Гипсовые вяжущие для штукатурных работ: Применение гипсовых вяжущих

Применение гипсовых вяжущих

Применение гипсовых вяжущих.
В строительстве по масштабам применения тисовые вяжущие уступают цементам и извести, но используются весьма широко.
Затраты топлива на изготовление тонны гипсового вяжущего в четыре раза ниже, чем на производство тонны цемента.
Гипсовые изделия отличаются гигиеничностью, небольшой средней плотностью (1200…1500 кг/м3), высокой пористостью (30…60%), огнестойкостью, архитектурной выразительностью, высокими теплои звукоизоляционными свойствами.

В штукатурных работах применяют гипсовые вяжущие всех марок, среднего и тонкого помола, нормального и медленного твердения. Добавка гипсовых вяжущих ускоряет схватывание известково-песчаных растворов и повышает прочность штукатурного слоя, придает его поверхности гладкость и белизну.

Гипсовые вяжущие марок Г-2…Г-7 применяют для изготовления гипсовых деталей и гипсобетонных изделий — панелей для перегородок, листов сухой штукатурки, для приготовления растворов для внутренней штукатурки и получения гипсоцементно-пуццолановых вяжущих.

Гипсовые вяжущие марок Г-5…Г-25 тонкого помола с нормальными сроками схватывания применяют для изготовления форм и моделей фарфоровых, фаянсовых и других керамических изделий.
Гипсовые вяжущие служат основой для приготовления мастик для приклеивания листов сухой штукатурки.
Вяжущие низких марок используют для гипсовой заводки, в которой обрабатывают паклю при конопатке перегородок, оконных и дверных проемов.

При изготовлении гипсовых изделий гипсовые вяжущие иногда затворяют водными растворами синтетических смол, в результате получается материал — полимергипс. Он плотнее обычного гипса, обладает высокой механической прочностью (до 30 МПа), постоянством объема, малой водопроницаемостью, повышенным сопротивлением истиранию.

Перевозят гипсовые вяжущие в мешках или без упаковки, навалом. При этом их предохраняют от увлажнения и загрязнения.

Даже при хранении в сухих условиях гипсовые вяжущие быстро теряют активность, обладая высокой гигроскопичностью (через три месяца хранения потеря активности составляет примерно 30%).
Высокая гигроскопичность и низкая водостойкость гипсовых вяжущих приводят к потере прочности изделий во влажных условиях.

Гипсовые вяжущие стимулируют коррозию черных металлов — арматуры, сетки, проволоки, гвоздей — особенно во влажных условиях.
В отличие от других гипсовые вяжущие можно применять без заполнителей и наполнителей, не боясь появления трещин, так как они не дают усадки и, напротив, при твердении увеличиваются в объеме.
При необходимости заполнителями могут служить древесные опилки, стружка, костра, а также легкие пористые материалы — шлаки, керамзит, шлаковая пемза и др.

Формовочный гипс, подобно строительному, в основном состоит из Са504 •0,5НаО. Это чистый от примесей полуводный гипс тонкого помола с нормальными сроками схватывания марок Г-5…Г-25.
Объемное расширение — не более 0,15%, водопоглощение затвердевшего вяжущего не менее 30 % по массе. Его используют для изготовления форм и моделей фарфоровых, фаянсовых и других керамических изделий.

Высокообжиговыми гипсовыми вяжущими являются ангидритовый цемент и эстрих-гипс, они медленно схватываются и твердеют.
Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипсового камня при температуре 600…800 °С с последующим его помолом со следующими добавками, служащими катализаторами твердения:
известь—2…5 %;
смесь сульфата натрия с железным или медным купоросом — по 1 % каждого;

обожженный (при 900 °С) доломит—3…8 %;
гранулированный доменный шлак—10…15 % по массе.
Железный и медный купорос уплотняют поверхность затвердевшего цемента, препятствуют появлению выцветов на изделиях.

Ангидритовый цемент получают также без обжига — путем измельчения указанных выше добавок с природным ангидритом Са504.
Ангидритовый цемент медленно схватывается (начало схватывания — не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч) и твердеет.
Марки по прочности на сжатие: 50, 100, 150, 200. Применяют ангидритовый цемент для приготовления штукатурных и кладочных растворов, бетонов, стяжек под линолеум, для устройства бесшовных полов и искусственного мрамора.

Эстрих-гипс получают обжигом природного гипсового камня или ангидрита при температуре 900…1000 °С с последующим тонким измельчением.

При обжиге происходит не только полное обезвоживание, но и частичное разложение ангидрита с образованием СаО (до 5%).
При смешивании вяжущего с водой оксид кальция СаО действует как катализатор твердения.
Эстрих-гипс применяют для штукатурных и кладочных растворов, изготовления искусственного мрамора, устройства мозаичных полов.

Изделия из высокообжиговых ангидритовых вяжущих прочны (до 20 МПа), мало тепло- и звукопроводны, по сравнению с изделиями из строительного гипса более морозо- и водостойки, менее ползучи, хорошо сопротивляются истиранию.

Ганч и гажа — среднеазиатское и закавказское названия гипсосодержащих вяжущих веществ. Их получают обжигом при температуре 170 °С и выше и последующим помолом местных камневидных пород, содержащих гипс (20…60%) и глину (80…40%).

Вяжущее — порошок белого цвета — с водой образует пластичное тесто, которое легко формуется, сравнительно быстро схватывается и твердеет.
С давних пор ганч и гажа известны как материалы для штукатурки, скульптуры, объемно-пластического декора — резьбы и отливок различных деталей.

Во влажном состоянии ганч и гажа легко режутся, дают возможность разнообразной и мельчайшей проработки рельефа (низкого и высокого). Резные ганч и гажа имеют белую матовую приятную для глаз поверхность.
Сухая поверхность их служит хорошим основанием для росписи.

Вяжущие материалы для штукатурных работ

Вяжущие материалы являются главной составной частью штукатурных растворов, обеспечивают их твердение и сцепление с основанием.

