Можно ли смешивать гипс с цементом. Почему нельзя просто смешать гипс и цемент и что такое ГЦПВ ?

Можно ли смешивать гипс с цементом. 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.

Пример готовой к употреблению ГЦПВ смеси :

— готовая смесь «БыстроБетон»-650-УГ10 (мультикомпонентная) . Рекомендуется при изготовлении особопрочных и влагостойких изделий (прочность до 80 Мпа, морозостойкость до 200 циклов, влагопоглащение

— смесь для изготовления фасадного камня «Камнедел фасад» . Этот продукт можно купить для изготовления декоративного камня для облицовки фасада. Набирает расформовочную прочность за 1 час, но при этом имеет морозостойкость 300 циклов и прочность (40 МПа) сравнимую с прочностью камня на основе цемента.

— смесь для изготовления декоративного камня «Камнедел декор» (премиум) . Рекомендуем при изготовления декоративного камня для внутренней отделки. Набирает расформовочную прочность за 40 минут, обеспечивая прочность не менее 25 МПа.

Гипс или цемент. Сочетание гипса и цемента

Вопрос о возможности наносить гипсовую смесь на цементную (и наоборот), а также смешивать составы, проще прояснить, упомянув цементную бациллу. При попадании в цементный раствор сульфатных ионов SO, в теле цементного камня образуется коварный для него минерал – эттрингит. «Новичок», образующийся в период твердения, в своём составе содержит кристаллизованную воду. Если после образования камня внутрь него попадает влага, то минерал «вспучивается», разрывая камень.

Желая облегчить оштукатуривание, смешивая растворы на основе цемента и гипса, после нанесения такой смеси на стену получают «мину», действие которой отложено во времени. До тех пор, пока в область эттрингита не проникает влага, бацилла «спит». Стоит же попасть воде (что часто случается там, где сыро или при затоплении), минерал увеличивается в 2.5 раза, и камень покрывается сеткой из трещин.

Поэтому стоит исключить любое возможное сочетание в отделке растворов на гипсе и цементе:

• не наносить на покрытие с гипсом штукатурки с цементом и наоборот;
• избегать оставления маячных гипсовых креплений при оштукатуривании раствором на цементах;
• не использовать плиточный цементный клей поверх гипсовой штукатурки.

Профилактика следующая:

• подбирать для соседства материалы на одинаковом вяжущем;
• при невозможности избежать указанного сочетания, делать между ними слой гидроизоляции (на бесцементной основе);
• чтобы снизить пористость покрытия, уменьшить в тесте количество воды.

Ещё одно правило. На слабый материал наносят слой из такого же по прочности или более слабого материала. Гипс поверх цемента даже с промежуточной гидроизоляцией не наносят.

Гипс и цемент разница. Сравнение гипсовой и цементной штукатурки

Начнем с того, что свойства гипсовых материалов во многом зависят от компонентов состава. Сразу запомнить все нюансы их применения сложно, поэтому возможна путаница. Только рассмотрев все присущие растворам свойства, можно определиться: гипсовая или цементная штукатурка — что для какого помещения лучше. Поэтому ниже мы постараемся провести сравнение по основным параметрам, обусловленным свойствами материалов на основе гипса и цемента.

Оба типа смесей являются минералами, они содержат три группы компонентов:

• вяжущее (гипс или цемент);
• наполнитель (чаще только песок, гипсовые составы могут не содержать наполнителя);
• добавки, придающие раствору дополнительные свойства (пластичность, задержка схватывания, антибактериальность).

Оба типа сухих смесей смешиваются с добавлением воды, они образуют суспензию (раствор), которая в результате кристаллизации связующих набирает прочность, превращаясь в искусственное камнеобразное покрытие.

Обе вещи:

• прочный;
• огнестойкий;
• не устойчивы к вибрациям и усадке зданий;
• им требуется сухое помещение для хранения.
• экологический;
• может (за счет включения легкого наполнителя) сохранять тепло;

На этом основное сходство сменяется различиями, поскольку гипс относится к воздушным вяжущим, а цемент — к гидравлическим. Основное отличие — реакция на присутствие воды (гипс затвердевает, намокает, теряет прочность). Время отверждения, стойкость раствора и другие свойства также различаются.

