Гипсовые материалы для фасадных систем

Москва
ИНФРА-М
2023

ГИПСОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ 
ДЛЯ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ

И.В. БЕССОНОВ

МОНОГРАФИЯ

УДК  666.914(075.4)
ББК  38.322
 
Б53

Бессонов И.В.
Б53 
 
Гипсовые материалы для фасадных систем : монография / И.В. Бессонов. — 
Москва : ИНФРА-М, 2023. — 164 с. — (Научная мысль). — 
DOI 10.12737/1911012.

ISBN 978-5-16-018097-7 (print)
ISBN 978-5-16-111107-9 (online)

В монографии представлены основные особенности получения и применения 
гипсовых материалов и изделий повышенной атмосферостойкости. 
Изложены теоретические положения, касающиеся формирования 
структуры гипсосодержащих материалов, в том числе композиционных.
Рассмотрены результаты физико-химических исследований модифицированных 
гипсовых материалов. Представлены результаты исследования 
стойкости в агрессивных средах гипсосодержащих отделочных материалов.

Показаны возможности использования модифицированных гипсосо-
держащих изделий для облицовки фасадов зданий.
Предназначена для научных работников, инженеров-строителей, студентов 
бакалавриата и магистратуры строительных направлений подготовки, 
аспирантов.

УДК 666.914(075.4)
ББК 38.322

Р е ц е н з е н т ы:
Умнякова Н.П., доктор технических наук, доцент, заместитель директора 
по научной работе Научно-исследовательского института 
строительной физики Российской академии архитектуры и строительных 
наук;
Бурьянов А.Ф., доктор технических наук, доцент, исполнительный 
директор некоммерческой организации «Российская гипсовая ассоциация», 
советник Российской академии архитектуры и строительных 
наук

ISBN 978-5-16-018097-7 (print)
ISBN 978-5-16-111107-9 (online)
© Бессонов И.В., 2023

Данная книга доступна в цветном  исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium

Предисловие

Монография является результатом многолетней работы 

автора в области строительного материаловедения, в частности 
использования гипсовых материалов в строительстве. 
Строительные материалы на основе гипсовых вяжущих традиционно 
используют в помещениях зданий с относительной 
влажностью при эксплуатации до 60%, при температуре 
до 24оС. В последнее время наметилась тенденция расширения 
области применения гипсовых строительных изделий 
преимущественно за счет повышения их водостойкости.

В монографии обобщены и систематизированы результаты 

исследований, направленных на повышение стойкости гипсовых 
материалов и изделий к атмосферным воздействиям. Исследования 
по подбору составов и исследованию физико-механических 
свойств модифицированного гипса выполнены автором при 
совместной работе и под руководством кандидата технических 
наук  И.М. Баранова .

Автор выражает благодарность доценту, кандидату технических 
наук А.Д. Жукову за ценные рекомендации при подготовке 
монографии.

Автор признателен инженеру Э.А. Горбуновой за помощь 

в оформлении работы.

Отдельная благодарность инженерам В.Г. Василенко и Н.Е. Пим-

кину, участвовавшим в изготовлении и устройстве декоративных 
изделий из модифицированного гипса на фасадах зданий.

Часть работы выполнена в рамках темы НИР № 3.1.2.1-

112021 по плану ФНИ Минстроя России и РААСН «Развитие 
научных основ создания гипсовых строительных материалов 
и изделий повышенной водостойкости».

Проведенные исследования стали основой для разработки 

национального стандарта ГОСТ Р 70034—2022 «Изделия 
гипсовые декоративные для фасадов зданий. Технические 
условия (Gypsum decorative products for building facades. 
Specifi cations)», дата введения 01.11.2022.

Введение

Гипсосодержащие материалы имеют невысокую теплопроводность 
и низкий коэффициент теплоусвоения, удобны 
для формования изделий. Эти свойства делают гипсосодер-
жащие материалы привлекательными для строителей, дизайнеров 
интерьеров и архитекторов. Оценка строительных материалов, 
с точки зрения их воздействия на среду обитания 
человека, позволяет ожидать более широкого использования 
материалов на основе гипсовых вяжущих, которые максимально 
соответствуют требованиям строительной экологии.

