Гипсовые материалы во внешних отделочных работах

Материалы на основе гипсового вяжущего традици­онно используют при отделочных работах внутри по­мещений. Для этой цели применяются гипсокартон­ные или гипсоволокнистые листы, разнообразные сухие штукатурные, шпаклевочные и клеевые гипсо­вые смеси. Гипсовые материалы не только позволяют получать прекрасный внешний вид стен и потолков (ровные и гладкие или рельефные поверхности). Они придают хорошие акустические и теплофизические качества всему помещению в целом, то есть создают комфортные условия для проживания.

Применение материалов на основе гипса не ограни­чивается внутренней отделкой помещений. Гипс при­меняется и для фасадных работ. Однако в этом случае

необходима специальная подготовка материала для повышения водостойкости и морозостойкости гипсо­вых изделий.

В нормативно-технической документации в настоя­щее время отсутствуют требования по морозостойкости для изделий из гипса, применяемых в качестве наруж­ной облицовки. Хотя положительный опыт использова­ния гипсовых отделочных элементов в довольно жес­тких климатических условиях нашей страны имеется. Например, многие фасады зданий, построенных в конце XIX — начале XX в. в историческом центре Москвы, име­ют гипсовую лепнину, сохранившуюся в удовлетвори­тельном состоянии. Декоративные лепные архитектур­ные украшения, которые мы видим на фасадах зданий XIV—XVII веков, изготавливали преимущественно из гипсоизвесткового раствора с обработкой щелоком или купоросом и неоднократной пропиткой горячей олифой.

Существуют требования по морозостойкости по ГОСТу 27180-86 для керамических плиток — 35 циклов попеременного замораживания-оттаивания без види­мых повреждений образцов; по ГОСТу 6927-74 для бе­тонных фасадных плит — 50 циклов без повреждений поверхности плит при потере прочности не более 25% и потере массы 5%; по ГОСТу 9479-84 для мрамора, известняка, брекчии и других горных пород, применя­емых в качестве облицовочных изделий, — 25 циклов при потере прочности не более чем на 20%.

По результатам обработки многолетних метеороло­гических данных обсерватории МГУ, количество обобщенных циклов «заморозок—оттепель» для кли­матических условий Москвы в среднем равно 14. При этом оттепель оценивалась как повышение температу­ры до 1 °С продолжительностью не менее 12 ч, а замо­розок — как понижение температуры ниже —3 °С про­

должительностью не менее 12 ч, что обусловливает промерзание или оттаивание наружной поверхности отделочного слоя ограждения около 20—25 мм.

В связи с имеющейся тенденцией расширения об­ласти применения изделий на основе гипсовых вяжу­щих не только при отделке внутри помещений, но и для фасадов строящихся и реконструируемых зданий целесообразно ввести требования по морозостойкости не менее 50 циклов без изменения внешнего вида и при снижении прочности не более чем на 25%.

Пониженная водостойкость гипсовых изделий за­ставляет проводить мероприятия, направленные на снижение проницаемости и растворимости гипса.

Появившиеся сравнительно недавно гипсоволок­нистые листы завоевывают популярность у строите­лей. Листы ГВЛ применяют для внутренней отделки, устройства потолков и сухого основания пола. Гипсо­волокнистые листы с поверхностной обработкой гид­рофобными составами ГВЛВ влагостойкие. ГВЛВ мо­гут быть использованы для наружной отделки при условии отсутствия попадания жидкой влаги на по­верхность листов. Например, изготавливают «сэн­двич-панели» с наружной обшивкой ГВЛВ и закрытые металлическим сайдингом. Проведенные в НИИСФ исследования показали возможность их эксплуатации в наружных условиях без доступа жидкой влаги в тече­ние 5 лет. Полученные результаты позволили расши­рить область применения ГВЛВ и использовать их при устройстве опытных подвесных потолков над проезда­ми одного из зданий в Москве. На данном опытном объекте намечено проведение многолетних натурных инструментально-визуальных наблюдений с целью определения возможности широкого использования листов ГВЛВ в качестве наружных подвесных потол­ков.

