Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Томский государственный архитектурно-строительный университет» 

 
 
 
 
 
 
 

Л.А. Аниканова, О.В. Волкова, А.И. Кудяков 

 
 
 
 

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ 

С ФТОРАНГИДРИТОВЫМ ВЯЖУЩИМ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Томск 

Издательство ТГАСУ 

2019 

УДК 691.311 
ББК 38.32 
 

Аниканова, Л.А. Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим [Текст] : монография / Л.А. Аниканова, 
О.В. Волкова, А.И. Кудяков. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.строит. ун-та, 2019. – 144 с. 

ISBN 978-5-93057-904-8 
 
В монографии представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по обоснованию, разработке и внедрению композиционного фторангидритового вяжущего и отделочных сухих строительных 
смесей на его основе. Для повышения технологических и эксплуатационных 
характеристик фторангидритового вяжущего обосновано введение химических добавок, а также механохимическая и ультразвуковая активация. Научно обоснованы и рационально подобраны сухие строительные смеси с использованием композиционного вяжущего, микронаполнителей, заполнителей и функциональных добавок в соответствии с назначением смеси на 
объектах строительства. 

Монография адресована специалистам строительной индустрии, занимающимся разработкой и изготовлением сухих строительных смесей из 
природного сырья и отходов промышленности, также может быть полезна 
научным сотрудникам, аспирантам, магистрантам. 

 

УДК 691.311
ББК 38.32

 

Рецензенты: 
В.И. Верещагин, докт. техн. наук, профессор Национального 
исследовательского Томского политехнического университета; 
Н.К. Скрипникова, докт. техн. наук, профессор Томского государственного архитектурно-строительного университета. 

 
 
 

ISBN 978-5-93057-904-8
© Томский государственный

архитектурно-строительный
университет, 2019

© Аниканова Л.А., Волкова О.В.,

Кудяков А.И., 2019

А67

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение ..................................................................................................... 5 
1. Производство и использование в строительстве сухих 
строительных смесей с гипсовыми и ангидритовыми 
вяжущими .................................................................................................. 8 

1.1. Классификация сухих строительных смесей ................................ 8 
1.2. Перспективы использования сухих строительных смесей 
с гипсовыми и ангидритовыми вяжущими ........................................ 11 
1.3. Управление свойствами сухих строительных смесей 
с ангидритовыми вяжущими ............................................................... 18 

1.3.1. Влияние заполнителей и наполнителей ............................. 21 
1.3.2. Влияние функциональных добавок и способов 
активации ........................................................................................ 23 

1.4. Гидратация и структурообразование ангидритовых 
и фторангидритовых вяжущих ............................................................ 30 
1.5. Методологическое обоснование исследований 
фторангидритовых вяжущих и сухих строительных смесей 
на их основе .......................................................................................... 38 

2. Структурообразование фторангидритовых вяжущих 
для сухих строительных смесей ........................................................... 42 

2.1. Физико-химические исследования фторангидритовых 
вяжущих ................................................................................................ 44 
2.2. Исследование свойств фторангидритовых вяжущих 
с добавками ........................................................................................... 56 

2.2.1. Влияние химических добавок ............................................. 56 
2.2.2. Ультразвуковая активация водного раствора 
сульфата натрия. ............................................................................. 59 
2.2.3. Влияние строительного гипса ............................................. 64 
2.2.4. Исследование влияния микронапонителя в виде 
отвального фторангидрита ............................................................ 68 

3. Сухие строительные смеси на основе фторангидритовых 
вяжущих ................................................................................................... 73 

3.1. Разработка составов строительных смесей 
на фторангидритовом вяжущем .......................................................... 73 

3.1.1. Обоснование выбора вида и зернового состава 
заполнителя и наполнителей ......................................................... 74 

3.1.2. Обоснование выбора функциональных добавок ............... 76 

3.2. Реставрационные и колеровочные сухие строительные 
смеси ...................................................................................................... 77 

3.2.1. Исследование способов повышения водостойкости ......... 84 
3.2.2. Исследование сорбционной влажности ............................. 91 
3.2.3. Определение рациональных составов 
реставрационных смесей методом полного факторного 
эксперимента .................................................................................. 94 

3.3. Штукатурные сухие строительные смеси ................................... 98 

3.3.1. Исследование влияния заполнителя ................................... 98 
3.3.2. Исследование влияния функциональных добавок ............ 99 

3.4. Эксплуатационные характеристики растворов 
из разработанных сухих строительных смесей ............................... 105 

