Можно ли смешивать гипс и цемент

Гипс и цемент – минеральные вяжущие вещества, из которых изготавливают строительные растворы. Цементные смеси устойчивы к влаге и отрицательной температуре, но долго набирают прочность. Гипсовые составы быстро твердеют, не дают усадку, но не переносят влажную среду. Можно ли смешать материалы, чтобы получить смесь, сочетающую их лучшие характеристики?

Зачем нужен гипс в составе цемента

Цемент давно используется в строительстве. Его изготавливают из известняков и глины путем обжига и измельчения материалов. Характеристики продукта зависят от состава сырья (количества примесей) и тонкости помола. Чистый цемент после добавления воды быстро схватывается в бетонных растворах (за несколько минут). Это не позволяет в рабочем состоянии доставить его на строительную площадку.

Причиной этому является наиболее активный компонент вяжущего вещества – трехкальциевый алюминат 3CaO*AL₂O₃ (C₃A). Для замедления процесса схватывания при измельчении клинкера (гранул, полученных обжигом сырья) в состав вводят природный гипс. Его количество составляет 3-6%. В реакцию с трехкальциевым алюминатом вступает двуводный гипс CaSO₄*2H₂O.

Ее результат – образование гидросульфоалюмината кальция или эттрингита. Это тонкие кристаллы в виде игл, формирующие первичную структуру цементного камня. Добавление гипса регулирует не только скорость схватывания, но и прочностные характеристики. Эттрингит становится армирующим каркасом, а гелеобразные продукты гидратации – связующим и стабилизирующим компонентом.

Когда полезное соседство превращается в разрушающее

При увеличении количества гипса в составе цемента до 10% и более, рост эттрингита происходит в большом объеме. Кристаллическая составляющая цементного камня создает высокое внутреннее напряжение. Это приводит к разрушению. Примером негативного взаимодействия материалов является добавление гипса в цементно-песчаный штукатурный раствор. Такой состав высыхает быстрее, чем смесь на цементе, ускоряется процесс строительных работ. Но через несколько месяцев отделочный слой начинает разрушаться.

Скорость разрушительных процессов зависит от влажности. Вода служит катализатором реакции. В сухом помещении рост кристаллов гидросульфоалюмината кальция происходит медленно. Отделка в таких условиях сохраняется несколько лет, а снаружи трескается и отваливается в течение 3-6 месяцев. Отложенный процесс неконтролируемого увеличения эттрингита называют «цементной бациллой». Он происходит скрыто и владелец дома узнает о проблеме, сталкиваясь с необратимыми дефектами.

На вопрос, можно ли смешивать цемент и гипс самостоятельно? Ответ однозначный – НЕТ. Такой опыт приводит к негативным последствиям.

Гипсоцементно-пуццолановый состав – особые свойства

В результате экспериментов с материалами ученые смогли подобрать составы, в которых цемент и гипс дополняют друг друга. Это гипсоцементно-пуццолановые вяжущие и расширяющиеся цементы. С разрушающим действием эттрингита в них справляются тонкомолотые минеральные добавки, содержащие активный кремнезем. Они могут быть природного и искусственного происхождения.

Активная добавка уменьшает количество свободной извести (гидроксида кальция) в гипсо-цементном растворе, связывая ее до состояния гидросиликата. В такой среде вместо высокоосновного гидросульфоалюмината кальция (эттрингита), значительно увеличивающегося в объеме, образуется его низкоосновной аналог, не оказывающий опасного воздействия.

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) имеет в своем составе компоненты вулканического и осадочного происхождения (трепел, диатомит, опока). Процентное соотношение вяжущего:

• гипс – 50-75%;
• портландцемент или шлакопортландцемент – 15-25%;
• пуццолановая добавка – 10-25%.

Количество добавки зависит от ее активности и рассчитывается по специальной производственной схеме на заводе.

Такой материал отличается влагостойкостью, быстрым набором прочности, сульфатостойкостью. Он превосходит растворы на цементе по огнестойкости, имеет улучшенные свойства тепло и звукоизоляции. Характеристики ГЦПВ:

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее получают, вводя портландцемент и минеральную добавку в гипс на стадии производства. Второй способ – смешать молотый природный гипсовый камень с пуццолановым портландцементом.

Из ГЦПВ изготавливают санитарно-технические кабины, вентиляционные блоки, сухие строительные смеси. По ГОСТ 9574-2018 производятся гипсоцементные панели для перегородок.

Расширяющиеся цементы

Если ГЦПВ являются материалами на основе гипсового вяжущего, то расширяющиеся цементы изготавливают на основе глиноземистого цемента. В их составе бывает от 20% до 30% гипса. Расширяющиеся бетонные смеси характеризуются отсутствием усадки или небольшим увеличением размеров, а также повышенной плотностью и водонепроницаемостью. Их используют для гидроизоляции фундаментов, резервуаров, тоннелей, стыков конструкций.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент изготавливают из высокоглиноземистых шлаков и двуводного гипса. Материалы соединяют при общем тонком помоле. Смесь набирает прочность в первые трое суток твердения. Расширение происходит за счет роста кристаллов гидросульфоалюмината кальция. Через 1-2 дня процесс останавливается, благодаря связыванию извести активным компонентам кремнезема. Характеристики гипсоглиноземистого цемента регулирует ГОСТ 11052-1074.

Сухие смеси из гипса и цемента

При финишной отделке возникает потребность штукатурить бетонные стены. Совместима ли такая поверхность с раствором на основе гипса? Штукатурка на основе гипса ложится на бетонное основание без проблем. Отделка получается ровная и гладкая, схватывается через 40 минут. Для лучшего сцепления с поверхностью рекомендуется выполнение надсечек на бетоне или нанесение грунта, в составе которого есть кварцевый песок, оставляющий шероховатости.

А вот цементную штукатурку на гипсовое основание наносить нельзя. Дело не в образовании эттрингита, просто гипс более слабый материал и не выдержит тяжелый цементно-песчаный раствор.

Гипсовая штукатурка имеет множество плюсов: экологичность, пластичность, отсутствие усадки и быстрое высыхание. При всех достоинствах она ограничена в применении из-за слабой устойчивости к влаге. Штукатурка MIXTER от компании «Старатели» изготавливается на основе гипса, цемента и модифицирующих добавок.

Она может наноситься в помещениях с нормальной и высокой влажностью. Рекомендуемый слой – 5-60 мм, время жизни раствора 60 минут, сцепление с поверхностью – 0, 3 МПа. Требуется грунтовка основания. Раствор наносят ручным или механическим способом. Штукатурка может использоваться без сетки.

Для наружной отделки зданий предлагается смесь — Умный гипс «Камнедел фасадный». Это готовый материал для самостоятельного изготовления декоративного камня. Смесь состоит из белого цемента, высокопрочного гипса и модифицирующих добавок.

Характеристики материала:

Декоративные изделия из смеси используют в помещениях с высокой влажностью, размещают на фасадах зданий с ограничением 600 мм от земли.

Заключение

Гипс и цемент – материалы, совместимые при определенных условиях. В их смеси обязательно должна присутствовать минеральная добавка пуццоланы или кремнезема. На основе двух вяжущих веществ получаются растворы, быстро набирающие высокую прочность и отличающиеся водостойкостью.