В зависимости от свойств и условий твердения вяжущие материалы подразделяются на воздушные, способные твердеть н сохранять прочность только на воздухе, и гидравлические, способные твердеть и сохранять прочность как на воздухе, так и в воде.

К воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и ангидритовые вяжущие, жидкое стекло. Гидравлическими вяжущими являются гидравлическая известь, цементы (портландцемент и его разновидности, шлакопортланд-цемент, пуццолановый портландцемент, глиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент, цемент для строительных растворов), известково-шлаковые, известково-пуццолановые вяжущие и романцемент, гипсо-цементно-пуццолановое вяжущее.

Известь строительную (ГОСТ 9179—77) получают в результате обжига кальциевых и магнезиальных карбонатных пород. Применяют для приготовления растворов и как вяжущее при производстве строительных изделий. В зависимости от условий твердения она подразделяется на воздушную и гидравлическую.

Воздушная известь обеспечивает твердение строительных растворов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях. В зависимости от содержания кальция и магния подразделяют на кальциевую’ магнезиальную и доломитовую. Воздушная известь выпускается негашеной и гашеной (гидратной), получаемой при гашении магнезиальной и доломитовой извести.

По фракционному составу известь подразделяют иа комовую и порошкообразную, получаемую путем размола или гашения (гидратации) комовой извести.

Воздушная негашеная известь без добавки подразделяется на три, негашеная с добавками и гидратная —на два сорта. Известь со Знаком качества должна отвечать 1-му сорту и иметь коэффициент вариации содержания активных СаО и MgO не более 3 %, содержать непогасив-шихся зерен для кальциевой извести не более 5, а для магнезиальной и доломитовой — более 8 %.

Сорт извести характеризуется данными, приведенными в табл. 1.

Гидравлическая известь подразделяется на слабо- и сильногидравлн-ческую и должна содержать: слабогидравлическая — активные СаО+ +MgO не более 66 и не менее 40 %; активные MgO и СОг не более 6 %> сильногидравлическая — CaO+MgO не более 40% и не менее 5%, активные MgO не более 6 % и С02 не более 5 %,

Гидравлическая известь гасится водой и при этом частично распадается в порошок, состоящий из гидрата окиси кальция. Известь с содержанием глинистых и песчаных примесей более 20 % неспособна к

Г8Ш Плотность гидравлической извести 2,6—3,2 г/см3. Объемная масса в рыхлом состоянии 700—800, в уплотненном — 1000—1100 кг/м3.

Гидравлическая известь — медленно схватывающееся гидравлическое вяжущее (начало 0,5—2 ч —конец 8—16 ч). Поставляется в бумажных битуминиэированных мешках.

Таблица 1

Вид извести	Содержание СаО + MgO, проц., не ме-иее		Вид извести	Содержание СаО + MgO, проц., не менее
	1-й сорт	2-й сорт		1-й сорт	2-й сорт
Негашеная комовая			Гидратная (пушонка):
без добавок	85	70	без добавок	67	55
Негашеная молотая:			с добавками	50	40
без добавок	85	70
с добавками	64	52

Обычно для штукатурных растворов применяют воздушную известь в виде известкового теста или известкового молока.

Комовая негашеная известь является полупродуктом и для применения в растворах ее перерабатывают на гидратную и известь-пушоику, известковое тесто или известковое молоко. Количество воды, необходимое для получения извести-пушонки, должно быть таким, чтобы полностью протекала реакция гидратации (соединения с водой). Известковое тесто и известковое молоко образуется в результате обработки извести водой (в’среднем это 2,5 л воды на 1 кг извести).

При гашении извести водой идет самопроизвольный распад кусков извести на тонкодисперсные частички размером не более 5—20 мк. Чем мельче частички, тем пластичнее и лучше тесто. По скорости гашения известь делится на быстрогасящуюся (менее 20 мин) и медленногася-щуюся (более 20 мин). Содержание непогасившихся зерен после гашения комовой извести не должно превышать 10—20 % (10 % — для 1-го, 20 % — для 2-го сорта).

Гипсовые вяжущие (ГОСТ 125—79) получают путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция и применяются для изготовления строительных изделий всех видов и при производстве строительных работ, а также для изготовления форм и моделей.

В зависимости от предела’прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифры характеризуют предел прочности при сжатии образцов 40X40X160 мм в возрасте 2 ч. Например Г-2 — соответствует прочности на сжатие 2МПа, Г-3 — 3 МПа и т. д.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие подразделяются на: быстро-, нормально- и медленнотвердеющие.

В зависимости от степени помола различают следующие виды вяжущего: грубого, среднего и тонкого помола.

Возможные области применения гипсовых вяжущих следующие: при изготовлении гипсовых строительных изделий всех видов применяют Г-2…Г-7 всех сроков твердения и степеней помола, при изготовлении тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей—Г-2…Г-7 тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения, при Производстве штукатурных работ, заделке швов и др.—Г-2…Г-25 нормального и медленного твердения, среднего и тонкого помола.

Свойства вяжущего проверяют в соответствии с ГОСТ 23789—70. Отгружают гипсовые вяжущие без упаковки или упакованными в мешки нли другую тару. При транспортировании и хранении их необходимо защищать от увлажнения и загрязнения.

Жидкое стекло — густая жидкость желтоватого или желто-бурого цвета. Подразделяется жидкое стекло иа натриевое и калиевое. Натриевое жидкое стекло применяется в качестве вяжущего в виде водного раствора совместно с кремнефтористым натрием, молотыми наполнителями или другими специальными добавками. Калиевое жидкое стекло применяют в виде водного раствора без добавок. Модуль должен быть в пределах 3—4, плотность— 1,4—1,42.

Натриевое жидкое стекло применяют для приготовления кислотостойких растворов и огнезащитных обмазок. Хранят его в герметически закрытой таре. Натриевое стекло дает нежелательные высолы и его применение ограничено.