3.4.1. Исследование паропроницаемости ................................... 105 
3.4.2. Исследование морозостойкости образцов ....................... 107 
3.4.3. Исследование пластической прочности растворных 
смесей ............................................................................................ 110 

4. Технология изготовления и технико-экономическая 
эффективность сухих строительных смесей 
на фторангидритовых вяжущих ........................................................ 114 

4.1. Технологическая схема и описание технологии 
приготовления отделочных сухих строительных смесей ............... 114 
4.2. Рекомендации по нанесению реставрационных растворов 
из разработанных сухих строительных смесей ............................... 117 
4.3. Опытно-промышленные испытания разработанных сухих 
строительных смесей и внедрение.................................................... 121 
4.4. Технико-экономическое обоснование эффективности 
применения сухих строительных смесей ......................................... 122 

Заключение ............................................................................................ 125 
Библиографический список ............................................................... 127 
Список использованных нормативных документов ..................... 140 
Приложение 1. Технологический регламент на изготовление 
сухих строительных смесей ................................................................... 141 
Приложение 2. Смеси сухие строительные для 
реставрационных работ. Технические условия ................................... 142 
Приложение 3. Сухая строительная смесь УКП-500. 
Технические условия .............................................................................. 143 

ВВЕДЕНИЕ 

В соответствии со стратегией развития промышленности строи
тельных материалов России на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу до 2030 г. актуальным является получение строительных материалов на основе местного сырья и побочных продуктов с требуемыми эксплуатационными характеристиками и низкой стоимостью. 
В настоящее время большое внимание уделяется сохранению исторического облика зданий старой застройки, полному или частичному восстановлению кирпичной кладки с применением сухих строительных 
смесей. Растворы из цементных сухих строительных смесей, используемые для реставрации фасадов кирпичных зданий, памятников архитектуры федерального и регионального значения, не обладают химическим 
сродством и хорошей адгезией с кирпичной подложкой, кроме того, 
имеют высокую плотность, что приводит к отслоению раствора в процессе эксплуатации и потере внешнего облика зданий. Фасадные покрытия из гипсовых и ангидритовых сухих строительных смесей обладают высокой декоративностью, паропроницаемостью и невысокой 
плотностью, а также требуемой прочностью, что позволяет рекомендовать их для использования в отделочных и реставрационных работах. 

В регионах России, где отсутствует гипсовое сырье и, соответ
ственно, производство вяжущих, увеличивается стоимость гипсовых 
строительных материалов за счет повышенных транспортных расходов. 
Несмотря на высокие экологические, технические и декоративные показатели качества гипсовых вяжущих, сухие строительные смеси на их 
основе находят ограниченное применение в связи с ранними сроками 
схватывания смесей при перемешивании с водой, пониженной водостойкостью материалов при эксплуатации и высокой стоимостью. 

Альтернативным сырьем для изготовления гипсовых вяжущих, 

сухих строительных смесей и материалов в таких регионах может быть 
фторангидрит (ФТА), побочный продукт производства плавиковой кислоты, состоящий в основном из безводного сульфата кальция (ангидрита). В связи с этим представляет научный и практический интерес создание фторангидритовых вяжущих повышенного качества и материалов 
на их основе, разработка современных эффективных технологических 
приемов, позволяющих управлять структурообразованием смесей на 
различных масштабных уровнях и обеспечивать качественные покрытия 

Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим 

6 

при строительстве новых и реконструкции фасадов эксплуатируемых 
зданий, в том числе памятников архитектуры. 

Разработка научно обоснованных составов и технологии изго
товления сухих строительных смесей с фторангидритовыми вяжущими осуществлялась при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований №14-0331922 «Исследование композиционных фторангидритовых вяжущих повышенной водостойкости для 
получения сухих строительных смесей» и ФГБУ «Фонд содействия 
малых форм предприятия в научно-технической сфере» (УМНИК) 
№1845ГУ1/2014 «Разработка модифицированных сухих строительных 
смесей с использованием гипсосодержащих отходов». 

