Гипс что это такое

Свойства строительного гипса, характеристики и его применение

Лепной кронштейн: в интерьере и на фасаде дома
Гипсовая лепнина со времен древнейших цивилизаций Ассирии,Египта, Крито-Микенской и до наших дней служила украшением фасадов и интерьеров храмов и дворцов. Среди множества декоративных элементов лепной кронштейн занимал особую позицию.

Потолочный плинтус: виды и их особенности
Популярность потолочных плинтусов сейчас на пике. Встречаются они в жилых помещениях, в офисах. Объясняется такая востребованность многими причинами, но главная из них — разнообразие материалов и форм изделий.

Потолочная розетка под люстру в интерьере: виды, критерии выбора, монтаж
Думая о лепнине, чаще всего люди представляют себе богатый карниз и потолочную розетку, как некий символ стиля. О том, какой может быть потолочная розетка (или розетт) под люстру, как подобрать медальон.

Что общего между недавно найденным древнеегипетским саркофагом и современными настенными покрытиями? И то, и другое сделано из одного материала. Сейчас его принято называть строительным гипсом. Информация из этой статьи поможет понять, почему его ценят мастера и архитекторы на протяжении нескольких тысячелетий.

Определение и основные характеристики

Строительный гипс – это природный минерал из класса сульфатов. Его химической формула CaSO₄·2H₂O (гидрат сульфата кальция). Так как в молекуле вещества содержится 2 атома воды, его также называют диаквасульфат кальция.

Мелкокристаллическая структура с большим количеством пор является и положительным качеством (дает легкость и устойчивость к высоким температурам), и отрицательным (не обеспечивает прочность и влагостойкость).

Оптимальная пористость изделия после отвердевания составляет 40-60%. Если она выше, изделие становится менее прочным и легко разламывается. Пористость зависит от количества воды, использованного при замешивании раствора.

Удельный вес материала – 2,6-2,75 г/см³. Плотность в рыхлом состоянии – 800-1100 г/м³, при уплотнении может достигать 1450 кг/м³.

Что представляет собой строительный гипс внешне? Это порошок довольно мелкого помола, обычно белый или сероватый, иногда с желтым или розовым оттенком. Запах очень слабый, усиливается при добавлении воды.

Жидкий раствор (тесто) представляет собой серую массу со специфическим запахом. После высыхания приобретает белый или светло-серый цвет, поверхность готового изделия гладкая на ощупь.

Марки

В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см. После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.

В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:

Технология производства

Месторождения природного гипса бывают осадочными, остаточными или метасоматическими (по типу формирования). В России крупные месторождения в основном осадочные. При разработке большинства залежей добыча ведется карьерным способом, но из-за природных условий на некоторых месторождениях приходится применять камерно-столбовой метод.

Добытое сырье доставляется на завод по переработке. Там оно измельчается сначала на шнековой дробилке, а затем на молотковой мельнице. После этого полученный порошок сушится и подвергается термической обработке – обжигу в специальных варочных котлах. Это самая распространенная технология производства строительного гипса, но есть и другие. Например, обжиг может проводиться во вращающихся печах или в мельницах совмещенного помола и обжига.

Чаще всего обжиг проходит при температуре 150-180°C. Сушка происходит двумя способами:

После обезвоживания химическая формула выглядит как CaSO₄·0,5H₂O. Полученный полуводный гипс измельчают в мелкий порошок и фасуют в бумажные или полиэтиленовые мешки.

Алебастр – другой материал или тот же?

Из-за возникающей временами путаницы нужно знать, чем строительный гипс отличается от алебастра. Недавно даже по ГОСТу они считались одним материалом, но сейчас принято их различать.

Во-первых, алебастром называют карбонат кальция (кальцит). Это довольно твердый минерал, который при этом хорошо поддается обработке. Именно из него мастера Древнего Египта и Греции создавали свои алебастрово-белые творения – скульптуры и сосуды, а средневековые строители использовали тонкие пластины алебастра вместо оконных стекол. В качестве отделочного и поделочного камня используется алебастр-оникс – разновидность природного алебастра с красивым мраморным рисунком. Сейчас его добывают в Северной Африке, Мексике и США.

Второе вещество, называемое алебастром – гипсовый алебастр, он же диаквасульфат кальция, то есть двухводный β-гипс. Его используют в строительстве как самостоятельный материал, вяжущую добавку и как сырье для производства строительных плит и блоков. Основное отличие алебастра от строительного гипса – ограниченная сфера употребления. Он не подходит для медицинских работ и производства формовочных изделий.

