Цемент с добавкой гипса это

Роль гипса в цементе и его влияние

Гипс является минералом и представляет собой гидратированный сульфат кальция в химической форме. Гипс играет очень важную роль в контроле скорости отверждения цемента, поэтому его обычно называют замедлителем цемента. Он в основном используется для регулирования времени схватывания цемента и является незаменимым компонентом.

Что такое гипс?

Гипс — это природный минерал, добываемый из месторождений, сформированных древними морскими дна, в качестве сырья. Состоит из сульфата кальция и воды, он используется для различных производственных, промышленных и сельскохозяйственных целей. Цвет его белый, серый, желтый, красный, коричневый. Важным свойством гипса является его естественная огнестойкость.

Когда в цемент добавляется гипс?

В процессе производства цемента образуются клинкеры. Эти цементные клинкеры охлаждают и добавляют небольшое количество гипса. Затем смесь направляют на окончательный процесс измельчения. Для обычного портландцемента он составляет от 3 до 4%, а в случае цемента с быстрой схваткой его можно уменьшить до 2,5%.

Роль гипса в цементе

Основной целью добавления гипса в цемент является замедление процесса гидратации цемента после его смешивания с водой.
Процесс гидратации цемента заключается в том, что когда вода добавляется в цемент, она начинает реагировать с C3A и затвердевает. Время, затрачиваемое на этот процесс, очень мало, что не позволяет тратить время на транспортировку, смешивание и укладку.

Когда гипс добавляется в цемент и вода добавляется в него, происходит реакция с частицами с образованием эттрингита. Этот эттрингит изначально образуется в виде очень мелкозернистых кристаллов, которые образуют покрытие на поверхности. Эти кристаллы слишком малы, чтобы перекрыть зазоры между частицами цемента. Таким образом, цементная смесь остается пластичной и работоспособной.
Время, отведенное для смешивания, транспортировки и укладки, играет важную роль в прочности, составе и работоспособности бетона. Поскольку гипс замедляет процесс гидратации, его называют замедлителем цемента.

Источник

Почему нельзя просто смешать гипс и цемент и что такое ГЦПВ ?

Цемент обеспечивает высокую прочность и морозостойкость, гипс — быстрый набор прочности. Напрашивается вариант смешать гипс и цемент и получить высокопрочное вяжущее с быстрым набором прочности. Но делать так категорически нельзя и вот почему.

При затворении такой смеси водой (гидратации) идет реакция алюминатных составляющих клинкера с полуводным гипсом при которой образуется высокосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция — эттрингит (другое название «цементная бацилла»). Эттрингит (гидросульфоалюминат кальция) в процессе набора прочности (гидратации) сильно увеличивается в обьеме и буквально «разрывает» цементный камень.

Именно поэтому если просто смешать полуводный гипс с цементом – через небольшой срок бетон на основе такого комплексного вяжущего (цемент-гипс) просто разрушится из за развития «цементной бациллы» (образования и гидратации эттрингита).

Для предотвращения образования эттрингита в композицию гипс + цемент необходимо добавить пуццолановые добавки природного (трепел, опока, диатомит) или искусственного происхождения (метакаолин, микрокремнезем, белая сажа). Механизм действия пуццолановых (гидравлических) добавок, содержащих кремнезем в активной форме – уменьшение концентрации гидрооксида кальция в гипсо-цементной системе, что позволяет практически полностью избежать образования эттрингита ( «цементной бацилы»).

В результате получим – гипсо-цементно-пуццолановое вяжущее ГЦПВ. На основе ГЦПВ можно получать бетоны прочностью 15-80 МПа с морозостойкостью 25-300 циклов и выше.
Современные ГЦПВ содержат в своем составе набор тщательно подобранных по количественному составу вяжущих, пуццолановых, пластифицирующих, порогасящих и других добавок и наполнителей. Такие смеси (напр. Камнедел, БыстроБетон) позволяют изготавливать камень твердеющий менее чем за 60 минут и имеющий конечную прочность до 80 МПа и морозостойкость до 300 циклов, что позволяет с успехом использовать его для изготовления искусственного камня для отделки фасада.

Если Вы не хотите самостоятельно заниматься составлением ГЦПВ, с риском образования «цементной бациллы» и возможного разрушения камня, вы можете почти в 10 раз увеличить прочность обычного гипса при использовании специальной добавки- активатора прочности гипса СВВ-500. Эта добавка для гипса при небольшом расходе (до 5% от массы гипса) позволяет на порядок увеличить прочность готового гипсового камня.
Также можно использовать поликарбоксилатный гиперпластификатор MasterGlenium-115, или пластификатор нового поколения на основе полиарилатов MasterPolyHeed 3043 который на 35-40% снижает количество воды затворения (при одинаковой текучести смеси), что в несколько раз увеличивает прочность изделий из такого гипса.

Источник

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.

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.

Источник