Поливинилацетатная дисперсия (ГОСТ 18992—80) применяется в строительстве в качестве связующего для изготовления полимерцемент-ных растворов и бетонов, эмульсионных красок и различных клеев.

Поливинилацетатная дисперсия выпускается непластифицированная марок Д50Н, Д5РС, Д50В, Д60В и пластифицированная марок ДФ49/2,5Н; ДФ48/5С; ДФ48/5НЛ; ДФ48/5СЛ; ДФ47/7С; ДФ47/7В; ДФ47/7ВП; ДФ40/20В; ДФ53/2.5ВМ; ДФ51/7ВМ.

Дисперсия марки 40/20В выпускается высшего и 1-го сортов.

Буквенные индексы обозначают перед цифрами: Д дисперсия, Ф — дибутилфталат, дибутилсебацинат, после цифр: Н — иизковязкая, С — средневязкая, В — высоковязкая, М — модифицированная, J1 — Лакокрасочная, П — полиграфическая.

Рекомендуемые области применения по маркам: в качестве связующих в водоэмульсионных красках — Д50Н; Д50С; ДФ48/5С; ДФ48/5НЛ; ДФ48/5СЛ; в качестве связующего для получения полимер-цементов, полимербетоиов и покрытий бесшовных полов “Д50Н; Д50С; ДФ49/2,5Н; ДФ48/5С; ДФ47/7С; в качестве клея для облицовки метлахскими и фасадными керамическими плитками — Д50С; ДФ48/5С1 ДФ47/7С.

Дисперсию, упакованную в полиэтиленовые бидоны, не допускается транспортировать железнодорожным транспортом.

Непластифицированные дисперсии и пластифицированные с содержанием пластификатора до 7 %, а также модифицированные—морбЭЬ* стойкие.

Пластифицированную дисперсию транспортируют при температуре не ииже +5° С, а непластифицированную—ле ниже 40° С.

Пластифицированную дисперсию хранят в плотно закрытой таре в складских помещениях при температуре не ниже +5° С.

Замерзшую дисперсию оттаивают в теплом помещении или разогревают в таре до температуры не выше 80 “С без применения открытого огня и затем тщательно перемешивают.

Гарантийный срок хранения дисперсии —6 месяцев со дня изготовления.

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого ИЗ*

мельчения клинкера и необходимого количества гипса. Выпускается портландцемент с добавками или без них. Количество добавок ие должно превышать 15 % от массы цемента. Для приготовления штукатурных: растворов следует применять портландцемент низких марок.

Введение в обычный портландцемент пластифицирующих или гидро-фобнопластифицирующих поверхностно-активных добавок позволяет получать пластифицированный или гидрофобный портландцемент. Растворы, приготовленные на таких портландцементах, имеют повышенную подвижность н удобоукладываемость, а затвердевший раствор — лучший показатель морозостойкости.

Так как портландцемент твердеет в воздушной и водной среде, его применяют для выполнения высокопрочных штукатурок.

Для приготовления штукатурных растворов применяются разновидности портландцемента — белый и цветной.

Белый портландцемент получают путем совместного тонкого помола белого маложелезистого клинкера, активной минеральной добавки — белого диатомита (до 6 и необходимого количества гипса. Допускается введение белой минеральной добавки в количестве не более 10 % от массы цемента. Белый портландцемент выпускают также в смеси с поверхностно-активными добавками (пластифицирующими или гидрофобными), количество которых не превышает 0,5 % от массы цемента.

В зависимости от степени белизны белый портландцемент бывает трех сортов. При коэффициенте яркости по BaSCU не менее 80 % цемент относится к 1-му, при 75 % —ко 2-му, а при 68 % —к 3-му сорту. Выпускается он марок 400 и 500. Начало схватывания должно наступить ие ранее чем через 45 мин, конец — не позднее чем через 12 ч после за-творения. Тонкость помола должна соответствовать остатку на сите № 008 не более 12 %.

Белый портландцемент поставляют, как правило, в бумажных мешках.

Цветной портландцемент получают в результате совместного измельчения белого маложелезистого или цветного клинкера, активной минеральной добавки — белого диатомита (не более 6 %), гипса и Красновой руды либо пигмента. В цветном цементе должно содержаться не более 15% Красновой руды, минерального, синтетического или природного пигментов. Органических пигментов должно быть не более 0,3 от массы клинкера.

Цветной портландцемент выпускается марок 300, 400 и 500 светло-желтого, желто-золотистого, оранжевого, светло-розового, розового, красного, светло-коричневого, темно-коричневого, зеленого, голубого и черного цветов. Поставляют его в бумажных мешках или бочках.

Белый и цветной портландцементы являются гидравлическим вяжущим и применяются в накрывочном слое декоративных штукатурок. Штукатурку на таких растворах можно подвергать шлифовке и насечке.

Шлакопортландцемент — гидравлическое вяжущее, продукт совместного помола клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса или смешение отдельно измельченных материалов (клинкера, шлака и гипса). Массовое содержание шлака 21—60 %, Могут быть введены также пластифицирующие или гидрофобные добавки.

Шлакопортландцемент выпускается марок 300, 400 и 500. Начало схватывания его не ранее чем через 45 мин, конец — не позднее чем через 10 ч после затворения водой. Для штукатурных растворов применяют шлакопортландцемент низких марок.

Пуццолановый портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или смешения раздельно измельченных клинкера, гипса и активной минеральной добавки (обожженная глина, топливная зола, добавки вулканического происхождения),

Пуццола новый портландцемент активно твердеет в воде и во влажных условиях, выпускается марок 300, 400, 500. Применяют его в растворах, предназначенных для оштукатуривания влажных помещений или используемого там, где требуется обеспечить водонепроницаемость.