Фасованные мешки алебастра и гипса

Правильное хранение

За счет пористой структуры минерал легко впитывает влагу, поэтому существует ряд требований к его упаковке и хранению. Раньше основной упаковкой были бумажные мешки. Сейчас все чаще встречаются прочные мешки из полиэтилена, которые можно герметично закрыть, чтобы исключить попадание в порошок влаги. Но даже плотно упакованный порошок рекомендуется хранить в сухом вентилируемом помещении и избегать контакта мешков с землей.

Хранение строительного гипса

Даже правильно хранившийся порошок со временем слеживается и утрачивает свои свойства, но истечение срока годности не означает, что его нельзя использовать. Из-за такой неопределенности опытные мастера перед применением строительного гипса проводят его проверку. Для этого 100 г порошка разводят водой до густоты сметаны и наносят на гладкую поверхность с низкой адгезивностью, лучше всего металлическую или стеклянную. Если период затвердевания соответствует норме, смесь можно использовать без опасений.

Подготовка к нанесению или формовке

Смешиваясь с водой, полуводный гипс снова становится двухводным. Возникает вопрос: а зачем тогда нужны сушка и измельчение, если в итоге все возвращается к началу? Дело в том, что после обработки мелкокристаллическая структура материала становится более равномерной, уменьшается его пористость. Изделия из такого сырья крепче и долговечней, чем произведенные из необработанного.

Для получения рабочего раствора (теста) порошок аккуратно, небольшими порциями, засыпают в воду, непрерывно размешивая. Пропорции рассчитываются, исходя из чистоты сырья, тонкости помола, температуры воды. Нередко информацию о рекомендуемых пропорциях можно найти на упаковке, но как разводить строительный гипс, если такой информации нет?

В таких случаях действует усредненная формула: нужно взять 1 часть сухой смеси и 1 или 1,25 часть воды. В результате получится умеренно густое тесто, подходящее для большинства работ. Чем меньше воды, тем плотнее и прочнее получится изделие. Количество жидкости уменьшают с помощью специальных добавок: это может быть известь с глюкозой или мелассой, сульфитно-спиртовая барда и др.

Разведение строительного гипса

Разведение строительного гипса

Готовую смесь используют сразу после приготовления. Повторное перемешивание начавшей схватываться смеси не сделает ее пригодной для работы – наоборот, это ухудшит ее свойства и после застывания поверхность изделия или оштукатуренной стены быстро начнет трескаться и разрушаться. Попытки «обновить» готовую смесь добавлением воды или новой порции порошка приведет к таким же результатам.

Сроки схватывания

Строительный гипс относится к быстросхватывающимся вяжущим. В зависимости от марки, помола, количества воды для затвора, наличия примесей и добавок сроки схватывания могут изменяться.

По срокам схватывания он разделен на группы:

Изменение сроков схватывания

Обычно для затвора теста используют холодную воду. Теплая (40-45°C) вода ускоряет процесс схватывания, а использование горячей (90-100°C) воды останавливает его – при высоких температурах не происходит растворения полугидрата.

При выполнении некоторых работ требуется раствор с увеличенным или уменьшенным сроком схватывания. В таких случаях используют различные добавки. Их условно разделяют на 4 класса:

Скорость отвердевания можно замедлить и добавлением примесей-наполнителей. Это могут быть песок, опилки, шлак, другие мелкофракционные вещества.

Сроки высыхания

Отвердевание гипса происходит с выделением тепла, то есть это экзотермическая реакция. Это способствует тому, что за время высыхания он немного (до 1%) увеличивается в объеме. Это отличает его от других вяжущих, в том числе цемента, которые при отвердевании дают усадку.

Первая стадия отвердевания – схватывание. Полужидкая масса густеет, теряя пластичность, и становится более плотной. На второй стадии раствор становится твердым, но сохраняет рыхлую структуру. На третьей, финальной, стадии вместе с испаряющейся водой уходит рыхлость и материал окончательно твердеет, становясь прочным.

Сколько строительный гипс сохнет до полного отвердевания, зависит от марки, количества взятой для затвора воды и наличия добавок. В основном он набирает прочность через 20-30 минут после нанесения или отливки, а окончательное высыхание происходит через 2 часа.

Изменение прочности

Подготовленный для формовки, отделочных или строительных работ гипс может содержать примеси – песок, опилки, торф, костра – из-за чего он становится менее прочным. Особенно сильно прочность снижают органические наполнители. Но таким образом повышается адгезивность, то есть улучшается сцепляется с другими поверхностями.