Гипс, гипсовые вяжущие, сухие строительные смеси, изделия 
на основе гипса являются одними из наиболее распространенных 
строительных материалов, используемых при 
внутренней отделке помещений. Строительные материалы 
на основе гипсовых вяжущих традиционно используют в помещениях 
зданий с относительной влажностью при эксплуатации 
до 60%, при температуре до 24оС. Проведенные в последнее 
время исследования подтверждают возможность 
расширения области применения гипсовых строительных изделий 
преимущественно за счет повышения их водостойкости.

Расширение областей применения гипсосодержащих материалов 
обусловлено, с одной стороны, требованиями строительства, 
а с другой стороны, возможностями самого гипса, 
в настоящее время еще неполно реализованными в современных 
технологиях.

Существующий опыт свидетельствует о возможности применения 
гипсосодержащих систем как на фасадах зданий, так 
и во влажных условиях эксплуатации. Применение гипсосо-
держащих изделий в отделке фасадов зданий делает необходимым 
повышение морозостойкости и влагостойкости гипсового 
камня до уровня, предъявляемого к материалам, используемым 
в контакте с окружающей средой. Существенную роль 

Гипсовые материалы для фасадных систем

для реализации таких свойств выполняет комплексная модификация 
гипсового вяжущего как основы материала. Важным 
является также создание соответствующей нормативной документации.


Модифицирующее воздействие на гипсовое вяжущее может 

быть реализовано за счет применения водорастворимых полимеров, 
отверждающихся в теле гипсового камня, минеральных 
добавок микро- и наноуровня. Особый интерес представляет 
комплексная модификация гипса водорастворимыми термореактивными 
смолами и нанодобавками как фулероидного 
типа, так и тонкодисперсных промышленных отходов.

Механизм твердения и формирования свойств модифици-

рованного гипса рассматривается в рамках коллоидной теории 
твердения, предложенной А.А. Байковым, гипотезы П.А. Ре-
биндера и положений теории БЭТ формирования электри-
ческих слоев вблизи от энергетически активных центров, фор-
мирующихся в коллоидных системах вокруг вводимых нано-
частиц фулероидного типа.

С применением методов математического моделирования 

и аналитической оптимизации осуществлены эксперименты 
по оценке влияния содержания компонентов гипсовой смеси 
и свойств гипсового вяжущего на прочность и коэффициент 
размягчения материалов на основе модифицированного гипса. 
Полученные по результатам оптимизации данные могут быть 
использованы при разработке методов подбора состава моди-
фицированного гипса.

Современные методы строительства предполагают приме-

нение строительных конструкций, состоящих из разнородных 
элементов. Это позволяет повысить в первую очередь качество 
строительных работ, обеспечить повышение тепловой эф-
фективности ограждающей оболочки зданий. В большинстве 
случаев обеспечиваются дополнительная огнезащита строи-
тельных конструкций, создание акустического комфорта, по-
вышение декоративности, а если говорить о фасадных изде-
лиях, то и защита строительных конструкций от атмосферных 

Бессонов И.В.

явлений. Развитие теоретических основ создания материалов 
на основе гипсовых вяжущих с новыми качественными свой-
ствами связано с вопросами снижения растворимости гип-
совых кристаллов, а также уменьшения общей проницаемости 
структуры материала для парообразной и жидкой влаги.

Развитие нормативной базы получения и применения 

гипсовых строительных материалов и изделий повышенной 
стойкости к атмосферным воздействиям способствует расши-
рению области применения гипсовых строительных. В про-
цессе реализации работ сформирована и прошла апробацию 
методика оценки морозостойкости модифицированных гип-
совых материалов, которая явилась основой для формиро-
вания нормативного документа.

