Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Гипсовый бетон (гипсобетон)

Бетон – один из самых востребованных материалов в современном мире. Как правило, строители – профессионалы и любители – имеют дело с материалом, который производится на основе цемента. Но это далеко не единственный вид бетона.

В этой статье мы поговорим о том, что из себя представляет и как производится такой строительный материал как гипсобетон. Мы рассмотрим его особенности, виды и свойства. Также мы поговорим о том, в каких работах используется эта разновидность и как она была создана.

Гипсобетонные блоки
Производство гипсоплит
Гипсобетонный блок
Полка из гипсобетона

Состав гипсобетона

Любой бетон – это сложный композитный материал.

В состав гипсобетонной смеси входят:

  • Связующее вещество – гипс и вода
  • Заполнители
  • Добавки

Давайте остановимся на каждом компоненте подробнее.

Вяжущее вещество

Роль «клея», скрепляющего между собой частицы заполнителя, в этом материале выполняет гипс. Это одно из древнейших вяжущих веществ, которое активно применялось в строительстве задолго до изобретения современного цемента. Сырьем для него служит одноименный осадочный минерал. Его основу составляет дигидрат сульфата кальция (CaSO4•2H2O), который еще называют двуводным гипсом.

Для того, чтобы превратить этот минерал в вяжущее вещество, его подвергают специальной обработке. Суть ее такова: природный гипс обжигают, в результате чего из него испаряется вода – происходит дегидратация. На выходе образуется полугидрат сульфата кальция (CaSO4•0,5H2O) или безводный сульфат кальция СаSO4. Полученное вещество тонко перемалывают и получают порошок белого цвета, похожий на муку.

Если к этому порошку добавить воду, то запустится обратная реакция гидратации. Сначала образуется гипсовое тесто – вязкая и пластичная масса, которой можно придавать различную форму. Через некоторое время раствор начинает кристаллизоваться и твердеть. Процесс этот протекает намного быстрее, чем при использовании цемента.

Выделяют такие виды гипсовых вяжущих:

  • Низкообжиговые (полуводный гипс)
    Они получаются в результате обжига гипса при температуре 110-160°С. Эти вяжущие очень быстро схватываются и твердеют. Именно к этой группе относятся строительный и высокопрочный гипс, которые используют при производстве гипсобетонных блоков и других изделий.
  • Высокообжиговые (ангидритовые вяжущие, безводный гипс)
    Для их производства природный гипс обрабатывают при температуре 800-950°С. Высокообжиговый гипс при смешивании с водой твердеет медленно. Иногда на полный набор прочности ему требуется 28 суток – совсем как цементу. Такие вяжущие используют в основном в кладочных, штукатурных и стяжечных растворах.
  • Смешанные
    Поскольку гипс сам не имеет хороших механических характеристик, для производства высокопрочного гипсобетона к нему часто добавляют портландцемент.

К последней группе относится гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ), на основе которого часто замешивают гипсобетон для более ответственных работ.

В его состав входят:

  • Гипс – 50-70%
  • Портландцемент М300-М400 – 15-25%
  • Стабилизирующая пуццолановая добавка (диатомит, трепел и прочие) – 10-25%

Такое вяжущее как бы сочетает в себе преимущества гипса и цемента. Оно имеет повышенную водостойкость и прочность, но при этом быстро схватывается и твердеет.

Заполнители

Заполнитель в бетоне играет роль жесткого остова, который увеличивает прочность камня и снижает его усадку при затвердевании. В гипсобетоне эту функцию могут выполнять как минеральные, так и органические материалы.

В качестве минеральных заполнителей используются, как правило, пористые материалы природного и искусственного происхождения.

К ним относятся:

Добавлять в гипсобетонную смесь щебенку и гравий из плотных горных пород зачастую нецелесообразно. Во-первых, такие заполнители имеют плохое сцепление с гипсовым вяжущим. Во-вторых, даже самые прочные виды гипсобетона по характеристикам уступают цементобетону. Зато в сочетании с пористыми заполнителями из первого получается неплохой тепло- и звукоизоляционный материал.

Кроме того, для производства гипсобетона и изделий из него часто используются органические заполнители.

Их роль могут выполнять:

  • Древесные опилки и стружка
  • Солома
  • Костра – продукт обработки льна и конопли для текстильной промышленности
  • Целлюлоза
  • Торф
  • Измельченные стебли камыша

Они отличаются небольшой плотностью, за счет чего бетон получается очень легким. По прочности и жесткости он уступает материалу на минеральных заполнителях, но имеет хорошие изоляционные качества.

