История создания гипсокартона

Гипс — это природный камень, образовался он в результате испарения древнего океана 110—200 млн лет назад. В земле гипс присутст­вует в виде камня — породы осадочного происхожде­ния нескольких разновидностей. На вид он может быть плотным, с мелкозернистой структурой, сахаровид-ным в изломе или крупнозернистым, с беспорядочно расположенными кристаллами, состоять из нитевид­ных кристаллов с шелковистым отливом или быть пла­стинчатым, с прозрачными кристаллами слоистой структуры.

Цвет породы белый, желтоватый, светло-серый (это зависит от наличия или отсутствия в породе различных примесей).

В химическом отношении гипс представляет собой сульфат кальция (сернокислую известь) в виде минера­ла, состоящего из бесцветных кристаллов.

Гипс обладает уникальным свойством — при нагре­вании химически связанная вода выделяется из кри­сталлической решетки, образуя полуводный гипс. Та­кой гипс может быть легко превращен в порошок. И наоборот, при добавлении воды минерал связывает

ее в своей кристаллической решетке, возвращая гипсу изначальную прочность. Именно это сделало гипс столь популярным в древности.

Гипс — один из самых древних строительных мате­риалов. Его белый цвет, способность твердеть при со­единении с водой, возможность придания твердеюще­му составу любую форму давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал. Бла­годаря способности быстро приобретать прочность и нужную форму, а также из-за высокой степени эко­логической безопасности самого материала велика роль гипса и в медицине.

Известный в прошлом как алебастр, он широко ис­пользовался во всем мире при производстве ремонт­но-строительных работ — для внутренней отделки по­мещений, украшения интерьеров с помощью лепнин на потолках и стенах.

Уникальное свойство гипса твердеть от соприкос­новения с водой было замечено в Древнем Египте

в 3700 г. до н. э. Если же заглянуть в глубь веков, то мы увидим, что гипс используется человеком очень давно, например, древние египтяне отделывали им стены гробниц, да и греки с римлянами отдавали должное этому строительному материалу. И не без оснований. Достоинства гипса налицо: он очень легкий (именно поэтому огромные листы без труда могут перенести два человека), довольно прочный, не содержит токсичных компонентов (и потому издавна применяется в меди­цинских целях), а также обладает огнестойкостью и способностью поглощать избыточную влагу.

Греки дали минералу название «гипрос», означаю­щее «кипящий камень». Римляне перенесли знание о гипсе в Европу, и в XV веке гипс начал широко при­меняться в качестве штукатурки. Чтобы гипсовый ка­мень превратился в вяжущее вещество, его подвергают температурной обработке, во время которой происхо­дит обезвоживание.

При обычных условиях вода выделяется в виде пара, при повышенном давлении она может быть получена в капельном состоянии. Такая вода из кристаллов — самая чистая в природе, а гипсовое вяжущее, как и вся продукция на его основе, — высокоэкологичный него­рючий строительный материал.

Гипс добывали в районе Монмартра под Парижем, что и дало ему новое наименование — «парижская шту­катурка».

Следующая фаза в истории применения гипса на­ступила в XIX веке в Америке. Связана она с именем Августина Сакетта. Августин Сакетт родился в 1841 г. В 1880 г. он работал на собственной бумажной фабри­ке. Будучи активным человеком, он постоянно экспе­риментировал и создал «строительную доску» толщи­ной 5 мм, состоящую из десяти слоев бумаги. Для склеивания бумаги он применял гипс. Сакетт сконст­

руировал машину для производства таких «досок» и 22 мая 1884 г. получил патент на нее. Его улучшенные доски и листы заменяют рейки и штукатурку, которые использовались раньше.

Такие доски получили широкое распространение по многим причинам. Прежде всего их значительно легче изготовить, они отличаются огнестойкостью, легкостью и удобством в строительстве. Они обеспечи­вают ровную поверхность и могут быть покрашены или украшены таким же способом, что и оштукатуренные стены. Августина Сакетта можно считать отцом гипсо­картона.

Следующая стадия развития наступила в 1908— 1910 гг., когда Стефан Келли запатентовал лист с двумя слоями картона и гипсом внутри и когда Кларенс Утс-ман — инженер Американской гипсовой компании — изобрел закрытый край листа. Таким образом, гипсо-картонные листы получили структуру, сохранившуюся до наших дней.

