Способы повышения прочности гипсовых изделий

                Существует достаточно много способов повысить прочность гипсовых изделий. Мы не будем рассматривать старые, так называемые «дедовские» способы. Их описаний достаточно много во всемирной сети, часто написанных, а вернее «списанных» с ошибками, часто очень грубейшими. Все-таки сегодня на дворе уже 21 век, технологии шагнули достаточно далеко, и нет смысла рассматривать такие способы, как добавки столярного клея, эмульсий ПВА, извести и других еще более экзотических рецептов типа смеси на основе или с добавлением белков и желтков яиц.     

                Начинающие камнеделы в целях экономии используют только низкомарочный гипс (Г-5 − Г-7)и воду. Достаточно прочные изделия можно получить только соблюдая пропорции гипса и воды рекомендованные производителем гипса. В зависимости  от производителя и марки гипса, на один кг гипса рекомендуется максимум 600 − 750 мл воды. Высокомарочные сорта гипса и смеси типа Камнедел могут иметь водопотребность в районе 450−500 мл на 1 кг гипса.

                Так как в данной статье мы рассматриваем изготовление искусственного камня, немаловажной характеристикой гипсового раствора является текучесть смеси и времени схватывания  раствора.

                При использовании гипса Г-5 (изготовитель  Гипсополимер), который мы используем на своем производстве, рекомендуемое соотношение воды и гипса − 650 мл воды на 1 кг гипса. При таком соотношении раствор имеет консистенцию жидкой сметаны, время схватывания примерно 2 минуты.

                Работать таким раствором очень неудобно, так как он плохо наполняет формы, возможно образование воздушных пузырьков на лицевой поверхности изделия, раствор необходимо разравнивать шпателем или подобным приспособлением. В емкости, где готовится смесь остается очень много раствора, налипшего на стенках. Отходы достигают до 15% от веса гипса.

                Кроме этого время схватывания очень короткое, если сделать замес из достаточно большого количества гипса, есть шанс, что раствор успеет схватится до того, как он будет разлит по формам, или будет разлит, но времени на выравнивание уже не хватит.  В данном случае может помочь замедлитель твердения.

                Самый доступный - обычная лимонная кислота. Дозировка должна быть минимальной, т.к при передозировке время схватывания может увеличиться до часа и более и произойдет существенное снижение прочности.  Чтобы не ошибиться с дозировкой, разведите стандартный пакетик пищевой лимонной кислоты весом 20 гр. в одном литре воды и добавляйте не более чайной ложки готового раствора на 1 кг гипса.

                Если вам недостаточно времени, можете немного увеличить дозировку, подобрав опытным путем оптимальное количество. Время жизни раствора в 5−6 минут вполне достаточно для комфортной работы.

                Самая главная ошибка всех начинающих - это увеличение количества воды до 800-900 мл на 1 кг гипса. При таком количестве воды работать одно удовольствие - раствор становится очень текучим, как молоко. Но соответственно очень сильно теряется прочность. Так как объем раствора увеличился за счет воды, при высыхании изделия вода испаряется, и изделие становится пористым как губка. Поры очень мелкие, их невозможно увидеть невооруженным глазом, но легко понять взвесив изделие сразу после отливки и через несколько дней, когда оно полностью высохнет. Разница в весе будет очень существенна, а так как размер, объем изделия не изменился, то соответственно вывод только один − изделие пористое.

                А теперь перейдем к самому интересному. Как же можно повысить прочность?

1. Уменьшаем количество воды.

                Для химической реакции гипса теоретически расходуется 18,6% воды, то есть примерно 190 мл на 1 кг гипса. Вся остальная вода избыточна, и максимально уменьшив количество воды мы увеличим плотность гипсового камня, соответственно повысив его прочность. Уменьшить количество воды без потери текучести возможно только с использованием супер и гипер пластификаторов.

                Имейте ввиду, пластификаторы для бетона (цементных растворов) не работают с гипсом! И как обычно они имеют цвет от светло-желтого до темно-коричневого, что негативно влияет на цвет готового изделия.

Гиперпластификаторы на основе поликарбоксилатов могут работать как с гипсовыми, так и с цементными растворами, но необходимо внимательно читать инструкцию производителя.

                Пластификаторы для гипса как обычно имеют цвет (если они в сухом виде) от белого до светло-серого, или от прозрачного, до светло-серого вида если они в жидком виде.

                Существует достаточно много разновидностей импортных и отечественных пластификаторов. Принцип действия у них одинаков, различаются они по химическому составу, концентрации, дозировкам и т.п. Импортные как обычно стоят гораздо дороже, хотя достаточно и отечественных, по качеству  ни чуть не хуже, но существенно ниже по цене.

                Мы рекомендуем гиперпластификаторы Российского производства серии Гиперпласт производства ООО «ССТ», которые были испытаны на нашем производстве и показали прекрасные результаты.