Пуццолановый цемент относится к сульфатостойким цементам ГОСТ 22266-76*.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем тонкого измельчения клинкера надлежащего свойства. Обязательным условием для его твердения является положительная температура (до +25° С). Этот цемент не применяется там, где нужна тепловлажностная обработка, и должен храниться раздельно от других цементов и извести. Выпускается с механической прочностью 40—50—60 МПа (400—500—600 кг/см2) и поставляется в бумажных мешках.

Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее чем через 30 мин, конец—не позднее чем через 12 ч после начала затвердевания. Тонкость помола должна соответствовать остатку на сите № 008 не более 10 %.

Расширяющийся портландцемент — продукт совместного помола пораландцементного клинкера, глиноземистого шлака, двуводного гипса и активной добавки.

Отличительными свойствами расширяющегося портландцемента является быстрое твердение при пропаривании, высокая плотность и водонепроницаемость цементного камня, способность расширяться в воде и на воздухе при постоянном увлажнении в течение трех первых суток. Расширяющийся портландцемент является гидравлическим вяжущим и применяется для выполнения безусадочных плотных гидроизоляционных штукатурок.

Для приготовления безусадочных водонепроницаемых растворов, применяемых при замоноличивании стыков и заделки раковин в бетоне, для изоляции стыков применяется гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052—74).

Цементы для строительных растворов (ГОСТ 25328—82) получают в результате совместного помола или смешения раздельно измельченных клинкера, гипса, активных минеральных добавок и добавок наполнителей.

Цемент для строительных растворов следует применять в соответствии с Инструкцией по приготовлению и применению строительных растворов, утвержденной Госстроем СССР. В связи с замедлением твердения при низких температурах этот цемент следует использовать, как правило, при температуре окружающей среды не ниже+ 10 °С.

Для приготовления низкомарочных штукатурных растворов эти цементы применяют как гидравлическое вяжущее.

Известесодерокащие вяжущие вещества — продукт измельчения негашеной кальциевой или гидравлической извести совместно с гранулированным шлаком или минеральными добавками.

С целью улучшения физико-механических свойств вяжущих допускается введение специальных добавок (хлористый кальций, хлористый магний, хлористый натрий и др.) в количестве не более 5 % по массе. Выпускается марок 50, 100, 150 и 220.

Начало схватывания вяжущих должно наступать не ранее 25 мин, а конец — не позднее 24 ч от начала затворения. Тонкость помола должна соответствовать остатку на сцте № 008— 10 %. Транспортируют известковое вяжущее навалом или в бумажных мешках, соответствующих ГОСТ 2226—75*. При хранении вяжущее должно быть защищено от увлажнения и загрязнения. Срок хранения не более 30 суток. При хранении в герметической таре срок хранения не ограничивается.

Романцемент — гидравлическое вяжущее, получается в результате измельчения обожженных известковых или магнезиальных мергелей либо смеси известняка и глины. При необходимости допускается введение до 5 % гипса и до 15 % активных минеральных добавок. Сроки схватывания от начала затворения романцемента: начало—не ранее 20 мин, конец —не позднее 24 ч. Романцементы выпускают марок 25, 50 100 и 150. Тонкость помола должна соответствовать остаткам на си-те№ 02 — 10%, а на № 008 — 25 %. Средняя плотность в рыхлом состоянии—800—1000, в уплотненном— 1000—1300 кг/м3. Штукатурка, выполненная на растворе с применением романцемента, имеет высокую стойкость во влажных условиях, а также при переменном увлажнении и высушивании.

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) — быстросхваты-вающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое при смешивании гипса строительного 1-го сорта, пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента марки не ниже 300 и активной минеральной добавки в виде трепела, опоки, диатомита и др. ГЦПВ выпускают марок 100, 150 и применяют для приготовления отделочных растворов.

Связующие для натуральных штукатурок: обзор

Компоненты штукатурки
Как следует из названия, вяжущие вещества склеивают между собой другие элементы штукатурки. Больше, чем что-либо другое, связующее определяет свойства штукатурки, включая прочность, проницаемость и устойчивость к атмосферным воздействиям. На протяжении тысячелетий натуральной штукатурки традиционно использовались три основных вяжущих: глина, гипс и известь. Во всех трех есть много вариаций. В частности, известь подразделяется на гашеную известь, природную гидравлическую известь и натуральный цемент; все они имеют очень разные свойства и считаются уникальными связующими. Но для простоты давайте сначала рассмотрим свойства и происхождение трех основных вяжущих, а затем разобьем их на дополнительные категории. В таблице ниже приведены некоторые свойства троицы натуральных вяжущих, а также портландцемента и портландцемента. известковая смесь (признавая, что портландцемент не является натуральной штукатуркой, а использовался в натуральном строительстве).

Связующее	Паропроницаемость (США Perm/дюйм)	Устойчивость к атмосферным воздействиям	Прочность	Воплощенная энергия
Глина	Отлично (18)	Бедный	Слабый	Низкий
Гипс	Отлично (18)	Очень плохо	Слабый	Низкий-средний
Известь	Хорошо (14)	Хорошо	Сильный	Средний
Цементно-известковый	Бедный (7-10)	Очень хорошо	Прочный, но хрупкий	Высокий
Цемент	Очень плохо (1)	Очень хорошо	Прочный, но хрупкий	Очень высокий

Источник: Henry and Therrien 2018.

Essential Natural Plasters

Теперь давайте рассмотрим каждую папку более подробно.

Глина

Глина обычно считается наиболее экологичным из всех вяжущих, поскольку ее можно выкопать из земли и использовать как есть; или даже когда его добывают и продают в промышленных масштабах, затраты энергии на его переработку обычно ниже, чем у других вяжущих, которые добывают, а затем нагревают до относительно высоких температур для достижения их связующих свойств. Глиняные штукатурки, или земляные штукатурки, являются наиболее паропроницаемыми из всех натуральных штукатурок и наиболее гибкими — они легко пропускают влагу и приспосабливаются к движениям основания без образования трещин. Эти свойства важны при оштукатуривании естественных стеновых систем. Глина также обладает интересным свойством легко впитывать воду, но когда она насыщается, она становится довольно водонепроницаемой и препятствует дальнейшему проникновению воды. Однако земляные штукатурки обменивают эти достоинства на более низкую прочность и устойчивость к эрозии – мокрая глина может быть водонепроницаемой, но под проливным дождем она относительно быстро разрушается. Глина также имеет очень высокую усадку при высыхании, поэтому земляные штукатурки либо наносят очень тонким слоем, либо содержат большое количество волокон и/или заполнителей.