Повысить прочность готового изделия можно с помощью других добавок. Это может быть негашеная известь, действующая как катализар ангидрита, или сульфитно-дрожжевая бражка, изменяющая процесс кристаллизации.

Достоинства

При выборе стройматериалов всего решающими факторами становятся его цена, простота в работе и быстрое отвердевание. Но стоит учитывать и другие, не менее важные характеристики строительного гипса:

Недостатки

Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:

Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.

Варианты применения

Гипс используется в строительстве самостоятельно и в качестве добавки к цементным смесям для повышения вязкости и лучшего сцепления с поверхностью. Также он нужен для изготовления строительных материалов. В их числе:

Применение строительного гипса в качестве штукатурки

Также распространено его применение в областях, далеких от строительства. К примеру, это удачное сырье для изоляционных материалов в нефтяной отрасли.

Источник

Гипс что это такое

Гипс это минерал, водный сульфат кальция.

Синонимы

Химический состав

В состав гипса входят следующие элементы: Са, S, O.

Окись кальция (СаО) 32,6%, трехокись серы (SO₃) 46,5%, вода (Н₂О) 20,9%. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки.

Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

Разновидности минерала

При 107oC частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

Формы нахождения

Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

Происхождение

Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.

Значительные массы гипса в осадочных породах образуются прежде всего в результате гидратации ангидрита, который в свою очередь осаждался при испарении морской воды; нередко при её испарении осаждается непосредственно гипс. Гипс возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100-150м.) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 × 2H2О. При этом происходят сильное увеличение объёма (до 30%) и, в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнёзда крупных, нередко прозрачных кристаллов.

Может служить цементом в осадочных породах. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами. Образуется в осадочных породах при выветривании сульфидов, при воздействии образующейся при разложении пирита сер­ной кислоты на мергели и известковистые глины. В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. В почвах аридной зоны формируются новообразования вторично переотложенного гипса: одиночные кристаллы, двойники («ласточкины хвосты»), друзы, «гипсовые розы» и т.д.

Местонахождения

В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из м-ния Гаурдак (Туркмения) и других м-ний Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.

Применение

Используется для получения строительного гипса, высокопрочного гипса, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего материала.

Источник

Гипс как сырье

ГИПС: горная порода и строительный материал

Легкий и экономичный в работе гипс применяется человечеством веками. Сегодня гипс – это один из самых распространённых строительных материалов. Он используется для декоративной отделки стен и потолков в современном дизайне интерьера, для производства гипсокартона, штукатурок, наливных полов, клеев и т.д.

Свое название гипс получил от греческого «γύψος» (gypsos). Именно греки одни из первых стали применять гипс в строительстве.

В Древнем Египте гипс использовался как раствор или штукатурка, а алебастр или селенит (разновидности гипса) — для изготовления статуэток, ваз, предметов интерьера и прозрачных пластин, которые устанавливались вместо оконного стекла. Римляне обнаружили, что при сильном нагреве гипса выделяется влага и получается идеальная штукатурка.

ФОРМУЛА И СТРУКТУРА ГИПСА

Гипс — это сульфат кальция (CaSO₄), который может присутствовать в разных модификациях с кристаллической водой (Н₂О):

Химический состав чистого гипса:

Гипс кристаллизуется в моноклинной сингонии. Поэтому кристаллы имеют пластинчатый, а иногда столбчатый или игольчатый (волокнистый) облик.

Мы видим на рисунке, что связанные между собой ионы Са 2+ и две анионные группы SO₄ 2- формируют двойные слои, окруженные молекулами воды. Таким образом ионы Са окружены двумя молекулами воды и шестью ионами кислорода группы SO₄, и образуется спайность по плоскости симметрии, располагаясь как пластинки или столбики в блестящие каскады.

СВОЙСТВА ГИПСА

Согласно генетической классификации горных пород гипс относится к породам осадочного происхождения. Действительно, гипс образовался путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.

Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. В природе встречаются также чешуйчатые породы гипса, самый знаменитый и ценный представитель которых «роза пустыни», стоимость некоторых экземпляров этого камня может достигать на аукционах сотни Евро.

Выдающиеся свойства и особенности гипса делают его важным минеральным строительным материалом, незаменимым для строительства современных зданий и сооружений.

По цвету кристаллы гипса различают от бесцветных и белых, до красноватых, желтоватых, бурых, голубых и серых тонов. Оттенок гипса зависит от примесей и включений, которые в небольшом количестве распределенные в гипсе не ухудшают свойства породы.

Гипсовые кристаллы при изломе характеризуются занозистым эффектом, а сама порода имеет стеклянный блеск.