Глава 1 

ГИПСОСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ, 
ПРЕИМУЩЕСТВА И ОСОБЕННОСТИ 

ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. ГИПСОСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ: 

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

К гипсовым вяжущим относятся: полуводный гипс (α- и β- 

модификации), ангидрит, эстрих-гипс, вяжущие на основе тех-
ногенного сырья (в том числе фосфогипс) и др. Основными 
потребителями гипсового вяжущего или гипсового камня яв-
ляются строительство, медицина, прикладное и декоративное 
искусство, сельское хозяйство, цементная и химическая про-
мышленность. Наиболее востребованными материалами 
и изделиями из гипса являются гипсокартонные, гипсово-
локнистые и гипсостружечные листы, блоки или панели; де-
коративные и звукопоглощающие изделия; огнестойкие и те-
плоизоляционные элементы; сухие гипсовые смеси.

В мировой практике сегодня потребляется примерно 

105 млн т в год природного гипса. По потреблению природ-
ного гипса лидируют США — 18 млн т (17% от мировой до-
бычи); далее следуют Иран, Канада, Испания и КНР, потреб-
ляющие соответственно 10,8, 8,5, 7,1 и 6,5% природного гипса 
от мировой добычи [1].

В России в настоящее время добывается больше 6 млн т 

в год природного гипсового камня. Предполагается, что в бли-
жайшие годы возрастет производство гипсовых материалов 
и изделий, а следовательно, потребуется увеличение добычи 
гипсового камня, что повлечет строительство новых и модер-
низацию старых рудников, реконструкцию подземного хо-
зяйства.

Бессонов И.В.

Основным источником сырья для производства гипсовых 

материалов и изделий являются природные месторождения 
гипса и ангидрита, а также в небольшой степени месторож-
дения гипсосодержащих пород. Кроме того, в качестве пер-
спективного сырья для получения гипсовых вяжущих мате-
риалов следует рассматривать гипсосодержащие отходы ряда 
производств (фосфогипс, фторангидрит, титаногипс, вита-
минный гипс, борогипс и др.) [3, 27, 31].

Для того чтобы гипсовый камень превратился в вяжущее, 

его подвергают температурной обработке, во время которой 
происходит обезвоживание. Если при обычных условиях вода 
выделяется в виде пара, то при повышенном давлении она 
может быть получена в капельном состоянии. Такая вода, по-
лучаемая из кристаллов, самая чистая в природе, а гипсовое 
вяжущее, как и вся продукция на его основе, — экологически 
чистый негорючий строительный материал.

Наиболее крупными мировыми производителями гип-

совых вяжущих, материалов и изделий на их основе явля-
ются: американская «Юнайтед Стейтс Джипсум»; германские 
«Бютнер-Шильде-Хаас», «Фермацель», «Кнауф», «Матис», 
«Астана»; французские «Эр индустри», «Лафарж»; японская 
«Цукисима Кикаи»; австрийская «Про-Монти»; британская 
«Бритиш Пластер Борд».

Основными видами используемых гипсовых материалов 

и изделий являются гипсокартонные (ГКЛ), гипсоволокни-
стые (ГВЛ) и гипсостружечные (ГСЛ) листы, а также в не-
больших объемах мелко- и среднеразмерные плиты и блоки. 
Достаточно широкое применение получили декоративно-от-
делочные и акустические изделия, а также в больших объемах 
разнообразные сухие гипсовые смеси (СГС) [40, 56].

Особенно следует отметить, что гипсовые материалы и из-

делия, распространенные за рубежом, имеют пониженную 
среднюю плотность за счет поризации, включения дисперсных 
и пористых наполнителей, а также слоев из суперлегких ма-
териалов. Благодаря этому масса конструкций уменьша-

Гипсовые материалы для фасадных систем

ется (например, стеновых конструкций по сравнению с кир-
пичными в 3 раза), что сокращает не только их стоимость, 
но и фундамент ов, а также транспортные расходы.

