Применение гипсовых, гипсобетонных и асбестовых материалов в строительстве, их марки и свойства

                                                            Введение

 Гипсовые, гипсобетонные, асбестовые довольно распространенные и всем известные материалы. Они довольно широко  используются в строительстве.

 Итак, гипс  (от греч. gypsos- мел, известь), минерал, водная сернокислая соль кальция.  Структура кристаллической решётки гипса относится к типу слоистой. Двойные слои состоят из тетраэдров [SО4], связанных через кальций. Кристаллы пластинчатые, столбчатые (одиночные или сросшиеся в виде двойников - т. н. ласточкин хвост, см. рис.), игольчатые и волокнистые Чистый гипс бесцветен и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розоватую, бурую и другие окраски.  Гипс выпадает при относительно небольшой солёности, при её повышении вместо Гипс начинает выпадать безводный сернокислый кальций - ангидрит, а затем соли. Вследствие этого гипс часто встречается совместно с ангидритом. Основные месторождения   относятся к осадочному типу и широко распространены в отложениях различного возраста.  Гипс широко применяют для получения вяжущих материалов, для изготовления гипсобетона, гипсовых и гипсобетонных изделий.

Гипсобетон, гипсовый бетон, вид бетона, изготовляемого на основе гипсовых вяжущих материалов.  Применяется для производства гипсобетонных изделий. Для изготовления гипсобетона используются каменные минеральные и органические заполнители. В гипсобетоны вводятся добавки, замедляющие схватывание, а также повышающие его водо - и атмосферостойкость.

Асбест (греч. asbestos, неугасимый, неразрушимый), название, объединяющее группу тонковолокнистых минералов из класса силикатов, образующих агрегаты, сложенные тончайшими, гибкими волокнами.

Применение гипсовых, гипсобетонных и асбестовых материалов

Гипс, гипсобетонные и асбестобетонные материалы широко применяются в строительстве.

Изделия на основе гипса можно получить как из гипсового теста, т.е. из смеси гипса и воды (собственно гипсовые изделия), так и из смеси гипса, воды и заполнителей – песка, пемзы, туфа (гипсобетонные изделия). Наряду с рядом положительных технических свойств гипс обладает значительной хрупкостью, поэтому производят искусственное упрочнение гипсовых изделий, особенно тонкостенных, путём применения армированных материалов.

 Гипсокартонные листы представляют собой листовой отделочный материал, изготовленный из строительного гипса, армированный растительным волокном и оклеенный с обеих сторон картоном. В производстве таких листов применяют вещества, регулирующие сроки схватывания добавки, облегчающие массу листов и снижающие расход вяжущего; пенообразователи; клеящие вещества, содействующие сцеплению картона с гипсовым сердечником, и клеи для приклеивания кромок картона. Технология производства гипсокартонных листов состоит из приготовления формовочной массы, подготовки картона, формовки непрерывной ленты штукатурки, ее твердения и резки на листы, сушки листов в многоярусных туннельных сушилах и складирования.

Применяют гипсокартонные листы, для внутренней отделки стен и потолков путем приклейки специальными мастиками. Швы между листами заделывают безусадочной шпаклевкой.

Гипсовые плиты  применяют для ненесущих перегородок в гражданских и промышленных зданиях при влажности не более 8 % по массе. Широкое применение в массовом строительстве получили гипсобетонные панели длиной на ком­нату, шириной на высоту этажа, толщиной панели 80...100 мм. Панели выпускают с проемами для дверей и сплошными. Готовые гипсобетонные панели должны иметь прочность при сжатии не менее 3,5 МПа при влажности не более 8 %.

Гипсовые и гипсобетонные изделия по своему назначению делят на панели и плиты перегородочные; листы обшивочные; плиты теплоизоляционные; камни для наружных стен; изделия для перекрытий; изделия огнезащитные; архитектурные детали.

Гипсовые и гипсобетонные изделия формируют различными способами: литьём, вибрированием, прессованием, прокатом. Технологический процесс состоит из следующих операций: дозирования всех компонентов формовочной массы (вяжущего, заполнителей, воды и материалов, регулирующих сроки схватывания гипса); приготовления растворов; формирования изделий; твердения изделия – сушки доя воздушно-сухого состояния.