Исследования по разработке гипсоангидритовых и ангидритовых 

вяжущих, а также материалов на их основе изучались в работах российских и зарубежных учѐных: Б.Г. Ферронской, В.Ф. Коровякова, А.В. Волженского, Г.Г. Булычѐва, П.П. Будникова, Ю.С. Бурова, Ю.И. Бутта, 
П.Ф. Гордашевского, Л.И. Дворкина, М.С. Гаркави, В.В. Осокина, 
А.А. Пащенко, П.А. Ребиндера, Р.З. Рахимова, В.И. Стамбулко, П.И. Юхневского, А.Ф. Бурьянова, Г.И. Яковлева, Ф.Ф. Алксниса, Х.Б. Фишера, 
О. Хеннинга, П. Роланда, П. Хелштеда, Д. Кнѐфеля, А. Мура, К. Андерсона, Е. Дейлера, Г. Линка, Х. Брюкнера. 

Исследования по разработке технологических приемов изготов
ления фторангидритовых вяжущих и управлению процессами структурообразования строительных смесей при изготовлении фторангидритовых строительных материалов проводились учеными: Ю.Г Мещеряковым, М.Г. Алтыкисом, Р.З. Рахимовым, Л.Я. Гольдштейном, 
М.Ф. Чебуковым, Б.П. Ильинским, А.И. Сеньковым, Ю.М. Федорчуком, 
А.И. Кудяковым, а также Х.Е. Швите, А.Н. Кнауф, Х. Лихман, Ф. Паулик, Р. Валдер, Р. Гентили, К.А. Танея. 

Область применения гипсовых и ангидритовых вяжущих – это 

отделочные строительные материалы для внутренних работ. Вопросы 
повышения водостойкости и долговечности строительных материалов 
на основе фторангидритовых вяжущих изучены недостаточно. 

Исследование по разработке составов и технологии изготовле
ния композиционного фторангидритового вяжущего повышенной водостойкости для производства сухих строительных смесей является 
актуальным. Сухие строительные смеси на основе фторангидритового 
вяжущего обладают высокой технологичностью при проведении отде

Введение 

7 

лочных работ на объектах строительства и хорошими эксплуатационными характеристиками покрытий, что позволяет рекомендовать их 
для наружных и внутренних отделочных работ. 

В настоящей монографии представлены результаты многолет
них исследований композиционного фторангидритового вяжущего 
и сухих строительных смесей (штукатурных, реставрационных и колеровочных) на его основе, проводимых сотрудниками кафедры 
«Строительные материалы и технологии» Томского государственного 
архитектурно-строительного университета. 

Разработаны и научно обоснованы составы сухих строительных 

смесей с различными параметрами качества на основе фторангидритового вяжущего, микронаполнителей, заполнителей и функциональных добавок, а также технологии их изготовления и нанесения на отделываемые поверхности. При этом были решены следующие задачи: 

– исследовано фторангидритовое сырье применительно к произ
водству отделочных сухих строительных смесей; 

– исследованы способы подготовки и активации фторангидри
тового сырья путем механо-химического воздействия; 

– разработаны научно обоснованные составы сухих строитель
ных смесей с требуемыми эксплуатационными характеристиками; 

– исследованы процессы и разработаны способы управления струк
турообразованием фторангидритового вяжущего, а также качеством растворов из сухих строительных смесей в стеновых покрытиях зданий; 

– разработаны технологические процессы изготовления фторан
гидритового вяжущего и сухих строительных смесей на их основе; 

– разработаны рекомендации по использованию сухих строи
тельных смесей с фторангидритовыми вяжущими при осуществлении 
отделочных работ на стеновых конструкциях зданий; 

– разработана нормативная и технологическая документация, 

регламентирующая требования к качеству фторангидритовых вяжущих, сухих строительных смесей, технологии их производства и применения при осуществлении отделочных работ в строительстве; 

– проведены опытно-промышленные испытания, подтвердив
шие достоверность научных результатов, практических рекомендаций, 
а также технико-экономическую эффективность при их использовании в строительстве. 

 

1. ПРОИЗВОДСТВО И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 

СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ  

С ГИПСОВЫМИ И АНГИДРИТОВЫМИ ВЯЖУЩИМИ 

1.1. Классификация сухих строительных смесей 

Сухая строительная смесь (ССС) – это оптимизированная по со
ставу смесь сухих компонентов: вяжущего, заполнителя и модифицирующих добавок, дозированных и перемешанных в заводских условиях, 
затворяемая водой перед употреблением. ССС с мелким заполнителем 
после затворения водой и тщательного перемешивания называют растворной смесью, а после затвердевания – раствором. 

