Воздушные вяжущие вещества. Гипс

Гипсовые вяжущиеделят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Н и з к о о б ж и г о в ы е гипсовые вяжущие получают при нагреве двуводного гипса (CaSO4*2H2О) до температуры 15О...16О°С. При этом происходит частичная дегидратация двуводного гипса с переходом его в полуводный гипс CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O. К низкообжиговым вяжущим относятся: строительный, формовочный, высокопрочный и медицинский гипс. С ы р ь ё м для производства низкообжиговых вяжущих является природный гипсовый камень (CaSO4*2H2О,)а также отходы промышленного производства, содержащие сульфат кальция -CaSO4

В ы с о о б ж и г о в ы е (ангидритовые) вяжущие получают термической обжигом двуводного гипса (CaSO4*2H2О) при более высокой температуре – 600...900°С, При этом двуводный гипс полностью теряет химически связанную воду, в результате чего образуется водный сульфат кальция – ангидрид CaSO4 К высокообжиговым вяжущим относятся: ангидритовый цемент и эстрих-гипс. С ы р ь ё м для производства высоко-обжиговых вяжущих является ангидрит CaSO4, а также отходы промышленного производства, содержащие сульфат кальция -CaSO4.

Строительный гипс

Строительным гипсом или алебастром (ГОСТ 125-79) называют воздушное вяжущее вещество, получаемое путем термической обработки природного двуводного гипса - сульфата кальция CaSO4*2H20 при температуре 150 - 180°С до превращения его в полуводный гипс - сульфат кальция CaSO4*0,5H2O, с последующим помолом в тонкий порошок. CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O,

Производство строительного гипса состоит из дробления, тонкого помола и термической обработки гипсового камня.

Существует 2 способа производства строительного гипса:

- при обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой при температуре 150 - 160°С, когда вода из сырья удаляется в виде пара, и гипсовые вяжущие состоят в основном из мелких кристаллов β-модификации.

- в шахтных или аэробильных мельницах с последующим обжигом при температуре 100°С измельченного продукта в гипсоварочных котлах или печах.

Строительный (полуводный) гипс представляет собой порошок белого или серого цвета. Цвет гипса зависит от количества примесей в гипсовом камне и чистоты обжига. При производстве гипса допускается вводить добавки в целях регулирования сроков схватывания и улучшения физико-механических свойств гипса.

Запомни!- Формула строительного гипса - CaSO4*0,5H2O - Формула природного двуводного гипса (из чего получают строительный гипс) - CaSO4*2H2О, - Реакция получения строительного гипса CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O,

Оценки качества строительного гипса

Качество строительного гипса определяют по следующим показателям:

- по тонкости помола; - по нормальной густоте гипсового теста;

- по срокам схватывания; - по прочности при сжатии.

1) В зависимости от качествастроительный гипс может быть двух сортов: Табл.1 Сорта качества гипса Показатель 1 сорт 2 сорт Тонкость помола по остатку на сите № 02, в процентах, до 15 до 30 Предел прочности при сжатии образцов в н/м2*105 до 45 до 35

2) В зависимости от степени помола строительный гипс имеет следующие три группы: Табл.2 Группы гипса по степени помола Группа Остаток на сите, % Степень помола I не более 23 % Грубый II не более 14 % Средний III не более 2 % Тонкий

3) В зависимости от сроков схватываниястроительный гипс имеет три группы: Табл. 3Группы строительных гипсов в зависимости от сроков схватывания Группы гипсов А-быстротвер-деющая Б- нормальнотвер-деющая В- медленнотвер-деющая Начало схватывания не ранее 2 мин не ранее 6 мин не ранее20 мин Конец схватывания до 10 мин от 10 до 30 мин) не нормируется

4) В зависимости от предела прочности гипс имеет следующие марки: Табл. 4 Марки гипсов в зависимости от пределов прочности образца на сжатие и изгиб Марка гипса Предел прочности в МПа, не менее Марка гипса Предел прочности в МПа, не менее Марка гипса Предел прочности в МПа, не менее при сжатии при изгибе при сжатии при изгибе при сжатии при изгибе Г-2 1,2 Г-6 3,0 Г-16 6,0 Г-3 1,8 Г-7 3,5 Г-19 6,5 Г-4 2,0 Г-10 4,5 Г-22 7,0 Г-5 2,5 Г-13 5,5 Г-25 8,0 Примечание. Например, гипс марки Г5 имеет предел прочности на сжатие 5МПа и предел прочности на изгиб 2,5МПа (Преимущество остаётся за пределом прочности на сжатие.)