Экономическая эффективность широкого применения гипсовых 
материалов в зарубежном строительстве обусловлена, 
во-первых, комплексной поставкой на строительство всех 
необходимых элементов конструкций; во-вторых, высоким 
уровнем применяемого инструмента и оборудования и, в-третьих, 
высокой квалификацией рабочих-строителей.

Традиционные гипсосодержащие материалы используются, 

как правило, внутри зданий, в помещениях с относительной 
влажностью воздуха — не более 60%. Это обусловлено присущими 
гипсосодержащим материалам низкой водо- и морозостойкостью, 
относительно высокой ползучестью. Повышение 
водо- и морозостойкости осуществляется двумя способами: 
поверхностной обработкой гидрофобизаторами (как временная 
мера); модификацией гипсовой смеси водорастворимыми 
полимерами (с последующей их поликонденсацией); 
введением специальных минеральных добавок, проявляющих 
пуццолановую активность.

Гипсовые вяжущие с добавкой портландцемента и пуццоланового 
компонента (разработка МГСУ-МИСИ) обладают 
универсальными свойствами, проявляющимися в способности 
быстро схватываться и твердеть подобно гипсовому вяжу-
щему и, подобно портландцементу, в способности к гидравли-
ческому твердению, меньшей ползучести и высокой долговеч-
ности. К этой группе относятся гипсоцементно-пуццолановое 
вяжущее (ГЦПВ); водостойкое цементное вяжущее низкой 
водопотребности, названное композиционным гипсовым вя-
жущим (КГВ); многофазовое гипсовое вяжущее (МГВ) — раз-
работка Казанской ГАСА. Другим способом повышения водо-
стойкости гипсовых вяжущих является введение в них извести 
и пуццолановых добавок. В случае использования кислых 
шлаков и соблюдения технологии Уральского ПИ, такое вя-
жущее называют гипсо-известоково-шлаковым (ГИШВ).

Бессонов И.В.

В нашей стране область применения гипса в строительстве 

значительно расширена благодаря важнейшим отечественным 
разработкам. К их числу прежде всего относятся созданные 
еще в 1930-х годах в МИСИ (ныне НИУ МГСУ) водостойкие 
гипсовые вяжущие, не имеющие аналогов за рубежом, — гипсо-
цементно-пуццолановые вяжущие (ГЦПВ) — ТУ 21-31-62–89 
и в 1990-х годах — ГЦПВ нового поколения — водостойкие гип-
совые вяжущие низкой водопотребности, названные компози-
ционными гипсовыми вяжущими (КГВ), — ТУ 21-53-110–91 
(патент РФ № 2070172 по заявке № 4857294/33 от 07.08.1992. 
Б.И., 1996, № 34). ГЦПВ изготовляют либо непосредственно 
при производстве изделий из них, либо на предприятиях 
по производству гипсовых вяжущих, т.е. централизованно. 
Так, с 1960-х годов работало несколько предприятий. Что 
касается КГВ, то его можно изготавливать на предприятиях 
по выпуску сухих смесей по специальным технологиям.

Создание водостойких гипсовых вяжущих позволило зна-

чительно расширить области применения гипсовых мате-
риалов в строительстве за счет использования их в наружных 
конструкциях сборного и монолитного строительства. Для 
монолитного строительства особенно перспективны КГВ, так 
как бетоны на этих вяжущих позволяют осуществлять бето-
нирование и при отрицательных температурах без приме-
нения специальных мероприятий, необходимых при работе 
с цементными бетонами. Многие изделия из этих вяжущих 
(панели и плиты для перегородок и оснований под полы, 
санкабины, вентиляционные панели и блоки, изделия для 
инженерных коммуникаций) выпускаются на предприятиях 
России и стран ближнего зарубежья.

Особенно следует отметить, что широкому применению 

многих из указанных выше изделий, панелей для наружных 
стеновых конструкций и покрытий и других, способствовало 
создание в нашей стране прокатных станов ГПС-6 и ГПС-12, 
предложенных Н.Я. Козловым.