Добавки

Строго говоря, добавки не являются обязательным компонентом бетона. Но из-за особенностей гипсового вяжущего они вводятся практически всегда.

Наиболее часто применяются такие присадки:

  • Замедляющие твердение
    Как мы уже отмечали, гипс схватывается очень быстро – иногда за считанные минуты. Если вы не успеете использовать готовую смесь за это время, то ее придется выбросить. Чтобы это предотвратить, в состав вводятся вещества, которые замедляют этот процесс и продлевают «жизнь» раствора в жидком состоянии.
  • Пластифицирующие
    Снижение доли воды в гипсобетоне позволяет увеличить его прочность. Но сама смесь при этом становится жесткой и неподатливой, с ней неудобно работать. В качестве компенсации вводятся добавки-пластификаторы, которые придают материалу нужную текучесть.
  • Водоудерживающие
    Это стабилизирующие присадки, которые обеспечивают однородность готовой гипсобетонной смеси и предотвращают выделение из нее воды.
  • Гидрофобизирующие
    Гипс боится воды и при регулярном увлажнении начинает разрушаться. Поэтому сфера его применения ограничена. Чтобы нивелировать этот недостаток, в состав можно внести специальные водоотталкивающие вещества.
  • Воздухововлекающие
    За счет этих добавок в толще бетона образуются пузырьки воздуха, которые снижают его плотность и теплопроводность. Они необходимы в первую очередь при производстве изоляционных материалов.
  • Целлюлозные волокна
    Они армируют гипсобетонные изделия, снижая их усадку при твердении и улучшая стойкость к образованию трещин.

Конечно, это далеко не полный перечень присадок, которые можно добавлять в бетон. Если вам интересно узнать больше, ознакомьтесь с нашей статьей Виды добавок для бетона.

Производство гипсобетона и гипсобетонных изделий

Гипсовые вяжущие отличаются от цемента скоростью затвердевания. Уже через 10-30 минут после заливки гипсобетон теряет пластичность и схватывается. Поэтому в строительных работах чаще используют готовые изделия из него, произведенные на заводе.

К ним относятся:

  • Стеновые блоки
  • Вентиляционные блоки
  • Перегородочные панели и плиты
  • Панели для основания пола
  • Теплоизоляционные плиты
  • Изделия для перекрытия
  • Облицовочные изделия
  • Архитектурные и декоративные элементы

Строителям остается только обрезать их до нужных размеров (при необходимости) и смонтировать, используя кладочные гипсовые растворы.

Производство гипсобетонных изделий включает в себя такие этапы:

  1. Сначала компоненты смеси дозируют в соответствии с рецептурой. Их соотношение подбирается под конкретный вид работ. Например, для увеличения прочности изделия необходимо уменьшить количество воды, а для литья декоративных элементов – наоборот, увеличить.
  2. Затем сухие компоненты (гипсовый порошок и заполнители) смешивают в специальной установке.
  3. В гипсобетоносмеситель заливают воду и засыпают сухую смесь, непрерывно перемешивая. Это необходимо для того, чтобы в гипсовом тесте не образовывались комки.
  4. Готовая гипсобетонная смесь заливается в формы слоями по 15-20 см, каждый из которых уплотняется при помощи вибрации или трамбовки. Плоские плиты и панели обычно производятся на прокатных станках.
  5. Через 30-60 минут гипс схватывается и начинает твердеть. Изделия извлекают из форм или снимают со станка и доводят до готовности в сушильных камерах. Этот этап может занимать от нескольких часов до суток.

После этого готовые гипсобетонные изделия поступают на склад или отправляются на объект заказчика. Также в строительных работах могут использовать саму гипсобетонную смесь. Как правило, она готовится в бетономешалках прямо на объекте, потому что везти материал с завода – слишком долго.

Производство гипсоплит
Производство гипсоплит

В продолжении статьи мы подробнее остановимся на особенностях этого материала.

Плюсы и минусы гипсобетона

Несмотря на схожее название, гипсобетон заметно отличается от «обычного» (цементного) бетона. Он имеет как преимущества, так и недостатки.