Глиняная штукатурка

Глина — продукт многотысячелетней эрозии горных пород (особенно полевого шпата) и отложения очень мелких частиц, часто на дне древних озер. Иногда отложения глины образуются на материнских породах или рядом с ними и являются относительно чистыми – их называют первичными глинами. Чаще они переносятся водой и откладываются далеко на дне древних озер, где они обычно представляют собой смесь многих минералов — их называют вторичными глинами. Глина в основном состоит из минерального каолинита (Al ₂ O ₃ •2SiO ₂ •2H ₂ O), но с широким диапазоном содержания алюминатов и силикатов, а также оксидов железа, кальция, магния и многих других соединений/примесей. Но это мало что говорит нам о том, что такое глина на самом деле — это невероятно мелкие частицы, которые обычно сплющены в миниатюрные пластинки. Именно взаимодействие этих пластинок придает глине ее свойства.

Пластинки легко смазываются слоем воды, так что они очень сильно слипаются, но при этом легко скользят друг по другу, что делает глину чрезвычайно пластичной и податливой во влажном состоянии, но довольно твердой при высыхании, и этот смазывающий слой ушел. Глины различаются по размеру частиц, и, как правило, глины с очень мелкими частицами обладают высокой пластичностью и высокой прочностью, поскольку глина обладает большой связующей способностью. К сожалению, это идет рука об руку с более высокими показателями усадки. Наиболее ярким примером этого является бентонитовая глина, которая имеет такой мелкий размер частиц, что ведет себя совершенно иначе, чем другие глины. Бентонит обычно в 10 раз тоньше, чем любая другая глина; он может иметь площадь поверхности почти 1000 квадратных метров на грамм. Очень высокие показатели усадки, высокая пластичность и чрезвычайно низкая проницаемость делают бентонит совершенно непригодным для использования в натуральных штукатурках.

С другой стороны, если вы используете гончарную глину, вы, вероятно, захотите использовать одну из самых пластичных гончарных глин, шариковую глину, которая отлично подходит для смешивания с большим количеством заполнителей и волокон для получения прочного базового покрытия. который можно укладывать довольно толсто на стену. Каолиновые глины, которые гораздо менее пластичны, часто используются в тонких отделочных штукатурках из-за желаемого белого цвета и очень низкого содержания кремнезема — очень важно понимать, что большинство глин содержат значительное количество кремнезема , поэтому дышать пылью не безопаснее, чем портландцементной пылью. Глины с низкой пластичностью (называемые короткими глинами) скорее ломаются, чем изгибаются во влажном состоянии, и, вообще говоря, менее желательны для штукатурки (но это правило часто нарушается). Однако, когда вы используете глину, выкопанную на месте, она редко бывает такой чистой — вас больше всего беспокоит соотношение глины и неглинистых элементов в почве

Если вы ищете рецепты глиняных штукатурок, вам Я хочу получить эту книгу

Оценка типов почвы

Наиболее важным свойством вашей почвы при ее оценке на наличие гипса является содержание глины. В идеале грунты, используемые в земляных штукатурках, должны содержать 20-30% глины или более. Можно сделать хорошую штукатурку даже при содержании глины в почве всего 10-20%, но будьте осторожны, особенно в нижней части, потому что ваша штукатурка будет слабее. Частицы, которые немного больше, чем глина, называются илом, который часто принимают за глину, потому что он имеет такое же скользкое ощущение во влажном состоянии, однако ему не хватает связующих свойств. Ил может быть как безвредным, так и очень вредным для гипса, в зависимости от его количества. Как правило, она должна составлять менее 1/4 содержания глины в вашей почве, поэтому, если содержание глины составляет 20%, максимальное количество ила должно составлять 5%; больше, чем это, и есть вероятность отказа гипса. Штукатурщики, безусловно, нарушат это правило, но будьте осторожны и сделайте много образцов. Вы должны стремиться использовать наилучшую почву для своей штукатурки, даже если это означает, что ее придется доставлять грузовиком или использовать глину в мешках – штукатурка дома стоит тысячи долларов, поэтому если вы собираетесь экспериментировать, делайте это на сарае.

Есть несколько способов проверить почву, вы должны использовать их все и сравнить результаты. Возможно, вы захотите сравнить почву из нескольких разных мест на вашем участке, так как иногда она может меняться на коротких расстояниях.

Ленточный тест

Слепите шар из пластичной глины, который не будет ни слишком влажным, ни слишком сухим; сожмите его между большим и указательным пальцами, чтобы получилась лента толщиной около 1/8 дюйма (2–3 мм) и шириной менее ½ дюйма (около 1 см). Продолжайте выталкивать ленту, чтобы увидеть, как долго вы сможете ее растянуть, прежде чем она порвется. Минимум 1 ½ дюйма (40 см) обычно означает не менее 20% глины, но на всякий случай было бы хорошо иметь ленту вдвое большей длины. Оцените ощущения при сжатии: на ощупь она гладкая и пластичная, чувствуете ли вы в ней песчинки? Песок мелкий или крупный, острый или округлый? Затем проведите тест в банке, чтобы получить еще более подробную информацию о вашей почве.