Схватывание и твердение строительного гипса

Схватывание и твердение строительного гипса заключается в том, что при смешивании с водой гипс образует пластичное тесто, превращающееся далее в твёрдое камневидное тело с определённой прочностью. Основная реакция процесса имеет следующий вид: CaSO₄*0,5H₂O +l,5H₂O = CaSO₄*2H₂O

При этом происходит выделение из раствора кристалликов гипса и их срастания. Процесс твердения гипса можно ускорить сушкой при температуре менее 65 градусов.

Начало схватывания гипса должно наступать не ранее 6 мин. и не позднее 30 минут после начала затворения водой. Сроки схватывания и твердения можно регулировать вводом NaCl, KCl, NaNO и других веществ, изменяющих растворимость CaSO₄*0,5H₂O в воде.

Формовочный гипс

Этот гипс отличается от строительного гипса более тонким помолом, большей прочностью. Получают его из гипсового камня, содержащего не менее 96%CaSO₄*2H₂O (т.е. примесей не более 4%)в варочных котлах при определённой длительности цикла и заданной температуре. Качество его выше строительного гипса.

Он состоит также как и строительный гипс из β-модификации CaSO₄* 0,5H₂O

(β-полугидрата) и характеризуется следующими данными:

- тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 не более 2,5%;

- начало схватывания – не ранее 5 минут;

- конец схватывания – не позднее 25 минут;

- предел прочности при растяжении через 1 сутки не менее 1,4 МПа, а через 7 суток – не менее 2,5 МПа

( от строительного гипса отличается меньшей толщиной помола, повышенной прочностью и не содержит примесей)

Формовочный гипс применяют для изготовления форм, моделей и изделий в строительной керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Изделия из фарфорофаянсовой и керамической массы отливают в формах из формовочного гипса. Гипсовая форма должна быть достаточно прочной и вместе с тем пористой, чтобы отсасывать воду из шликера и при этом не разрушаться.

Высокопрочный гипс

Высокопрочный гипсполучают термической обработкой высокосортно­го гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением 0,2...0,3 МПа при 124° С в течение 5 часов.

Он состоит из α- модификации CaSO₄*0,5H₂O. Прочность его достигает 15-40 МПа. Высокопрочный гипс выпускают в небольшом количестве и используют в металлургической промышленности для изготовления форм.

Ан­гидритовый цемент

Ан­гидритовый цемент состоит преимущественно из ангидрита CaSO₄ ("мертво-обожженного"). Его "оживляют" добавкой катализаторов, повышающих его растворимость и создающих условия для его гидратации. Такими катализа­торами являются СаО - 3...5% и др. ангидритовые цементы применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, бетонов, производства теплоизоляционных материалов, искусственного мрамора и других декоративных изделий.

Эстрих-гипс

Эстрих-гипс (высокообжиговый гипс) образуется при температуре 800,.1000° С, он состоит из ан­гидрита CaSO₄ и СаО (3,..5%), образующегося при разложении CaSO₄ (CaSO₄→CaO+-SO₃) и выполняющего роль катализатора твердения. Этот эле­мент медленно схватывается и твердеет.

Высокообжиговый гипс является разновидностью ангидритовых цементов. Он применяется для кладочных и штукатурных растворов, устройства мозаичных полов и др. Изделия из этого гипса по сравнению со строительным гипсом более морозостойкие, обладают повышенной водостойкостью и меньшей склонностью к пластическим деформациям.

Применение гипса

Строительный гипс – белое, экологически чистое, быстросхватывающее и быстро-твердеющее вяжущее вещество. Его применяют для изготовления строительных деталей и изделий, для наливных полов, клеевых композиций, лепных украшений, изготовление форм для литья художественной керамики, а также для штукатурных работ, Гипс не водостоек и не годится для производства внешних работ, но при добавлении цемента - он становится водостойким. Гипс широко используется в медицине. Гипсовые панели и перегородки хорошо поглощают звук. Гипс огнестоек и хорошо держит тепло. Кроме строительного гипса, находят применение (в ограниченных объемах) другие гипсовые вяжущие вещества: гипс формованный, гипс высокопрочный.