К плюсам гипсобетона можно отнести:

  • Высокую пластичность смеси
    Ей можно придать практически любую форму.
  • Быстрое твердение
    В среднем гипсобетонная масса схватывается за 30-60 минут, а окончательно затвердевает за 5-7 суток. В то же время цементобетону для набора проектной прочности требуется около месяца.
  • Низкий удельный вес
    В зависимости от вида материал относится к легким и особо легким бетонам. Его использование позволяет облегчить постройку и снизить нагрузку на несущие конструкции. Именно поэтому гипсобетонные перегородки пользуются популярностью при строительстве многоэтажных домов.
  • Хорошие изоляционные свойства
    Поскольку гипсобетон менее плотный, чем цементобетон, он имеет низкую теплопроводность и лучше задерживает тепло в помещении или комнате.
  • Высокую паропроницаемость
    Это позволяет излишкам влаги покидать помещение через стены, за счет чего оно остается сухим.
  • Легкость обработки
    Гипсобетонные плиты легко режутся болгаркой и специальными ножовками, а отверстия в перегородках из этого материала можно просверлить обычным сверлом по металлу.
  • Пожаробезопасность
    Этот материал не горит и не дымится даже в присутствии открытого источника огня. Более того – при высоких температурах вода в составе гипса испаряется и несколько замедляет распространение пламени.
  • Безопасность
    В состав гипсобетона входят инертные материалы, которые не выделяют вредных веществ в воздух.

Тем не менее, у любого строительного материала наряду с достоинствами есть и недостатки.

Гипсобетон уступает цементобетону по таким критериям:

  • Прочность
    Здесь материал не может похвастаться отличными показателями. Поэтому из него не возводят несущие конструкции.
  • Водостойкость
    В отличие от цемента, которому вода не страшна, затвердевший гипс при постоянном увлажнении теряет прочность и разрушается. Поэтому его не используют для внешних отделочных работ и в помещениях с влажностью выше 60%.
  • Морозостойкость
    Гипсобетон – материал достаточно пористый, и внутри него может скапливаться влага. При отрицательных температурах она замерзает и расширяется, из-за чего материал со временем трескается.
  • Ползучесть
    При постоянных высоких нагрузках гипсобетон необратимо деформируется.
  • Коррозионная активность
    Поскольку в составе гипса есть свободные молекулы воды, этот материал не пригоден для производства ЖБИ с металлической арматурой.

Естественно, эти минусы не перевешивают полностью все те преимущества, которые мы перечислили ранее. Но о них необходимо знать, чтобы с умом подходить к выбору материала для конкретных работ.

В продолжении статьи мы подробнее рассмотрим виды и свойства гипсобетона.

Виды гипсобетона

В различных ГОСТах и СНиПах используется множество классификаций бетонов. Со всеми из них вы можете ознакомиться в статье Виды бетона. Здесь же мы рассмотрим только те, которые актуальны для конкретного материала.

Гипсобетон можно поделить на разновидности по:

  • Назначению
  • Структуре
  • Виду вяжущего
  • Средней плотности
  • Условиям уплотнения

Давайте остановимся на каждой классификации подробнее.

По назначению

Это одна из самых важных классификаций. Именно от нее в первую очередь зависит сфера применения материала.

Гипсобетон может быть:

  • Конструкционным (строительным)
    Это материал для возведения строительных конструкций и зданий. Для него в первую очередь важны механические свойства: прочность на сжатие и изгиб, усадка, деформативность. Если вы хотите использовать гипсобетонные блоки для возведения небольшой хозяйственной постройки, то вам нужна именно эта разновидность.
  • Функциональным
    Для такого бетона не столь важна прочность, сколько другие характеристики. Они зависят от конкретных условий эксплуатации. Например, для заливки утепляющего слоя между рядами кирпичной кладки необходим гипсобетон с минимальным показателем теплопроводности. А смесь для изготовления декоративных элементов должна иметь равномерный белый цвет.
  • Конструкционно-функциональным
    Такой гипсобетон должен отвечать требованиям как по механическим, так и по другим функциональным параметрам. Например, панели для пола и перегородочные плиты должны одновременно быть прочными и иметь хорошие изоляционные свойства.

Узнать, какие еще бывают разновидности бетона по этому признаку, вы можете в статье Виды бетона по назначению.

По структуре

Это деление характеризует соотношение воздуха и твердого вещества в составе бетонного камня.

Выделяют такие основные виды гипсобетона:

  • Поризованный
    Он производится с использованием воздухововлекающих добавок, за счет которых в толще гипса образуются воздушные пустоты. Содержание воздуха в таком материале составляет не менее 7% и может достигать 25%.
  • Ячеистый
    Этот вид производится без использования крупных заполнителей, на песке или других материалах с размером частиц не более 5 мм. За счет особой технологии производства в его толще образуются пузырьки воздуха до 3 мм в диаметре.

Существуют также плотные и крупнопористые гипсобетоны, но на практике они практически не используются. Подробнее узнать об этих видах вы можете в статье Виды бетона по структуре.

Кроме того, ячеистые бетоны тоже делятся на подвиды – в зависимости от способа порообразования.