                ГиперПласт 60 - суперпластифицирующая и суперводоредуцирующая добавка в виде полупрозрачного геля. Позволяет уменьшить количество воды в растворе до 40%. Дозировка 0,3- 1,2 % раствора от веса гипса (от 3 до 12 мл на 1 кг гипса).  Используя дозировку 1% от массы гипса легко добиться высокотекучего раствора даже при соотношении воды к гипсу 400 мл на 1 кг гипса. Кроме повышения текучести гиперпластификатор увеличивает время начального схватывания раствора на 2-4 минуты (в зависимости от дозировки), таким образом он работает как замедлитель начального твердения. Расформовку даже тонких изделий можно проводить уже через 15 минут.

                Если вы проведете опыт, и сделаете замес со стандартным количеством воды (650 мл) и с гиперпластификатором (400 мл) на 1 кг гипса вы получите разное количество изделий. Например, с одного кг гипса и 650 мл воды вы получите 10 кирпичиков, а при применении пластификатора вы получите 7-8 кирпичиков, но гораздо более прочных.

2. Используем модификатор гипса

                 Единственный вариант на сегодняшний день - модификатор гипса СВВ-500.

                Отечественные инженеры провели исследовательскую работу, результатом которой стала добавка повышающая прочность гипса почти в 10 раз. Состав известен теперь под торговой маркой «Преобразователь гипса СВВ-500». Производство в промышленных масштабах начато в 2016 году и на сегодняшний день она активно продается не только в России, но и за рубежом. СВВ-500 − это порошок белого цвета из запатентованного состава различных компонентов. Необычайная прочность достигается не только из-за уменьшения количества жидкости, но главное  за счет основного компонента смеси – активатора твердения гипса. Благодаря этому гипс приобретает твердость сравнимую с прочностью бетона.

                Оптимальное  количество СВВ-500 − это от 1 до 5% от веса гипса, при этом на максимальных дозировках получите более прочные изделия.

При дозировке 5% достигается максимальный эффект, после чего её превышение уже не добавляет, а напротив, уменьшает  достигнутый прирост прочности.

Необходимое соотношение компонентов вы должны подобрать сами, в зависимости от требований прочности. Рекомендуемая дозировка – 4% СВВ при количестве воды 340 мл на 1 кг гипса.

3. Гипсо-цементные смеси

                Одним из способов повысить прочность является возможность добавления в состав цемента.  Но в этом способе есть свои «подводные камни». Если смешать в одном растворе строительный гипс и цемент – через некоторое время и при неблагоприятных условиях ваши изделия поразит  «цементная бацилла» - по научному это называется эттрингит .  Внешне это проявляется следующим образом − отдельные кристаллы вещества, получившиеся после химической реакции взаимодействия гипса и бетона существенно расширяются, что приводит к разрушению гипсо-цементного бетона.

Избежать этого можно добавив так называемые пуццолановые добавки.  Наиболее известные это природные  − трепел, опока, диатомит или промышленного происхождения как отходы производства− доменные шлаки.

                В современной промышленности для этого используют высокоактивный метакаолин, как наиболее эффективный компонент.  Основное назначение пуццолановых добавок – снизить количество гидроокиси кальция в гипсо-бетонном составе. Не будет гидроокиси кальция – цементная бацилла просто не сможет образоваться.

                Использовать можно как серый, так и белый цемент. Прочность изделий будет зависеть в том числе и от марки цемента. Как обычно белые цементы высокомарочные, не ниже М500, но стоит он существенно дороже серого цемента.

                Состав смеси может варьироваться в определенных пределах, количество цемента в смеси может достигать 30% от веса гипса. Оптимальное примерно 20%.

                Количество воды так же имеет огромное значение. Логика проста: меньше воды − выше прочность. А уменьшить ее можно только с помощью пластифицирующих добавок. Но какой пластификатор применять? Выше уже писал, что пластификаторы для бетона не работают с гипсом, собственно и наоборот.

                Решение есть − гиперпластификаторы на основе поликарбоксилатов, которые работают и с гипсом и с бетоном. На нашем производстве прошли успешные испытания гиперпластификаторов серии Гиперпласт. На максимальных дозировках смесь остается текучей даже при соотношении вяжущих компонентов 1:0,3 (на 1 кг гипсо-цементной смеси 300 мл воды). Потрясающий результат!

                Примерный состав смеси:

• Гипс - 1 кг
• Цемент - 300 гр
• ГиперПласт 60 - 13 мл
• Метакаолин - 20 гр
• Вода - 450 мл

                Изделие получается по прочности как из бетона, его практически невозможно поцарапать. Если у вас возникнет мысль использовать такую плитку для наружной облицовки − только на ваш страх и риск.  Запомните, гипс - только для внутренних работ. Для наружной облицовки используйте ТОЛЬКО бетонные изделия. Хотя в сети гуляют утверждения, что такая плитка 5-6 лет уже стоит на фасаде дома и ничего ей не делается, научного подтверждения этому нет. Против законов физики и химии не попрешь.

Надеюсь что эта статья была вам полезна.

С уважением, директор компании ТИСА-СТРОЙ, Сергей Амоненко.