В 1917 г. в Англии была построена первая в Европе гипсокартонная фабрика, оттуда гипсокартонная тех­нология перешла в Швецию и Скандинавию. Но Шве­ция — северная страна, не имеющая природных место­рождений гипса, поэтому производство гипсокартона там не прижилось. Первые гипсокартонные листы были импортированы в Швецию в 1927 г.

Первоначально гипсокартонные листы использова­лись для замены фанеры, досок и ДСП в небольших домах.

Главным аргументом при приобретении гипсокарто­на была цена, которая оказалась ниже, нежели у прочих материалов. Но в процессе применения определенные технические свойства гипсокартона показались инте­ресными: стабильность размеров исключает трещины в местах соединения; места соединения листов можно

легко заделать; гладкий, ровно приклеенный картон де­лает поверхность удобной для окраски и других видов отделки; разметка и ломка листа вместо распиливания значительно облегчает строительство. Эти свойства по­зволили гипсокартону как отделочному материалу быс­тро получить признание в Скандинавии.

Позднее началась разработка более легких конст­рукций. Расширение знаний в области гипсокартон-ных технологий в 50-х гг. позволило лучше планиро­вать пространство помещений. Старая технология перестала соответствовать требованиям времени. По­явление новых шурупов для гипсокартона и металли­ческих профилей позволило отказаться от деревянных каркасов.

Первое очевидное преимущество гипсокартонных конструкций с металлическим каркасом — они прак­тически несгораемые. Первым проектом, где приме­нялись гипсокартонные конструкции с металличес­ким каркасом, была шведская больница (середина 1960-х гг.).

Выбору этой технологии предшествовало тщатель­ное изучение. Среди выдвинутых требований были следующие: широкий и легко доступный сервис, раз­личные уровни звукоизоляции, стойкость к радиации, огнестойкость. Конструкции должны были обеспечи­вать относительно большую конструктивную подвиж­ность без риска разрушения.

Дальнейшее расширение сферы применения гипсо­картона привело к созданию новых типов гипсокартон­ных листов.

Например, были разработаны ветрозащитые листы, листы для пола, листы для реконструкции и фасониро­вания толщиной 6 мм, листы для влажных помещений, сверхпрочные и огнестойкие листы. Эти и другие типы листов в настоящее время производятся и поставляют-

ся многими предприятиями России и зарубежных стран под общим названием «Гипсокартонные листы Гипрок».

Системы Гипрок включали готовые решения и по­зволяли применять оптимальные методы строительст­ва, трудосберерегащие технологии, оптимальную ути­лизацию используемых материалов, использовать новые инструменты и аксессуары.

Получают гипрок путем термической обработки и измельчения природного гипсового камня и некото­рых гипсосодержащих промышленных отходов (гли-ногипса, фосфогипса, борогипса). Качество гипсовых вяжущих зависит от предела прочности при сжатии и изгибе, сроков схватывания, степени помола, водо-потребности при затворении.

По условиям термической обработки гипсовые вя­жущие материалы делятся на две группы:

1)  низкообжиговые;

2)  высокообжиговые.

К низкообжиговым относятся строительный, фор­мовочный, высокопрочный гипсы и гипсоцемент-но-пуццолановое вяжущее; к высокообжиговым — ан­гидритовый цемент и эстрих-гипс.

В зависимости от сроков схватывания и твердения гипсовые вяжущие подразделяются на: А — быстро-твердеющие (2—15 мин); Б — нормальнотвердеющие (6—30 мин); В — медленнотвердеющие (20 мин и бо­лее).

По степени помола различают вяжущие грубого (I), среднего (II) и тонкого (III) помола.

Маркировка гипсового вяжущего содержит инфор­мацию о его основных свойствах. Например, Г—7—А—II означает: Г — гипсовое вяжущее, 7 — пре­дел прочности при Сжатии (в МПа), А — быстротвер-деющее, II — среднего помола.

ю

Порошок гипсового вяжущего, затворенный водой (50—70% от массы гипса), образует пластичное тесто, которое быстро схватывается и твердеет. Получается гипсовый камень, прочность которого по мере высуши­вания повышается.

Важно помнить, что гипс при твердении увеличива­ется в объеме на 0,3—1 %, и учитывать это при изготов­лении изделий отливкой в формы.