Они могут быть двух видов:

  • Газогипсобетон
    Он производится с использованием алюминиевой пудры в качестве добавки. Она вступает в реакцию с другими компонентами раствора с выделением газа (водорода), за счет чего масса вспучивается.
  • Пеногипсобетон
    В этом случае поры образуются методом добавления в готовый состав плотной пены, пузырьки которой наполнены воздухом.

Здесь мы не будем подробно рассматривать технологию производства этих материалов. Если вам интересно узнать о них больше, ознакомьтесь со статьями Газобетон и Пенобетон.

По виду вяжущего

От качеств вяжущего вещества во многом зависят характеристики любого бетона.

Гипсобетон может производиться на:

  • Неводостойком гипсовом вяжущем (НГВ)
  • Водостойком гипсовом вяжущем (ВГВ)

Для получения ВГВ применяют различные гидрофобизирующие добавки. Если изделия и конструкции из гипсобетона будут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности (более 60%), то необходимо брать именно этот материал.

По средней плотности

Этот показатель важен по двум причинам. Во-первых, он позволяет правильно рассчитать нагрузку на несущие элементы дома или здания. Во-вторых, он тесно связан с изоляционными свойствами. Чем ниже плотность материала, тем лучше он задерживает тепло и звук.

Производятся такие виды гипсобетона:

  • Особо легкие (до 800 кг/м3)
  • Легкие (от 800 до 2000 кг/м3)
  • Тяжелые (от 2000 до 2500 кг/м3)

В бытовом строительстве в основном используют легкие и особо легкие гипсобетоны с пористой структурой.

По условиям уплотнения

Это деление используется при производстве готовых изделий из бетона.

Гипсобетонные смеси могут быть:

  • Литыми
    Это высокоподвижные (текучие) смеси, которые легко заполняют любую форму. Такой эффект может достигаться за счет повышенного содержания воды или внесения пластификаторов. Этот материал особенно удобен при отливке элементов декора.
  • Уплотняемыми
    Для формовки такого гипсобетона применяются вибрация, трамбовка или прокатка. Именно он используется для производства конструкционных гипсобетонных изделий (блоков, плит, панелей и так далее).

Теперь вы имеете представление о том, что такое гипсовый бетон. В следующем разделе мы рассмотрим его основные показатели.

Свойства гипсобетона

При выборе материала для строительных работ важно знать его технические характеристики. Они разнятся от производителя к производителю и зависят от множества факторов: качества гипса и заполнителей, соотношения компонентов, использования добавок и других.

Ниже мы рассмотрим основные свойства гипсобетонов. Обратите внимание: цифры здесь носят усредненный и ориентировочный характер. В вашем регионе может производиться материал качеством как лучше, так и хуже среднего.

При заказе гипсобетона и изделий из него наиболее важны такие показатели:

  • Прочность
    Обычный гипсобетон может иметь класс прочности от В3,5 (марка М50) до B10 (марка M150). Это достаточно низкие показатели. Такой материал можно использовать там, где на него не будут оказываться высокие нагрузки. При добавлении цемента показатель можно увеличить до B20 (марка М250) – такой бетон может, например, выдержать весь одно- или двухэтажного дома.
  • Плотность
    В зависимости от используемого заполнителя она может составлять от 500-800 кг/м3 (пено- и газогипсобетон) до 1000-1600 кг/м3 (обычный гипсобетон).
  • Теплопроводность
    Это главный показатель, на который нужно смотреть при выборе изоляционного материала. Чем ниже, тем лучше. У гипсобетона теплопроводность составляет от 0,1 до 0,47 Вт/м·°С в зависимости от плотности. Для сравнения: средние значения для керамзитобетона на цементе – от 0,14 до 0,66 Вт/м·°С.
  • Водопоглощение
    Этот показатель характеризует количество воды, которое может вобрать в себя материал. У гипсобетона он достаточно высокий: 10-25% у материала на неорганических заполнителях и до 65% – на органических.
  • Морозостойкость
    Эта характеристика напрямую связана с предыдущей. Чем больше воды может накапливать в себе бетон, тем быстрее он будет разрушаться при замораживании. Гипсобетон имеет низкие показатели: от марки F5 (низкая морозостойкость) до F75 (средняя морозостойкость). Это не критично для материала, который используется в отапливаемых помещениях. Но если вы строите дом, в котором не планируете постоянно жить зимой, то лучше обратить внимание на эту характеристику.

Как вы понимаете, от свойств материала зависит, в каких работах его использовать можно, а в каких – нет. Об этом мы и поговорим в продолжении статьи.