Где используются чаще всего

Рассмотрим, где и какой из составов разрешен в месте нанесения:

1. «Водобоязнь» гипса резко ограничивает область использования материала только для внутренних работ, где для покрытия ожидаются сухие условия. При этом, являясь гидравлическим вяжущим, цемент как в растворе, так и в создаваемом покрытии способствует влаге, приобретая дополнительную прочность при затвердевании, не теряя ее при намокании. Кроме того, составы на основе цемента устойчивы к морозам, что необходимо при эксплуатации на открытом воздухе. Поэтому бетон используют для отделки фасадов, уличных беседок, гаражей, выравнивания стен ванных комнат, сырых подвалов или неотапливаемых помещений.
2. Штукатурный материал, обладая меньшим собственным весом, не так сильно перегружает потолок и стены, как бетон. Поэтому его используют для слабых оснований, на потолках, перегородках.
3. Гипсовые покрытия более паропроницаемы, чем бетонные. Поэтому в жилых комнатах, где требуется хороший микроклимат, этот материал только приветствуется.
4. На теплых застекленных балконах (лоджиях) больше всего ценятся малый вес, цепкая адгезия и пластичность композиций с гипсом.
5. Для ремонта трещин в стеновых конструкциях, швов строительных растворов используются растворы на цементной основе, которые образуют более прочный камень.
6. Поскольку гипсовая штукатурка менее устойчива, она уступает цементной штукатурке, где оштукатуренные поверхности подвергаются сильным механическим нагрузкам.
7. Гипс используется для шпатлевки под краску или обои.

Можно ли смешать шпаклевку с цементом. Преимущества и недостатки

По своей природе цемент – очень прочный и надежный материал, что сполна и передалось смесям на его основе. Причем с добавлением модифицирующих добавок состав набирает еще больше прочности, с которой, порой, не сравниться даже более дорогостоящим латексным или акриловым шпаклевкам.

Шпаклевка на цементной основе славится отличной водостойкостью, поэтому ее использование уместно для помещений как со стабильной влажностью, так и с постоянной переменой влажностного фона, то есть в ванных комнатах, кухнях, подвальных помещениях и т.п. При этом водоудерживающая способность смеси находится на уровне 96 %.

Кроме того, цементная шпаклевка, нанесение которой очень часто практикуется не только для внутренней, но и для фасадной отделки, безупречно переносит любые негативные природные влияния.

Иначе говоря, дождь, снег, ультрафиолет и прочие атмосферные воздействия шпаклевочному слою не страшны. К тому же, материал морозоустойчив и экологичен. Это вполне объяснимо натуральными и безвредными компонентами, входящими в состав.

Еще одной особенностью смеси считается возможность создания уникально гладкой поверхности. В частности шпаклевка цементная белая содержит размер фракции, в диаметре не превышающий 0,2 мм.

Таким образом, ровность цементного слоя сравнима с более усовершенствованными гипсовыми, акриловыми и латексными составами. Это преимущество позволяет наносить смесь тончайшими слоями от 1 мм.

Цементная шпаклевка для стен даже при условии самой минимальной или, наоборот, самой максимальной толщины нанесения не будет растрескиваться и со временем давать усадку, что является бесспорным достоинством состава.

К числу недостатков можно отнести лишь ее плохое взаимодействие с различными лакокрасочными составами. То есть специалисты крайне не рекомендуют смешивать цементную шпаклевку с лаками, красками или клеящими растворами, дабы исключить вероятность изменения эксплуатационных свойств смеси.

Также уже приготовленная масса становится непригодной для использования после попадания в нее инородных частиц.

Гипс вместо цемента. Лучшие заменители цемента на сегодняшний день

Цемент – наиболее распространенное вяжущее средство, которое позволяет получить бетонные конструкции высокой прочности и за относительно небольшую цену.

Но во многих случаях и его можно заменить более дешевым строительным материалом, который стоит в 2-3 раза меньше и обеспечивает лучшие физико-механические свойства готового изделия.

«Современные строительные материалы не всегда представляют собой прогресс технологий, они только упрощают производственный процесс и уменьшают затраты, но никак не повышают прочность. Так, например, бетон, использовавшийся в Египте или Греции, был в 15-18 раз прочнее современного материала (и простоял 2000-4000 лет!), из которых изготовляются капитальные сооружения, а время приготовления древнего вяжущего вещества сводилось к нескольким минутам» – утверждает специалист в сфере строительных исследований Патрик Фианкетто.  

Наиболее удачные заменители цемента

Известно более 50 разновидностей суспензий, которые можно использовать в роли основного вяжущего вещества, но специалисты рекомендуют только некоторые из них. Предпочтение отдавалось либо очень дешевым материалам, либо смесям, обладающим большими прочностными показателями после отвердевания и низкой теплопроводностью.