Основными классификационными признаками сухих строитель
ных смесей на основе гипсовых и ангидритовых вяжущих являются 
(ГОСТ 31189–2015): 

– условия применения: 
– вид вяжущего; 
– функциональное назначение. 
По условиям применения сухие смеси бывают: 
– для наружных работ; 
– для внутренних работ. 
По виду применяемого вяжущего сухие смеси подразделяют: 
– на гипсовые; 
– известково-гипсовые; 
– гипсоцементно-пуццолановые; 
– полимергипсовые (на основе pacтворимыx в воде сухих поли
меров и peдиcпepгируемых полимерных порошков); 

– ангидритовые; 
– смешанные (смесь нескольких вяжущих веществ). 
По функциональному назначению сухие смеси подразделяют: 
а) на штукатурные: 
– тяжелые (средней плотностью более 1300 кг/м3); 
– легкие (средней плотностью менее 1300 кг/м3); 
– особо тяжелые (средней плотностью более 2300 кг/м3); 
б) шпаклевочные: 
– выравнивающие; 

1. Производство и использование в строительстве сухих смесей 

9 

– финишные; 
в) клеевые, для укладки: 
– облицовочных материалов (облицовочная плитка); 
– листовых материалов (гипсокартонные листы и т. п.); 
г) затирочные (шовные): 
– для узких швов (до 6 мм включительно); 
– для широких швов (более 6 мм); 
д) напольные: 
по назначению для устройства: 
– стяжек; 
– выравнивающих слоев (прослоек); 
– финишных покрытий; 
по способу укладки: 
– выравниваемые; 
– самовыравнивающиеся; 
е) ремонтные; 
ж) изоляционные: 
– теплоизоляционные (средней плотностью менее 500 кг/м3); 
– теплоизоляционно-конструкционные (средней плотностью бо
лее 500 кг/м3); 

– звукоизоляционные; 
з) биоцидные: 
– реставрационные, обеспечивающие соответствие механиче
ским свойствам реставрируемого объекта; аутентичность состава смеси; соответствие внешнему виду реставрируемого объекта; 

– санирующие для устройства базового сцепляющего слоя; вы
равнивающего влаго- и солеаккумулирующего слоя; отделочного паропроницаемого слоя; 

и) для фасадных теплоизоляционных композиционных систем 

с наружными штукатурными слоями для устройства: 

– клеевого слоя; 
– армированного базового штукатурного слоя; 
– выравнивающего слоя; 
– декоративно-защитного финишного слоя. 
Наиболее распространенной является классификация по виду вя
жущего, развиваемая в зависимости от его состава и технических харак

Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим 

10 

теристик. В настоящее время в России выпускаются в основном сухие 
строительные смеси с использованием строительного гипса, состоящего 
из β-полугидрата сульфата кальция (β-CaSO4·0,5H2O). Современная технология получения импортных сухих строительных смесей базируется 
на производстве многофазовых и модифицированных гипсовых вяжущих. Сложное (модифицированное) гипсовое вяжущее для изготовления 
ССС заданного назначения изготовляют смешиванием в заводских условиях тонкоизмельченных гипсовых вяжущих различных видов с функциональными добавками (ускорителями, пенообразующими, водоудерживающими и т. д.). Путем изменения соотношения компонентного 
и фазового состава изготовляют вяжущие с требуемыми свойствами: по 
срокам схватывания, водопотребности и прочности. В России недостаточно широко развито производство многофазовых гипсовые вяжущих 
из-за отсутствия отечественных модифицирующих добавок и технологий их производства. 

Ангидритовые вяжущие изготовляют путем смешивания низко- 

и высокообжиговых продуктов термообработки горных пород, содержащих сульфаты кальция. Они состоят из растворимого, труднорастворимого и нерастворимого ангидрита. В соответствии с областью 
применения ангидритовые сухие строительные смеси классифицируют по трем группам: 

1) общестроительные (немодифицированные растворные, кла
дочные растворные, штукатурные, декоративные штукатурные, шпатлевки, теплоизоляционные штукатурные, смеси для устройства полов); 

2) специальные сухие строительные смеси (ремонтные безуса
дочные и расширяющиеся, составы для торкрет- и набрызг-бетонов, 
сухие краски); 

3) сухие строительные смеси общетехнического назначения (ог
незащитные). 

В соответствии с ГОСТ 31189–2015 по функциональному назна
чению ангидритовые смеси делят: на выравнивающие, облицовочные, 
напольные, ремонтные, защитные, декоративные, теплоизоляционные. 