Сфера применения гипсобетона

Итак, гипсобетон имеет ряд отличий от привычного нам цементобетона. Соответственно, области их применения тоже будут разными.

Гипсобетон пользуется спросом в:

  • Строительных работах
    Гипсобетонные смеси берут для оштукатуривания и выравнивания стен, возведения монолитных перегородок и ненесущих конструкций, обустройства стяжки пола, а также в качестве теплоизоляционного материала.
  • Производстве готовых изделий
    Как мы уже отмечали, из гипсобетона производят строительные блоки, панели, вентиляционные коробки и напольные плиты. Их использование позволяет значительно сократить сроки строительных работ. Кроме того, многие из них отличаются простотой монтажа, а значит, этим могут заниматься даже люди без специального образования.
  • Производстве мебели
    За счет своей пластичности и небольшого веса гипсобетон отлично подходит для изготовления мебели и других предметов обихода. Из него можно отливать скамьи, столешницы, тумбы, постаменты, барные стойки, полки и многое другое.
  • Декоре
    Гипсобетон – податливый материал, который лучше цементобетона подходит для тонкой работы. Кроме того, он имеет нейтральный белый цвет и легко покрывается краской или эмалью. На его основе производят декоративную штукатурку, создают лепнину, балясины, скульптуры и прочие декоративные элементы.

Подробнее разных способах использования этого материала читайте в нашей статье Применение гипсового бетона.

Теперь вы знаете, что из себя представляет такой строительный материал как гипсобетон. В заключительной части статьи мы подробнее поговорим о том, как он появился и получил широкое распространение.

История применения гипсобетона

Цемент в наше время можно уверенно назвать одним из главных вяжущих веществ в строительстве. Но гипс в этом качестве используется гораздо дольше – еще с древнейших времен.

Использовать природный гипс в качестве строительного клея – часто в сочетании с известью – додумались еще древние египтяне где-то в III веке до нашей эры. Именно он скрепляет блоки, из которых сооружена знаменитая Пирамида Хеопса в Гизе.

Гипсовые стены Митрополичьей церкви в Сирии, первая половина VI века

Свое современное название этот материал получил от древних греков, которые называли его «гипсос» – это слово еще может переводиться как «мел» или «штукатурка». Именно в качестве штукатурки он главным образом и использовался на протяжении истории: от Античности до Нового времени.

А вот изобретение конструкционных материалов на основе гипса относится к недавнему прошлому. В 1894 году двое американских инженеров, Августин Сакетт и Фред Кейн, создали первый прототип гипсокартона. В начале XX века этот материал был доработан и в итоге принял привычный нам вид.

Создание первых гипсобетонных блоков (гипсоблоков) приписывают советскому архитектору Николаю Петровичу Розанову. В период Великой Отечественной войны его эвакуировали из Москвы и отправили в Башкирию, где развернулось активное строительство заводов для снабжения армии. Но в военное время найти нужное количество цемента для производства бетона было сложно. К счастью, как раз в районе Стерлитамака находится одно из крупнейших в России месторождений гипса – Селеукское. Этим Розанов и воспользовался, разработав методику производства стеновых блоков из гипсобетона.

После войны под его руководством строились одно- и двухэтажные дома, которые продемонстрировали прочность и долговечность материала. Изначально хотели даже внедрить новую разработку в строительство многоэтажек. Но дополнительные эксперименты показали, что гипсобетон в таких работах сильно уступает железобетону, поэтому от идеи отказались.

Тем не менее, производство гипсобетонных изделий (панелей, плит, блоков) в СССР было налажено хорошо. Возьмите, например, любой панельный дом 60-90-х годов постройки – межквартирные и межкомнатные перегородки в нем наверняка будут из гипсобетона. Да и современные застройщики часто прибегают к такому варианту.

Однако силу своих недостатков – небольшой прочности, низкой водостойкости – гипсобетон по популярности не смог превзойти цементобетон на рынке строительных материалов. Впрочем, сравнивать эти материалы с точки зрения «лучше – хуже» неправильно. Ведь у каждого из них – своя сфера применения.

Подведем итог.

В состав гипсобетона входят гипс, органические и неорганические заполнители, а также различные добавки. В строительных работах используются в основном готовые заводские изделия из этого материала: стеновые и вентиляционные блоки, плиты, панели, декоративно-архитектурные элементы и прочие. По прочности, водостойкости и морозостойкости он заметно уступает цементобетону. При этом гипсобетон обладает небольшим весом и низкой теплопроводностью. Его используют при возведении перегородок, укладке чернового пола и стяжке пола, обустройстве тепло- и звукоизоляции, в декоративно-отделочных работах и производстве мебели.