Гипсовые вяжушие вещества

Гипс, как и воздушная известь, известен давно. Так, например, пирамида Хеопса в Египте (одно из семи чудес света) была построена более 4100 лет назад. Ее каменные блоки скреплялись гипсовым раствором.

Гипсовые вяжущие вещества подразделяются на строительный гипс и ангидритовые вяжущие вещества.

Строительный гипс иногда называют алебастром (греч. alebastros — белый). Это минеральное вяжущее воздушного твердения образуется путем тепловой (140... 190 °С) обработки и помола природного гипсового камня (CaS04 * 2Н20). При этом происходит частичная дегидратация двуводного гипса с переходом его в полу водный гипс:

При осуществлении этого процесса в котлах выделяется водяной пар (поэтому говорят, что гипс «варят»).

Процесс твердения гипса характеризуется значительным выделением тепла, что вызывает повышение температуры до 50 °С и увеличение объема затвердевающей массы до 1 % .

Гипс — быстросхватывающееся вяжущее, что затрудняет ведение строительных работ. Для замедления схватывания чаще всего используют кератиновый и известково-клеевой замедлители (0,1...0,5 %).

При производстве работ в зимнее время, наоборот, для ускорения схватывания используют двуводный гипс и поваренную соль NaCl (0,5...2 %).

Основными свойствами гипсовых вяжущих, определяющими их качество, являются: водопотребностъ, сроки схватывания, тонкость помола и прочность при сжатии и изгибе.

Гипсовые вяжущие в воде снижают прочность вследствие растворения своей кристаллической структуры. Поэтому для повышения водостойкости гипсовых вяжущих в их состав вводят портландцемент, известь-кипелку, тонкомолотый доменный гранулированный шлак; покрывают изделия из гипса водоотталкивающими пленками и водозащитными слоями; пропитывают синтетическими смолами.

На основе гипсовых вяжущих изготавливают смешанные вяжущие вещества (гипсоцементно-пуццолановые, гипсоизвестковые, гипсошлаковые и др.).

В зависимости от способа обработки сырья гипсовое вяжущее может быть двух видов: а- и (3-полугидраты. Если тепловая обработка сырья идет при атмосферном давлении и вода выделяется в виде пара, то образуется ^-модификация CaS04 • 0,5Н2О. Этот гипс характеризуется мелкокристаллической структурой и повышенной водопотребностью.

Для получения ^-модификации полуводного гипса природный гипс нагревают в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой, с удалением воды в виде перегретого пара (рис. 4.3).

Схема производства строительного гипса с применением варочных котлов

Рис. 4.3. Схема производства строительного гипса с применением варочных котлов:

I — мостовой грейдерный кран; 2 — бункер гипсового камня; 3 — лотковый питатель; 4 — щековая дробилка; 5 — ленточные конвейеры; 6 — шахтная мельница; 7 — тарельчатый питатель; 8 — бункер гипсового щебня; 9 — сдвоенный циклон; 10 — батарея циклонов;

II — вентилятор; 12 — рукавные фильтры; 13 — пылеосадительная камера; 14 — шнеки; 15 — бункер сырого молотого гипса; 16 — скребковый конвейер; 17 — бункер готового гипса; 18 — элеватор;

19 — гипсоварочный котел; 20 — камера томления

При тепловой обработке паром под давлением 0,2...0,3 МПа в герметически закрывающихся аппаратах образуется a-модификация CaS04 • 0,5Н2О, которая состоит из более крупных кристаллов. Вода из гипсового камня выделяется в виде жидкости. Этот гипсовый материал является более прочным и быстротвердеющим вяжущим из-за низкой водопотреб- ности.

Ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) получается в результате обжига природного гипса при 600...700 °С до полной гидратации, т.е. до образования ангидрита, с одновременным помолом совместно с некоторыми добавками — активаторами (рис. 4.4).

Ангидритовое вяжущее медленно схватывается и твердеет, поэтому к нему необходимо добавлять активаторы твердения. Например, природный безводный ангидрит даже в тон- коразмолотом состоянии не обнаруживает вяжущих свойств. В качестве активаторов используют щелочные добавки: известь (3...5 %) или основные шлаки (10...15 %), а также растворимые сульфаты — Na2S04, A12(S04)3, FeS04 (0,5...1 %).

Схема производства строительного гипса путем одновременного обжига и помола в шаровой мельнице

Рис. 4.4. Схема производства строительного гипса путем одновременного обжига и помола в шаровой мельнице:

1 — смесительная камера; 2 — тарельчатый питатель; 3 — бункер; 4,6 — шнеки; 5 — циклон; 7 — склад готовой продукции; 8 — сепаратор; 9 — шаровая мельница

В присутствии указанных добавок ангидрит, взаимодействуя с водой, способен схватываться и твердеть.

Предел прочности при сжатии у ангидритового вяжущего («ангидритового цемента») составляет 10...20 МПа, начало схватывания наступает не ранее 30 мин, конец — не позже суток.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) получают при обжиге гипсового сырья при температуре 850...900 °С. При этом идет его частичная диссоциация с образованием СаО, который служит активатором твердения ангидрита. Начало схватывания наступает не ранее чем через 2 ч, конец схватывания не нормируется.

В связи с пониженной водопотребностью (у эстрих-гип- са она составляет 30...35 %, а у обычного гипса — 50...60 %) эстрих-гипс после затвердевания обладает большей плотностью и прочностью. Затвердевший высокообжиговый гипс имеет высокую прочность (15...30 МПа), малую теплопроводность, хорошую звукопоглощаемость.

Отделочный ангидритовый цемент получают из чистых разновидностей природного гипса путем одно- или двукратного обжига при температуре 600... 700 °С с обработкой до обжига или после него алюмокалиевыми квасцами, бурой или другими солями. Отделочный цемент имеет белый цвет и применяется для отделочных работ, в частности для получения искусственного мрамора.

Строительный гипс широко применяют для приготовления штукатурных растворов, для внутренней отделки стен и потолков в помещениях с нормальной влажностью. Свыше 90 % всего вырабатываемого гипса поступает на строительство в виде эффективных готовых изделий заводского изготовления.

Из гипсовых и ангидритовых вяжущих материалов изготавливают различные строительные детали и архитектурнодекоративные изделия: перегородочные плиты, сухую штукатурку, вентиляционные короба, карнизы, искусственный мрамор и т.д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >