Гипсоцементнопуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ)
А. В. Волженским и его учениками было разработано гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦПВ). Это явилось итогом их работ по приданию гидравличности гипсовым вяжущим. Как известно, по стандарту на портландцемент верхний предел допустимого содержания гипса составляет 3,5% в пересчете на SO3, что равно 6% сульфата кальция. Таким образом, соотношение гипса и клинкерной части цемента составляет 6:80 (если исходить из того, что в цементе содержится 14% активной минеральной добавки). Это ограничение вызвано тем, что при обычной повышенной концентрации извести в жидкой фазе и высоком содержании сульфата кальция возможно запоздалое взаимодействие SO с высокоосновными гидроалюминатами и образование гпдросульфоалюмината кальция в уже сформировавшемся цементном камне. Это может вызвать в нем опасные напряжения, приводящие к разрушению.
Поэтому считали, что если в твердеющей цементной композиции, составленной из гипса и портландцемента создать условия, при которых концентрация оксида кальция в жидкой фазе резко снижается, то произойдет разложение высокоосновных гидроалюминатов кальция с образованием низкоосновных. В этом случае, по мнению А. В. Волженского, А. В. Ферронской и других исследователей, возникают моносульфатная форма гидросульфоалюмината кальция, гидрогранаты, гипс и некоторые другие соединения. По-видимому, при низкой концентрации извести гидросульфоалюминаты кальция образуются в водной среде, они кристаллизуются с меньшей степенью расширения. Поэтому и не создаются опасные напряжения, как, например, при твердении расширяющихся цементов, полученных на основе глиноземистого.
Необходимое снижение концентрации извести в жидкой фазе возможно при введении в состав вяжущего активной минеральной добавки типа трепела, диатомита и др., которая быстро взаимодействует с гидроксидом кальция с образованием гидросиликатов кальция группы CSH(B), что способствует увеличению их содержания и повышению прочности ГЦПВ. Это очень важно, так как из-за коллоидной дисперсности гидросиликаты кальция выступают также в роли защитных коллоидов для гипса. Как известно, гидросиликаты кальция CSH(B) малорастворимы. Это повышает водостойкость изделий из ГЦПВ. Таким образом, рассматриваемое вяжущее должно в основном содержать гипс при соответствующем количестве портландцемента и активной минеральной добавки. По данным Г. И. Книгиной, ГЦПВ можно получать смешением двуводного гипса, доменного шлака и горных пород, богатых содержанием активных кремнезема и глинозема.
ГЦПВ получают путем смешения
50—80% строительного или высокопрочного (технического) гипса с портландцементом и активной минеральной добавкой в количестве 20—50%. Вместо портландцемента можно применять шлакопортландцемент либо портландцемент с минеральной добавкой, при этом необходимо учитывать содержание в них активной минеральной добавки. В стандарте установлен метод определения количества активной минеральной добавки в составе ГЦПВ, по которому концентрация оксида кальция в вяжущем пятисуточного возраста твердения не должна превышать 1,1 г/л и для семисуточного — не выше 0,85 г/л.
Регламентировано получение пяти марок ГЦПВ — 100, 150, 200, 250 и 300. Сроки его схватывания: начало — не ранее 4 мин, конец — не позднее 20 мин. Остаток в % по массе на сите № 008 должен быть не более 15%. У высушенных до постоянной массы образцов предел прочности при сжатии составляет: 10, 15, 20, 25 и 30 МПа, а при изгибе — 4, 5, 6, 7, 8 МПа. Коэффициент размягчения должен быть не более 0,6. Морозостойкость характеризуется 20—50 циклами.
Панели из ГЦПВ применяют преимущественно для устройства стен ванных и душевых комнат, а также санитарных кабин; из него изготовляют также блоки с вентиляционными каналами и др. Предусмотрено, что стальная арматура в изделиях из ГЦПВ должна быть защищена от коррозии применением ингибиторов.