Баночный тест на текстуру почвы

Баночный тест

Тест в сосуде — довольно точный и простой способ определить тип почвы, но он требует времени, потому что глине может потребоваться до недели, чтобы раствориться в суспензии. Для этого теста подойдет любая банка, но подойдет и литровая банка. Заполните банку почвой не более чем на 1/3, затем долейте воды как минимум на ¾ (оставьте достаточно места для воздуха, чтобы хорошо встряхнуть). При желании вы можете добавить немного моющего средства или соли, чтобы помочь рассеять частицы глины. Хорошо встряхните банку, пока не почувствуете, что все комки почвы распались. Если вы не используете диспергатор, вы, вероятно, захотите оставить его на день или больше, а затем снова встряхнуть. Обратите внимание, что его следует встряхивать, а не перемешивать; завихрение немного снижает точность. Держите под рукой таймер (с будильником) и перманентный маркер. Встряхните в течение нескольких минут; запустить таймер, когда вы перестанете трястись. Через 40 секунд вся песчаная составляющая почвы осядет – отметьте этот уровень на стенке банки. Через 1-2 часа весь ил осядет, отметьте еще одну линию на этом уровне. Подождите, пока вода не станет прозрачной (до недели), после чего вся или почти вся глина осядет. Измерьте высоту каждого слоя и разделите ее на общую высоту, чтобы получить процент от объема почвы. Измерение глины будет немного завышено, потому что глина со временем продолжает уплотняться, а тем более при высыхании. Для большей точности вы можете осторожно зачерпнуть большую часть оставшейся воды и оставить банку испаряться на солнце в течение нескольких дней. Для некоторых почв тест в банке работает очень хорошо, для других может быть сложно отличить ил от глины. Используйте все три теста, а затем посмотрите, как это работает на тестовых партиях гипса.

Обработка почвы для использования в штукатурке может быть более липкой, чем вы думаете — мы подробно описали один метод в нашем последнем сообщении в блоге, а также несколько методов в нашей книге Essential Natural Plasters.

Глиняные штукатурки — это весело, но из-за различных свойств почвы, волокон и заполнителей это больше похоже на искусство, чем на науку. Очень богатые глиной почвы часто можно рассматривать в рецепте так, как если бы они были чистой глиной, даже если они могут содержать 10-20% или более песка и ила. исключение). В разных регионах также могут быть очень разные глинистые почвы, что немного усложняет обмен знаниями. Всегда делайте тесты!

Гипс

Гипс — одна из старейших штукатурок, а поскольку для получения связующего вещества его можно варить при температуре до 350 градусов по Фаренгейту, он фактически является одним из самых экологичных. Гипс — это мягкий, довольно распространенный минерал, который образуется при взаимодействии серной кислоты (обычно из вулканов) с известняком. Он переносится в растворе и слоями откладывается на морском дне и со временем превращается в мягкий камень, который мы сейчас добываем.

Гипсовый цикл

Химически гипс представляет собой водный сульфат кальция (CaSO ₄ ·2H ₂ O), но при приготовлении при температурах, используемых для приготовления запеканки, три четверти химически связанной воды удаляются, образуя 2CaSO ₄ .H ₂ O, который формовочный гипс (гипс) или калибровочный гипс – последний химически идентичен, но имеет более грубый помол, чтобы замедлить время схватывания. Это наиболее распространенная форма гипсовой штукатурки и действительно единственная, которая легкодоступна в Северной Америке, и ее нельзя использовать там, где есть воздействие погоды или влаги.

Однако, если гипс варится при температуре 850 градусов по Фаренгейту, оставшаяся вода удаляется и образуется безводный гипс (CaSO ₄ ), из которого получается очень прочный гипс, который затвердевает относительно медленно. Безводный гипс, также называемый обожженным гипсом, может использоваться в качестве наружной штукатурки со сроком службы более 100 лет, и исторически он довольно часто использовался во Франции и Бельгии.

В Северной Америке гипс практически не используется в естественных строительных работах, однако он, безусловно, может играть более важную роль в качестве внутренней штукатурки, будь то сам по себе или в смеси с земляными или известковыми штукатурками. Уникальными свойствами гипса являются очень быстрое время схватывания (от десятков минут до часов) и то, что при отверждении он набухает, а не сжимается. Таким образом, он может ускорить время схватывания штукатурки и уменьшить растрескивание, и его можно использовать с добавлением песка или волокна или без них. Гипсовые штукатурки также обладают относительно высокой проницаемостью, хотя и не такой хорошей, как земляные штукатурки. В то время как многие изделия из гипсокартона содержат гипс, чистую гипсовую штукатурку, возможно, придется заказывать в качестве специального товара, и она будет продаваться как формовочная штукатурка (очень быстро схватывается) или калибровочная штукатурка (медленнее схватывается).

Многих растворов для гипсокартона лучше избегать, так как они обычно содержат токсичные соединения – продукты для гипсокартона с установленным сроком действия обычно более естественны, чем без него. Шовный герметик, который затвердевает при сушке (а не схватывании), не содержит гипса и обычно является синтетическим. Сам по себе гипсокартон, возможно, гораздо менее экологичен, чем большинство гипсовых штукатурок, потому что гипс, используемый для производства гипсокартона, обычно является побочным продуктом борьбы с загрязнением на угольных электростанциях. На переработку этого промышленного гипса уходит много энергии, и, кроме того, он может содержать тяжелые металлы или другие токсины. Доступны переработанные, а также очищающие от токсинов гипсокартонные панели.

Как гипсокартон, так и гипсовая штукатурка обладают сильным огнезащитным эффектом, поскольку при нагревании выделяют пар, и могут играть важную роль в качестве противопожарного барьера (даже в большей степени, чем другие натуральные штукатурки).

Известь

Известь использовалась в строительстве не менее 9000 лет. Самое раннее известное использование негашеной извести – это полы и штукатурки на Ближнем Востоке; впоследствии это широко использовалось в греческой и римской архитектуре.