1. Раствор извести. Категория «дешево», можно полностью заменять цемент при штукатурных работах или в малоэтажном строительстве. Рекомендуется для внутренних работ.
2. Алебастр. Применяется в случае, если надо получить быстрое отвердевание изделия. Стоимость его немного выше цемента, прочностные характеристики не сильно отличаются.
3. Гипсовые смеси. Цена невысокая, высыхает максимально быстро, достаточно прочная суспензия при использовании с фиброй.
4. Полиуретановый клей. Основное преимущество – отсутствие теплопотерь при кирпичной кладке. Стоит значительно дороже, но обеспечивает качественную адгезию материалов на неограниченный срок, рекомендуется для кладки пеноблоков, газоблоков и других аналогичных материалов.
Минеральные заменители. В эту категорию можно отнести самый древний заменитель цемента – вулканический пепел. Его использование позволяет создать действительно качественный и долговечный бетон. Сюда же отнесем продукты металлургической промышленности (кремнеземная пыль) и продукты сгорания нефти (зола).
5. Искусственные модификаторы. Изготовляются для решения определенной задачи (постройка сверхпрочного объекта, строительство эко-дома, возведение здания своими руками и прочее). Это может быть клейкая целлюлоза, нефтехимические вяжущие вещества, смолы и прочее. Стоимость значительно выше цемента, прочность – максимальная.

Эттрингит

- редкий, водный сульфат Ca и Al из группы эттрингита. Син.: вудфордит . Цвет бесцветный, белый, светло-жёлтый, светло- зеленовато-жёлтый. Блеск шелковистый. Прозрачен или полупрозрачен. Формы нахождения: мелкие призматические кристаллы; тонкоигольчатые, тонковолокнистые агрегаты. Происхождение. Встречается визвестняка в-. Местонахождения: близ Эттрингена Беллерберг (Северный Рейн-Вестфалия,); Скаут-Хилл,; Томбстоун (шт., США);(Южная Якутия, Россия).

КЛАССИФИКАЦИЯ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	бесцветный; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет.
Прозрачность	прозрачный
Спайность	совершенная по {10_10}.
Твердость ( шкала Мооса )	2 - 2.5
Плотность (измеренная)	1.77 g/cm3
Плотность (расчетная)	1.76 g/cm3
Радиоактивность ( GRapi )	0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	3m - дитригонально-дипирамидальный
Сингония	Тригональная
Параметры ячейки	a = 11.23Å, c = 21.44Å
Отношение	a:c = 1 : 1.909
Число формульных единиц (Z)	2
Объем элементарной ячейки	V 2,341.61 ų (рассчитано по параметрам элементарной ячейки)

Ссылки

• www.mindat.org

Список литературы

• Vom Rath, G. (1873): Über ein neues Mineral (Chalkomorphit) auf einem Einschluß in der Lava von Niedermendig, Annalen der Chemie und Physik, Ergänzungsband VI, 376-378
• Lehmann, J. (1874): Untersuchungen über die Einwirkung eines feurig-flüssigen basaltischen Magmas auf Gesteins- und Mineraleinschlüsse, Verhandlungen des naturhistorischen Vereins der preußischen Rheinlande und Westfalens, Vol. 31, Cohen Bonn, p 1-40
• Lehmann, J. (1874): "Über den Ettringit, ein neues Mineral in Kalkeinschlüssen der Lava von Ettringen (Laacher Gebiet)", N. Jb. Mineral. Geol. Paläont., 273-275.
• Moses (1893) American Journal of Science: 45: 489.
• Brauns, R.A. (1922) Die Mineralien der niederrheinischen Vulkangebiete. 225pp., 4to, Stuttgart: 173.
• Bannister, M.A. (1935): Ettringite from Scawt Hill, Co. Antrim, Mineralogical Magazin, Vol. 24, 324-329.
• Palache, C., Berman, H., & Frondel, C. (1951), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837-1892, Volume II. John Wiley and Sons, Inc., New York, 7th edition, revised and enlarged, 1124 pp.: 589-590.
• McConnell, Duncan & Joseph Murdoch (1962): Crystal chemistry of ettringite. Mineralogical Magazine: 33: 59-64.
• Carpenter, A.B. (1963): Oriented overgrowths of thaumasite on ettringite. Am. Mineral. 48, 1394–1396.
• McCarthy, Gregory J.; Hassett, David J.; Bender, Jason A. (1992): Synthesis, crystal chemistry and stability of ettringite, a material with potential applications in hazardous waste immobilization. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 245, 129-140.
• Barnett, S.J., Adam, C.D. & Jackson, A.R.W. (2000): Solid solutions between ettringite and thaumasite. Journal of Materials Science 35, 4109-4114.
• Barnett, S.J., Adam, C.D. & Jackson, A.R.W. (2001): An XRPD profile fitting investigation of the solid solution between ettringite, Ca6Al2(SO4)3(OH)12.26H2O and carbonate ettringite, Ca6Al2(CO3)3(OH)12.26H2O. Cement and Concrete Research, 31, 13-17.
• Goetz-Neunhoeffer, F. and Neubauer, J. (2006): Refined ettringite (Ca6Al2(SO4)3(OH)12•26H2O) structure for quantitative X-ray diffraction analysis. Powder Diffr. 21, 4-11.