Основной областью применения ангидритовых сухих строитель
ных смесей в настоящее время являются внутренние работы (выполнение работ в помещениях с положительной температурой и относительной влажностью менее 60 %), а также работы в условиях повышенных 

1. Производство и использование в строительстве сухих смесей 

11 

(более 30 °С) или высоких (выше 100 °С) температур. В настоящее время ангидритовые вяжущие используются в составе штукатурных растворных смесей (гипсовых, известково-гипсовых), шпатлевок для заделки швов, в мастиках для приклеивания облицовочных плиток, сухой 
гипсовой штукатурки и для устройства монолитных полов. 

Область применения ангидритовых смесей ограничена в связи 

с невысокой водостойкостью, прочностью и адгезией растворных покрытий из них к основанию, а также отсутствием нормативных документов 
на технические требования к материалам и методикам их испытаний. 

В последние годы расширяется номенклатура гипсовых строитель
ных материалов, т. к. изделия из гипсовых вяжущих отличаются низкой 
плотностью, достаточной прочностью, относительно низкой тепло- и звукопроводностью. Из них можно изготовлять архитектурные элементы 
любой формы и цвета. Кроме того, материалы на основе гипса огнестойки, способствуют поддержанию комфортного микроклимата в помещениях, благодаря хорошей паро- и воздухопроницаемости, а также способности поглощать влагу из воздуха и отдавать ее при снижении влажности. 

Малоизученными и неиспользуемыми в строительстве являются 

сухие строительные смеси на основе композиционных гипсовых и ангидритовых вяжущих. Использование таких вяжущих для изготовления сухих строительных смесей позволяет регулировать свойства сухих строительных смесей и расширить область их применения. 

«Гипсовые и ангидритовые вяжущие вещества – это вяжущие 

воздушного твердения и состоят в основном из полугидрата сульфата 
кальция (CaSO4·0,5H2O) или безводного сульфата кальция (CaSO4). 
В зависимости от условий термической обработки сульфатсодержащего сырья вяжущие подразделяют на низкообжиговые (гипсовые) 
и высокообжиговые (ангидритовые). Ангидритовые могут быть также 
безобжиговыми, полученными размолом природного сырья (ангидрита) с активаторами твердения» [1]. 

 
 
1.2. Перспективы использования сухих строительных смесей 

с гипсовыми и ангидритовыми вяжущими 

Строительной отрасли отводится важная роль в экономике Рос
сии. От ее успешного развития зависит выполнение стратегических 

Сухие строительные смеси с фторангидритовым вяжущим 

12 

задач по обеспечению в промышленности современной материальнотехнической базой, безопасной и комфортной средой жизнедеятельности и проживания людей [2]. Для ресурсного обеспечения и качественного выполнения работ на объектах строительства необходимо 
разработать строительные материалы с высокими технико-эксплуатационными характеристиками. «Для обеспечения устойчивого развития 
и повышения технико-экономической эффективности отечественного 
производства строительных материалов, а также энерго- и ресурсосбережения в строительстве зданий и сооружений необходимо решить 
ряд проблем» [3, 4]: 

– снижение материалоемкости возводимых зданий; 
– снижение энергоемкости и экологической нагрузки на окружаю
щую среду; 

– повышение производительности труда в производстве строи
тельных материалов, пожаробезопасности и санитарно-гигиенической 
комфортности среды жизнедеятельности человека. 

В настоящее время в строительстве для изготовления конструкци
онных и теплоизоляционных материалов в качестве вяжущего используется в основном портландцемент. Производство и применение портландцемента в строительстве составляет более 80 % от общего объема минеральных вяжущих. В 2018 г. общий объем производства цемента 
в России составил 53,8 млн т [5, 6]. Предприятия по производству цемента территориально размещены крайне неравномерно. Так, в Дальневосточном федеральном округе производится всего 2 % от общего объема 
изготовляемого цемента, что вызывает определенные трудности в обеспечении цементом стабильного качества объектов строительства на удаленных территориях в Сибири и на Дальнем Востоке. Следует также отметить, что производство портландцемента и изделий на его основе характеризуется высокими энергозатратами. Стоимость портландцемента 
и материалов на его основе существенно зависит от энергетических изменений на рынке. Так, стоимость цемента в 2018 г. по сравнению 
с 2016 г. увеличилась на 17,5 %, что, конечно, влияет на стоимость объектов строительства и жилья. Кроме того, при производстве цемента выделяются побочные продукты в виде газов и пыли в окружающую среду. 

Одним из направлений снижения цементоемкости строительной 

индустрии является расширение производства и применения гипсовых