Технология изделий с гипсовых и гипсобетонных окрошек принципиально не отличается, скажем, от технологии бетонных и железобетонных изделий и заключается с вытекающих операций: дозирования всех составляющих смеси, подготовка гипсового теста или гипсобетонной смеси, формования изделий, прыткого освобождения от форм, сушки изделий для бесподобного повышения прочности. При формовании гипсовых и гипсобетонных изделий используют настоящий метод литья, вибрирование, прессование. Изделия формуют с прибавочной поддержкой вибрирования и обжатия гипсобетонной смеси между двумя любыми двумя нескончаемыми непрерывно передвигающимися лентами, а после схватывания направляют в туннельные сушилки.

Асбестоцементные материалы — это искусственные каменные материалы, представляющие собой затвердевшую смесь порт­ландцемента и асбеста. Асбест выполняет роль арматуры в цементе, значительно увеличивая прочность и упругость
цементного камня.

Производство асбестоцементных изделий обычно слагается из распушки асбестового волокна, смешения его с водой и цементом, формования на листоформовочной машине, раскроя отформованных изделий и их твердения.
В процесс изготовления могут быть включены дополнительные операции: прессование для улучшения свойств плоских листов, волнировка для получения волнистых листов и различные виды отделки. Твердение изделий происходит в естественных условиях или при повышенной температуре (в пропарочных камерах или автоклавах). Для изготовления асбестоцементных изделий применяют мокрое, полусухое и сухое формование.

Асбест применяют для изготовления следующих изделий: асбестоцементных кровельных и обшивочных про­филированных листов; асбестоцементных кровельных плиток; навесных стеновых панелей; асбестоцементных труб и фа­сонных частей к ним.

Асбестоцементные изделия изготовляют из трех основных компонентов: асбеста, цемента и воды. Сырьевая смесь (в расчете на массу сухих веществ) содержит в среднем 85 % цемента и 15 % асбеста.

Из асбестоцемента изготовляют ряд специальных изделий для строительства: вентиляционные короба, полуцилиндры для покрытий теплоизоляционных слоев на трубопроводах, асбестоцементные электроизоляционные доски (АЦЭИД), а также изделия так называемых малых форм — подоконники, оконные сливы и др.

Асбестоцементные трубы применяют для устройства водо-, нефте- и газопроводов, канализации, дренажа, дымовых и вентиляционных каналов, мусоропроводов, прокладки телефонных кабелей.

 Также изготавливают  асбестоцементные стеновые панели. Они по конструктивному решению могут быть каркасные и бескаркасные, состоящие из жесткого или полужесткого утеплителя, наружного и внутреннего облицовочных слоев из асбестоцементных листов. Бескаркасные панели имеют иногда периметральное обрамление из деревянных брусков, которое облегчает их сопряжение при монтаже.
Асбестоцементные листы и плиты с различной отделкой лицевой поверхности применяют для внутренней и реже для наружной отделки стен, потолков, перегородок в жилых, общественных и промышленных зданиях.
Для покрытия полов   выпускают   плитки   размером 150X150X10 (13) мм различной окраски, что позволяет создавать разнообразные цветовые композиции пола в санитарных узлах, кухнях, магазинах, столовых и других помещениях.

                 Свойства и марки гипсовых, гипсобетонных и асбестовых материалов

Гипсовые изделия имеют ряд ценных свойств: сравнительно небольшую плотность, они несгораемые, обладают хорошей звукоизоляцией. К числу недостатков гипсовых изделий следует отнести значительное понижение прочности при увлажнении, высокую ползучесть изделий под нагрузкой, особенно при увлажнении.

Истинная плотность полуводного гипса — 2,65…2,75 г/см3 (двуводного — 2,32 г/см5); насыпная плотность по­луводного гипса — 800… 1100 кг/м3.

Быстрое твердение и настроить оптимальные формовочные свойства гипсовых вяжущих позволяют сравнительно запросто и в весьма короткие временные сроки вырабатывать неодинаковые прибавочные облики перспективных изделий для сборного строительства.

Способность расширяться при твердении позволяет применять гипсовые вяжущие в отличие от большинства других вяжущих без заполнителей, не боясь растрескивания от усадки.

По срокам схватывания, определяемым на приборе Вика, гипс делят на три группы (А, Б, В):

А — быстротвердеющие (начало схватывания не ранее 2 мин, конец — не позднее 15 мин);

В — медленнотвердеющие (начало схватывания не ранее 20 мин, конец — не нормируется).

Б — нормальнотвердеющие (начало схватывания не ранее 6 мин, конец — не позднее 30 мин);

Поскольку гипсовые вяжущие твердеют быстро, то образцы испытывают на прочность через 2 ч после затворения. За это время гидратация и кристаллизация гипсового вяжущего заканчиваются.