The Lime Cycle

На сегодняшний день это самое важное из натуральных вяжущих из-за баланса устойчивости к атмосферным воздействиям, проницаемости, прочности и гибкости. Известь, возможно, является наиболее сбалансированной из натуральных штукатурок, а также хорошо работает в сочетании с другими вяжущими. Известь производится из известняка, который представляет собой осадочный камень, созданный из скелетных останков морских организмов — проще говоря, из морских ракушек, накапливающихся и уплотняющихся в течение геологического времени. Известняк, имеющий химическую формулу CaCO 9.0110 3 , нагревается в печах для обжига извести не менее чем до 900 градусов Цельсия (1500 градусов по Фаренгейту), при этом выделяется CO ₂ и остается высокореактивный оксид кальция (CaO) или негашеная известь. Это, в свою очередь, довольно бурно реагирует с водой с образованием гашеной извести (Ca(OH) ₂ ), которая может быть либо сухой гидратной, либо известковой замазкой, которую мы используем для штукатурки. Это становится немного сложнее, потому что примеси в известняке могут резко изменить свойства извести, используемой в штукатурке. Эти изменения иногда могут быть весьма полезными, поскольку они создают гидравлическую известь и природный цемент, но об этом позже.

Как мы уже упоминали, известь является хорошо сбалансированным вяжущим. Его проницаемость меньше, чем у глины, но все же достаточно хороша, чтобы хорошо работать с естественными постройками. Он относительно прочен, но все же достаточно гибок, чтобы двигаться вместе с естественными постройками, и имеет довольно мало трещин. Самым большим недостатком является то, что с ним может быть привередливо работать — ему нравится погода, которая «не слишком жаркая, не слишком холодная, но в самый раз». Его также необходимо защищать от солнца и ветра и регулярно опрыскивать после нанесения в течение недели или более.

Обожженная известковая штукатурка

Гашеная известь должна сохнуть медленно в течение нескольких дней, а затем в последующие недели она выиграет от многочисленных циклов смачивания и высыхания, поскольку для отверждения требуется сочетание влаги и углекислого газа из воздуха. . Хотя это случается редко, чрезмерное смачивание известковой штукатурки так, чтобы она никогда не высыхала в течение первых нескольких недель, может замедлить карбонизацию и нанести вред. Гораздо более распространенным является слишком быстрое высыхание известковой штукатурки, что также прерывает карбонизацию и оставляет штукатурку слабой и известковой, когда происходит карбонизация.

Когда известняк, содержащий примеси, сжигается для получения извести, может образовываться природная гидравлическая известь (NHL). Примеси вступают в реакцию с известью и придают ей гидравлическое схватывание, что означает, что она начнет схватываться, как только будет добавлена ​​вода, даже в отсутствие воздуха (гашеная известь, напротив, может быть смешана с замазкой, которая будет храниться неопределенно долго, если ее покрыть с водой). Преимущества набора заключаются в том, что натуральная гидравлическая известь (НГЛ) затвердевает в течение нескольких дней, а не недель, а полученная штукатурка становится немного более твердой и менее пористой и гораздо быстрее выдерживает замораживание.

Доступны NHL 2, 3.5 или 5, причем NHL 5 является наиболее гидравлическим (реагирующим с водой), NHL 2 — наименее. Основными недостатками гидравлического набора являются несколько меньшая паропроницаемость, а также штукатурка менее удобна в обработке (она не такая липкая и кремообразная, как гашеная известь – это особенно заметно у НХЛ 5). Также стоимость – НХЛ часто импортируется из Европы. Это может стать препятствием для натуральных строителей, которые верят в использование местных материалов, но если это означает отказ от портландцемента (например, для штукатурки в конце сезона), это большой плюс.

Если натуральную гидравлическую известь трудно достать на месте, ее можно получить путем добавления примесей в гашеную известь. Они называются пуццоланом и обычно включают кирпичную пыль или другую обожженную глину или определенные виды пепла (особенно вулканического пепла).

Известковые штукатурки, как правило, несколько пористые, пропускают влагу, но препятствуют ее выделению в большей степени, чем земляные штукатурки. Паропроницаемые краски или другие герметики могут иметь важное значение по сравнению с известковыми штукатурками, особенно на достаточно открытых участках. Известь также необходимо наносить относительно тонкими слоями (безопасно 3/8 дюйма), поэтому может потребоваться три или более слоев, чтобы выровнять стены некоторых соломенных тюков.

Если вы ищете рецепты известковых штукатурок, вам понадобится наша книга.

Цемент

Наконец, есть цемент, который является ругательным словом в строительных кругах. Натуральный цемент возникает в результате очень специфических (алюминатных) примесей в извести, портландцемент же, напротив, представляет собой искусственно созданный цемент. Натуральный цемент можно использовать почти взаимозаменяемо с портландцементом, за исключением того, что он имеет очень быстрое время схватывания, которое можно частично регулировать с помощью замедлителей. Портландцемент имеет более высокую воплощенную энергию, содержит больше токсинов, чем натуральный цемент, но, тем не менее, более широко используется для оштукатуривания природных зданий из-за его низкой стоимости, доступности и контролируемого времени схватывания. Поэтому, когда мы говорим о цементе, мы обычно имеем в виду портландцемент, несмотря на то, что он изготовлен таким образом, что исключает возможность того, что он является «натуральным» гипсом.

Эта штукатурка состоит из 2 извести: 1 цемента: 9 песка

Цементные штукатурки очень прочны, но склонны к растрескиванию и имеют низкую проницаемость. Чистый портландцемент обладает такой низкой проницаемостью, что практически гарантирует гниение в природных материалах, с которыми он связан, но при смешивании с известью не менее 1:1 для получения цементно-известкового вяжущего он может иметь ограниченное применение в естественном строительстве, хотя это является спорным. Для природных зданий я бы почти всегда рекомендовал чистую известково-песчаную штукатурку вместо цементно-известково-песчаной. Во-первых, известь гораздо меньше растрескивается, поэтому требует меньше обслуживания и меньше вероятности проникновения воды в ваши стены. Если вы планируете использовать портланд, минимальное количество извести составляет 1 известь: 1 портланд: 6 песка, максимальное количество извести — 2 извести: 1 портланд: 9. песок (см. «Строительство с известью: практическое введение» стр. 121 и Основные натуральные штукатурки)

И, наконец,

Теперь прочитайте эссе Патрика Уэбба о смешивании натуральных вяжущих материалов. Отдельное спасибо Патрику за некоторую информацию, особенно о гипсе.

