Экологический материал - гипсопоробетон..

Экологический материал - гипсопоробетон..

 пустовгар.JPG Руководитель лаборатории Московского

 государственного строительного  университета

 Андрей Петрович Пустовгар


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. С этой це­лью ученые Московского государственного стро­ительного университета (МГСУ) на протяжении ряда лет занимаются исследованиями возмож­ности модификации гипсовых материалов.

Начиная с работ А.В.Волженского и А.В.Ферронской, заложивших научные основы теории водостойких гипсо-цементно-пуццолановых вя­жущих, в МГСУ 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 )