Маркируют гипсовые вяжущие по трем показателям: прочности, скорости схватывания и тонкости помола. Например, гипсовое вяжущее Г-7АН — быстротвердеющее (А), среднего помола (II) и с прочностью на сжатие не менее 7 МПа.

По пределу прочности при сжатии и изгибе гипсовые вяжущие делят на 12 марок: от Г-2 до Г-25 (цифры в обозначении марки показывают минимальный предел прочности при сжатии в МПа). Наиболее употребляемые в строительстве марки гипсовых вяжущих — Г-4 Г-10.  

Марку гипсовых вяжущих характеризуют по прочности при сжатии образцов-балочек 40X40X160 мм в возрасте 2 ч после затворения водой. Четкое индексирование различных сортов гипсовых вяжущих позволяет давать большой объем информации в сокращенной форме. Например, гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии 5,2 МПа, началом схватывания 5 мин, концом схватывания 9 мин и остатком на сите 0,2 мм 9%, т. е. вяжущее марки Г-5 быстротвердеющее, среднего помола, может быть записано в виде сокращенного обозначения Г-5АП.

При твердении гипс расширяется в объеме до 1%, благодаря чему гипсовые отливки хорошо заполняют форму и передают ее очертания. При его высыхании трещин не образуется, что позволяет применять гипсовое вяжущее без заполнителей.

марки Г-2...Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5...Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5...Г-25 тонкого помола с нормальными сроками твердения служит для изготовления форм и моделей в керамической, машиностроительной

Камни гипсобетонные для наружных стен зданий ИГ и IV категорий изготовляют в районах, где гипс является местным материалом и нет других эффективных стеновых материалов. Камни гипсобетонные по пределу прочности при сжатии производят марок 35, 50 и 75 и морозостойкостью не менее F 15. Из гипса и гипсобетона с легкими заполнителями изготовляют также огнезащитные изделия для облицовки металлических конструкций, шахт для лифтов.

Асбест, обладающего высокой прочностью при растяжении, существенно изменяет физико-механические свойства цементного камня.

Асбестоцемент обладает высокими физико-механическими свойствами. Начнем с механических свойств. Они обусловлены содержанием асбестового волокна и его качеством (длина и диаметр волокон). Важным фактором является армирующая роль асбеста. Ведь асбест принимает на себя растягивающие усилия. И вот здесь сказывается высокая прочность асбеста при растяжении. Оказалось, что прочность на растяжение волокна распушенного асбеста значительно превосходит прочность цементного камня на растяжение. Значит, асбест служит как бы минеральной дисперсной арматурой. По прочности на растяжение асбест не уступает лучшим маркам арматурной стали.

Асбестоцемент обладает низкой теплопроводностью, электропроводностью, тепло- и звукоизоляционными свойствами и, кроме того, щелоче - и кислотостойкостью.

Наряду с перечисленными физико-механическими свойствами асбестоцемент, входящий в состав изготовленных изделий, обладает замечательными строительными качествами. Изделия можно резать, строгать, пробивать гвоздями, как деревянные. При таких операциях они не растрескиваются.

Заключение

 Из вышесказанного нужно отметить, что широкое применение в строительстве нашли гипсовые и гипсобетонные изделия, гипсокартонные листы, гипсобетонные панели, гипсобетонные плиты, гипсовые плиты для перегородок. Гипсокартонные листы выпускают длиной 2500... 3300, шириной 1200 и толщиной 8...12 мм. Их применяют для внутренней отделки стен, перегородок, потолков. Использо­вание гипсокартонных листов взамен мокрой штукатурки ускоряет производство работ.

Характерные свойства гипсовых, наряду с другими свойствами, — быстрое схватывание и твердение.

Асбестоцементные изделия   подразделяют на листы, плиты, панели, трубы,

Положительные свойства асбестоцементных изделий — высокая прочность, морозостойкость и малая водопро­ницаемость. Они теплостойки, их сравнительно легко обра­батывать. Под влиянием влаги они не коррозируют, со временем их прочность несколько увеличивается.  Но недостатком асбестоцементных изделий является  малое сопротивление удару.

 

                       Список использованных источников и литературы

1.Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. – М., 2004.

2.Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.,2003

3.Горчаков Г.Н., Баженов Ю.М. Строительные материалы. – М.,1986.

1.