Строительный гипс. Получение, свойства, применение.
Гипсовые вяжущие — группа воздушных вяжущих веществ, в затвердевшем состоянии состоящих из двуводного сульфата кальция (CaSO4 • 2Н2О), включает в себя собственно гипсовые вяжущие (далее для краткости — гипс) и ангидритовые вяжущие (ангидритовый цемент и эстрихгипс).
Гипс — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO4 • 0,5Н2О, получаемого низкотемпературной (< 200° С) обработкой гипсового сырья.
Сырьем для гипса служит в основном природный гипсовый камень, состоящий из двуводного сульфата кальция (CaSO4•2Н2О) и различных механических примесей (глины и др.). В качестве сырья могут использоваться также гипсосодержащие промышленные отходы, например, фосфогипс, а также сульфат кальция, образующийся при химической очистке дымовых газов от оксидов серы с помощью известняка. Все это указывает на то, что проблем с сырьем для гипсовых вяжущих нет.
Сырье - природный гипс: CaSO4*2H2O.
Низкообжиговый (150-160 градусов).
Получение гипса включает две операции:
- термообработку гипсового камня на воздухе при 150... 160°С; при этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция:
CaSO4 • 2Н2О → CaSO4 • 0,5Н2О + 1,5Н2О
- тонкий размол продукта, который можно производить как до, так и после термообработки; гипс - мягкий минерал (твердость по шкале Мооса - 2), поэтому размалывается он очень легко.
Таким способом производится основное количество гипса; обычно для этого используют гипсоварочные котлы. Гипс β-модификации далее для краткости будем называть просто «гипс».
Доступность сырья, простота технологии и низкая энергоемкость производства (в 4...5 раз меньше, чем для получения портландцемента) делают гипс дешевым и привлекательным вяжущим.
Свойства:
1) Водопотребность (нормальная густота) - количество воды, необходимое для получения теста нормалбной густоты (50-70% от массы сухого гипса).
CaSO4 * 0,5Н2О + 1,5 Н2О ---> CaSO4 * 2H2O.
2) Тонкость помола - насколько мелко измельчен гипс.
Проверка путем просеивания через сито № 0,2 (диаметр 0,2 мм). тонкость помола определяют по остатку на сите.
По тонкости помола делится на 3 группы:
- тонкого помола (остаток не < 2%),
- среднего помола (остаток до 14%),
- грубого помола (остаток до 23%).
3) Сроки схватывания.
Определяются началом и концрм схватывания (прибор Вика с иглой, шкала 40 мм).
Время начала схватывания - промежуток времени от момента затворения водой и до того момента, когда игла прибора не дойдет до на на 0,5 мм.
Время конца схватывания - промежуток времени от момента затворения водой и до того момента, когда игла прибора войдет в тесто на 0,5 мм.
По срокам схватывания гипс делится на 3 группы:
- быстротвердеющий (нач.схв не ранее 2 мин, конец схв не позднее 15 мин),
- нормальнотвердеющий (нач.схв не ранее 6 мин, конец схв не позднее 30 мин),
- медленно твердеющий (нач.схв не ранее мин, конец схв не нормируется).
4) Прочность - способность выдерживать нагрузку и не разрушаться.
Области применения. Главнейшая область применения гипса — устройство перегородок. Они могут быть заводского изготовления в виде панелей «на комнату», из гипсовых камней или из гипсокартонных листов. Последние также широко применяют для отделки стен и потолков. Гипсоволокнистые материалы используют как выравнивающий слой под чистые полы. Из гипса делают акустические плиты. В различных вариантах его применяют для огнезащитных покрытий металлических конструкций. Небольшое по объему, но важное направление использования гипса: декоративные архитектурные детали (лепнина) и скульптура.
Гипс используют для изготовления форм (например, для керамики) - формовочный гипс и в медицине для фиксации при переломах - медицинский гипс. Два последних вида гипса отличаются от строительного несколько повышенными требованиями к тонкости помола ихимическому составу.
Местные вяжущие материалы из гипсосодержащих пород. В районах Средней Азии и Закавказья применяют местные вяжущие — ганч и гажу. Их получают из пород, содержащих гипс (20...60 %) и глину (80...40 %). Ганч и гажа по свойствам напоминают обычный гипс, отличаясь от него более медленным схватыванием. Эти вяжущие используют для штукатурных и художественных работ.
Ангидритовое вяжущее и высокообжиговый гипс — медленносхва-тывающиеся и медленнотвердеющие вяжущие, состоящие из безводного сульфата кальция CaSO4 и активизаторов твердения.
Безводный сульфат кальция существует в природе в виде минерала - ангидрита, однако даже в тонкоразмолотом состоянии он не обнаруживает вяжущих свойств.
Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) получают обжигом природного гипсового камня CaSO4 • 2Н2О до высоких температур (800...950° С). При этом происходит его частичная диссоциация с образованием СаО. Последний служит активизатором твердения ангидрита. Окончательным продуктом твердения такого вяжущего является двуводный гипс, определяющий эксплуатационные свойства материала.
Технологические свойства эстрих-гипса существенно отличаются от свойств обычного гипса. Сроки схватывания эстрих-гипса: начало не ранее 2 ч, конец - не нормируется. Благодаря пониженной водопотребности (у эстрих-гипса она составляет 30...35 % против 50...60 % у обычного гипса) эстрих-гипс после затвердевания образует более плотный и прочный материал. Прочность образцов-кубов из раствора жесткой консистенции состава вяжущее: песок =1:3 через 28 суток твердения во влажных условиях — 10...20 МПа. По этому показателю устанавливают марку эстрих-гипса: 100; 150 или 200 (кгс/см2).
6. Строительная известь ( сырье, получение, свойства, применение, воздушная строительная известь, гашен., негашен.).