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 (кислые доменные шлаки). 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 15-40 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) позволяют изготавливать камень твердеющий менее чем за 60 минут и имеющий конечную прочность до 40 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, который на 35-40% снижает количество воды затворения (при одинаковой текучести смеси), что в несколько раз увеличивает прочность изделий из такого гипса.
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.
Можно ли добавлять цемент в гипсовую штукатурку?
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.
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.
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:
- При недостатке извести и других материалов, с которыми мог бы прореагировать ВМК, он становится инертным наполнителем.
- Высокие дозировки ВМК существенно изменяют гранулометрию всего состава.
Источник
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.
Приготовление растворов разных видов
Отделочные смеси отличаются составом, пропорциями расходуемых материалов. Выбор определенного рецепта приготовления раствора, норма его расхода зависит от желаемого результата.
Штукатурки на основе извести
Растворы из извести — бюджетные. Они применяются для внутренних работ в квартире с нормальным уровнем влажности. Материал безопасен, обладает хорошей теплоизоляцией, просто готовиться, характеризуется небольшим расходом, но недолговечный.
Как приготовить известковый раствор для штукатурки? Необходимо взять 1 объемную часть известкового теста и 1-5 песка (зависит от сорта извести). В известковую смесь нужно порционно добавлять песок, тщательно перемешивая до однородной массы.
На заметку: готовится известковый раствор непосредственно перед расходованием, поскольку схватывается за 10 минут, быстро сохнет. Известковый раствор для штукатурки, пропорции — таблица
Ускорит схватывание извести и уменьшит ее расход гипс. Сначала в пропорции 1:1,5 смешивают гипс и воду, а затем добавляют 3-4 части извести.
Учтите: процесс приготовления известково-гипсового раствора должен длиться не более 2 минут, поскольку смесь схватывается за 5 минут, а полностью застывает — за 30.
Таблица соотношения частей известково-гипсового раствора
Цементные покрытия
Данные смеси расходуются для наружных/внутренних работ, поскольку устойчивы к влаге, обладают хорошей паропроницаемостью. Сохнет покрытие 4 недели, поддается обработке не позже часа после нанесения.
Данные растворы бывают:
- цементно-песчаными — применяются для выравнивания, финишной отделки стен из разных материалов (кроме бетонных);
- цементно-известковыми — расходуются для отделки поверхностей из керамики, кирпича, бетона. Они стоят недорого, являются прочными, пластичными, обладают прекрасной адгезией с другими материалами;
- цементно-известково-песчаными — используются в строительстве, отделке бетонных, кирпичных, деревянных стен.
Рекомендация: цементно-известковую смесь предпочтительно расходовать для отделки стен внутри зданий с повышенной влажностью.
Известково-цементная смесь позволяет создавать покрытия разной степени зернистости
Как сделать раствор для штукатурки из цемента? В состав цементно-известкового раствора входят:
- вяжущие вещества (свежий цемент марки 400, 500, гашеная известь);
- наполнитель (речной/карьерный песок, просеянный на сетке с ячейками 3-5 мм)
- вода.
Совет: чтобы увеличить пластичность, уменьшить расход смеси, в нее добавляют пластификаторы, клей ПВА (0,5 л/20 л раствора), жидкое мыло (0,2 л/20 л раствора), а также вещества, усиливающие ее жаро-, морозостойкость.
Какое соотношение песка и цемента для штукатурки является оптимальным? Известково-цементный раствор для штукатурки стен пропорции может иметь различные. Чаще всего это: цемент, жидкая известь, песок в соотношении 1:1:6, или 1:2:9. Готовить раствор на основе цемента следует в небольшом количестве, чтобы быстро расходовать — он схватывается за 40-50 минут, теряя свои свойства.
Таблица — пропорции цемента и песка для штукатурки стен
Раствор на основе глины
Основные компоненты штукатурки — глина, песок. Данные ингредиенты предварительно замачивают в воде, а затем разводят до консистенции сметаны.
На заметку: благодаря прекрасным вяжущим свойствам, пластичности, натуральности, водонепроницаемости глина расходуется для отделки печи.
Состав глиняного раствора зависит от целей его расхода
Декоративные смеси для внутренних, фасадных работ преимущественно продаются в виде готовой массы и наносятся на поверхность по определенной технологии. Так «венецианка» — раствор на известковой, или акриловой основе с добавлением мелкой мраморной крошки.
Благодаря нанесению смеси тонкими слоями, «венецианка» имеет небольшой расход и полностью имитирует рисунок мрамора
Фасадное покрытие «короед» бывает акриловым, гипсовым. Оно продается в виде пасты, или сухих компонентов.
Смесь содержит мелкие камешки-гранулы, которые, благодаря специальной технологии нанесения, имитирую ходы жука-короеда
Часто при отделке фасадов применяют структурную терразитовую штукатурку, создающую эффект покрытия из горных пород. Приготовить данную смесь можно своими руками, используя слюду, цемент, гашеную известь, наполнители (каменную крошку, кварцевый песок).
Пример того, как сделать декоративную штукатурку своими руками
При приготовлении раствора для штукатурки, пропорции ингредиентов зависят от слоя нанесения. При набрызге и грунтовке расходуется небольшое количество связующего вещества (слабый раствор), в финишном покрытие — максимум связующих компонентов для обеспечения его прочности.
Помните: смесь должна сохнуть при температуре — +5-+25˚С в сухую погоду.
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.
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.
Отзывы об особенностях применения. Нанесение цемента на гипс
Многие потребители задаются вопросом о том, можно ли наносить цементную шпаклевку на гипсовую штукатурку. По опыту, эта затея не является самым лучшим решением. Цементные смеси в основном выступают базовыми поверхностями, так как достаточно грубы в использовании, поэтому получение ровного основания при таких условиях будет практически невозможно, по мнению домашних мастеров.
Цементную штукатурку на гипсовую стену тоже не рекомендуется класть, так как при контакте с водой произойдет щелочная реакция. Цемент является крепким основанием, а гипс не любит щелочей. Теоретически такой вариант проведения работы возможен, цементный состав можно уложить на гипсовую стену, но при намокании нижний слой потеряет прочность, а материал сверху получит низкую ламинарную прочность. Поэтому потребители подчеркивают, что ангидридные и гипсовые основания следует отнести к сложным.
