Все права защищены © https://market.strojdom55.ru

При перепечатке ссылка на данную статью обязательна. Подробнее: Авторское право

Источник

Adblock
detector