Чтобы узнать больше о натуральных штукатурках, купите нашу книгу Основные натуральные штукатурки  , в которой содержится много информации о материалах, технологиях и множестве рецептов натуральных штукатурок.

Модифицированное гипсовое вяжущее для штукатурных систем

[1] М.Б. Х. Кодзоев, С.Л. Исаченко, С.А. Косарев, А.В. Басова, А.В. Скворцов, М.О. Асаматдинов, А.Д. Жуков, Модифицированное гипсовое вяжущее, MATEC Web of Conferences 170 03022 (2018). DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201817003022.

DOI: 10. 1051/matecconf/201817003022

Академия Google

[2] Б.М. Румянцев, А.Д. Жуков, Т.В. Смирнова, Энергоэффективность и методология создания теплоизоляционных материалов, Интернет-вестник ВолгГАСУ. 3 (23) (2014) 3.

Академия Google

[3] Асаматдинов М., Шокодко Э., Ушаков А., Бессонов И., Козлов С., Жуков А. Состав и реологические характеристики штукатурных смесей, 02006 Опубликовано на сайте: 29Май (2019 г.) E3S Web of Conf. ФОРМА-2019 97 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199702006.

DOI: 10. 1051/e3sconf/20199702006

Академия Google

[4] В.Ф. Коровяков, Перспективы применения водостойких гипсовых вяжущих в современном строительстве, Материалы Всероссийского семинара «Повышение эффективности производства и использования гипсовых материалов и изделий», РААСН, Москва, апрель 2002 г., стр. 51-56.

Академия Google

[5] И.В. Бессонов, Гипсовые материалы нового поколения для отделки фасадов зданий, Материалы Всероссийского семинара по повышению эффективности производства и использования гипсовых материалов и изделий, РААСН, Москва, апрель 2002 г. , с.82–87.

Академия Google

[6] А.Д. Жуков, А.М. Орлова, Т.А. Наумова, Т.П. Никушкина, А.А. Майорова, Экологические аспекты формирования теплоизоляционной оболочки зданий, Научное обозрение. 7 (2015) 209-212.

Академия Google

[7] В.И. Теличенко, Д.В. Орешкин, Материаловедческие аспекты геоэкологической и экологической безопасности в строительстве, Экология урбанизированных территорий. 2 (2015) 31-33.

Академия Google

[8] Р. Делиньер, Дж. Э. Обер, Ф. Рожа и М. Гаск-Барбье, Физические, минералогические и механические характеристики готовой глиняной штукатурки, Строительство и окружающая среда. 80 (2014) 11-17.

DOI: 10.1016/j.buildenv.2014.05.012

Академия Google

[9] Павляк М. В. Влияние состава гипсовой штукатурки на ее технологические свойства // Архив литейного дела. 10, 4 (2010) 55-60.

Академия Google

[10] Д. Э. Каэтано, Разработка составов гипсовых смесей для аддитивного производства, проектирование материалов и их применение, Springer, Cham (2017) 257-277.

Академия Google

[11] М.О. Асаматдинов, А.А. Медведев, А.Д. Жуков, Е.В. Зарманян, А.И. Посеренин, Моделирование состава экологически безопасного глино-гипсового вяжущего, MATEC Web of Conferences DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201819303045.

DOI: 10.1051/matecconf/201819303045

Академия Google

[12] Э. Р. Пятаев, А.А. Медведев, А.И. Посеренин, М.А. Бурцева, Е.А. Медникова и В.М. Мухаметзянов, Теоретические основы создания ячеистых бетонов с использованием вторичного сырья и дисперсной арматуры, IPICSE DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201825101012.

DOI: 10.1051/matecconf/201825101012

Академия Google

[13] Жуков А., Шокодко Е. Математические методы оптимизации технологий строительных материалов // Попович З., Манаков А., Брескич В. (ред.), VIII Международный научный Сибирский транспортный форум, TransSiberia 2019, Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений 1116 413-421. DOI: https://doi. org/10.1007/978-3-030-37919-3_40.

DOI: 10.1007/978-3-030-37919-3_40

Академия Google

[14] А.Д. Жуков, В.Ф. Коровяков, Т.А. Наумова, М.О. Асаматдинов, Смеси штукатурные на основе глины и гипса, Научное обозрение. 10 2 (2015) 98–101.

Академия Google

[15] А.Д. Жуков, В.Ф. Коровяков, М.О. Асаматдинов, А.С. Чкунин, Модифицированные гипсовые мергелевые вяжущие, Научное обозрение. 7 (2016) 86–90.

Google Scholar

[16] А.Д. Жуков, В.Ф. Коровяков, М.О. Асаматдинов, Кинетика тепловыделения глино-гипсового вяжущего, Инновации в жизни. 1 (20) (2017) 104–113.

Академия Google

[17] Кондратьева Н., Барре М., Гутенуар Ф., Саницкий М. Исследование модифицированного гипсового вяжущего // Строительство и строительные материалы. 149(2017) 535-542.

DOI: 10.1016/j. conbuildmat.2017.05.140

Академия Google

[18] Л. Рандаццо, Г. Монтана, А. Хайн, А. Кастилья, Г. Родоно и Д.И. Донато, Влагопоглощение, теплопроводность и снижение шума штукатурок на глиняной основе: влияние минералогических и текстурных характеристик, Прикладная наука о глине. 132 (2016) 498-507.

DOI: 10.1016/j.clay.2016.07.021

Академия Google

[19] В.Е. Абсиметов, Е.