Нужно сказать, что поверхностная обработка имеет свойство снижать свою эффективность со временем, и для более продолжительного использования листов ее необходимо периодически повторять. Периодич­ность зависит от условий эксплуатации изделий.

Способ модификации состава гипсовой смеси водо­растворимыми полимерами имеет ряд преимуществ. Введение в состав смеси органических добавок ведет к тому, что гипс при гидратации создает каркас из кри­сталлических сростков двугидрата, а смола, отвержда-ясь, образует непрерывную полимерную матрицу. Поры в гипсовом теле заполняются стекловидной суб­станцией. Проницаемость материала для жидкой влаги существенно понижается. Образующийся защитный экран из полимерной пленки вокруг кристаллов гипса препятствует доступу воды к обладающему высокой растворимостью сульфату кальция.

В результате научно-исследовательской и экспери­ментальной работы получен состав гипсового камня повышенной водостойкости.

В ходе работы было изучено влияние различных по­лимеров в виде водных растворов или эмульсий на свойства композита. Наилучшие результаты получены при использовании аминоальдегидных смол с мономе­рами нелинейного вида (меламин, резорцин, бензогуа-намин). Смолы этого вида относятся к поликонденса­ционным, то есть при отверждении происходит выделение низкомолекулярных продуктов, в частно­сти воды. Для химического связывания выделяющейся воды в состав композиции вводится структурирующая добавка на основе полиизоцианатов. Количество до­бавки подобрано так, чтобы время выделения воды при поликонденсации совпадало с действием добавки. Введение структурирующей добавки в количестве око­ло 1% позволяет добиться повышения прочностных

показателей на 10—15% и снижения водопоглощения почти в два раза.

В ходе исследований определено, что прочность об­разцов, содержащих 20% модифицированной мелами-ноформальдегидной смолы, при сжатии и при изгибе за 80 суток хранения на воздухе возрастает соответст­венно на 30 и 25%. Прочность при сжатии составляет 60 МПа, при изгибе — 12 МПа. Гипсополимер обладает достаточно высокой морозостойкостью. Образцы с 20% меламиноформальдегидной смолы выдержива­ют 150 циклов попеременного замораживания и оттаи­вания.

При исследовании водостойкости и атмосферо-стойкости гипсополимерных образцов моделирова­лись условия воздействия на образцы среды в откры­том водоеме при практически неограниченной реакционной емкости среды. Установлено, что глуби­на разрушения гипсополимерных образцов в дистил­лированной воде в значительной степени снижается при повышении плотности затвердевшего камня за счет увеличения содержания полимерной составляю­щей и снижения водогипсового отношения. Лучшие результаты получены при использовании модифици­рованной меламиноформальдегидной смолы. При по­стоянном погружении образцов в дистиллированную воду прочность гипсополимера с 20% модифициро­ванной меламиноформальдегидной смолы за 8 меся­цев испытаний уменьшилась всего на 20%, а у кон­трольных гипсовых образцов за это же время — на 70%. В условиях попеременного увлажнения и высушива­ния в течение того же времени испытаний прочность гипсополимерных образцов практически не измени­лась, а у гипсовых образцов понизилась на 70%.

На фотографиях, сделанных при увеличении на рас­тровом электронном микроскопе в 2400 раз, видно, что

структура материала представляет собой сетку полиме­ра, которая является непрерывной фазой, расположен­ной в трехмерном скелете закристаллизованного гипса. Сростки гидратных новообразований, пластинчатых по структуре, пронизывают блоки полимера. В порах идет кристаллизация мелких кристаллов гипса призматичес­кой и игольчатой форм.

При увеличении возраста образцов существенных изменений в характеристиках композита не происхо­дит. Прирост прочности во времени можно объяснить продолжающейся полимеризацией смолы. Степень полимеризации смолы в присутствии отвердителя в ес­тественных условиях практически та же, что и при тер­мообработке.

Паропроницаемость гипсополимера составляет 0,092 мг/мчПа, что обусловливает благоприятный влажностный режим стен из кирпичной кладки с обли­цовкой из этого материала. Долговечность наружной отделки изделиями из модифицированного гипса под­тверждается практикой