Горная порода гипс

Горная порода гипс относится к породам осадочного происхождения. Образуется путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.

Селенит

Селени́т — морфологическая разновидность минерала гипс, отличается характерным параллельно-волокнистым строением агрегатов. В англоязычных источниках термин «селенит» (Selenite) принято использовать для обозначения всех прозрачных кристаллов и агрегатов гипса.

Алебастр

Алеба́стр (от греч. ἀλάβαστρος) — название двух различных минералов: гипса (диаквасульфата кальция) и кальцита (карбонат кальция). Первый — алебастр (алавастор), которым мы пользуемся в наши дни; второе — по большей части название материала в античности.

Гипсовый минерал «Роза пустыни»

«Роза пустыни» — нарицательное название разновидности минерала гипса, имеющего характерные сростки кристаллов гипса с примесями песка (розеток), внешне напоминающие цветок розы.

ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА

Помимо химически связанной (кристаллизационной) воды, гипс имеет и химически несвязанную (гигроскопическую) влагу

Она собирается на поверхности и в порах гипсового камня. Это же свойство сохраняется и в строительном гипсе, и в изделиях на его основе.

Как видно в разделе выше, в составе гипса содержится почти 21% воды. Поэтому материалы на основе гипса отличаются повышенными характеристиками в области огнезащиты и пожарной безопасности. Например, при нагревании гипсокартонного листа, толщиной 12 мм с 1 м 2 поверхности испаряется 2,5 л кристаллизационной воды. Для подогрева и испарения этого количества воды нужно более 7 000 КДж теплоты. Пока вся вода не испарится, температура изделия не превысит 100-110°C!

СУХИЕ СМЕСИ

3 дня, 20% теории, 80% практики

Номенклатура материалов и комплектных систем КНАУФ

Возможности и преимущества систем сухого строительства и штукатурных работ. Правильный подбор продукции КНАУФ для решения различных строительных задач.

КНАУФ Россия в социальных сетях

КНАУФ
в Facebook

КНАУФ
на YouTube

КНАУФ
ВКонтакте

КНАУФ
в Twitter

Полезные ресурсы и сервисы

Центр сертификатов

Call-центр

Советник

Калькулятор

При использовании функции «Поделиться» в социальных сетях Ваши персональные данные будут переданы в соответствующий сервис.
Активировать функцию «Поделиться»

Источник

Свойства, получение, применение строительного гипса

История гипса

Гипс образовался в результате испарения древнего океана около 150-200 миллионов лет назад. В природе он встречается в виде гипсового камня, который расположен в недрах земли.

Археологи находят строения из гипса на территориях современного Египта, Израиля, Малой Азии. Известно, что люди знали о его существовании и умело использовали еще во времена строительства древнеегипетских пирамид. Из Египта секреты производства гипса распространились на остров Крит, а оттуда в Древнюю Грецию – величайшую строительную империю.

На Крите наружные стены дворца царя Кносса были выполнены из гипсового камня, а швы заполнены раствором из гипса. Вскоре производство гипса появилось и в Древнем Риме. По мере завоевания Римской Империей стран Европы распространялась и информация о применении гипса в строительстве, отделке и изготовлении предметов быта. Однако после падения империи были утеряны все секреты его производства. Оно вновь было возобновлено только в 11 веке уже нашей эры. Удивительно, но древние гипсовые стяжки и кладки имели необыкновенную прочность, твердость и долговечность, сравнимую с современным бетоном. Секрет заключался в том, что наполнители и вяжущие были выполнены из одинакового по составу материала. Тонкость помола и невероятно низкое соотношение воды к гипсу (всего 0,4!) – еще одна причина высокой прочности древних строений из гипса.

В наше время плотность гипса и его прочность абсолютно другая, гораздо ниже, чем в древности.

Разновидности гипса

Гипс – это первое вяжущее вещество, полученное человеком. Строительное минеральное вяжущее – это порошкообразное вещество, которое после смешивания с водой превращается в пластичную, гибкую массу и постепенно застывает до каменного состояния.

Основу любого строительства составляют вяжущие вещества. Они используются для производства строительных растворов, изготовления плит.

Гипсовое вяжущее – это искусственно полученное вяжущее путем обжига. Оно состоит из полуводного гипса, который при термообработке (105-200°С) превращается в двуводный:

Строительный гипс может быть как природного, так и промышленного происхождения.

Его получают как из природного гипсового камня, так и из химических отходов. Смысл операции заключается в исключении воды (дегидратации) из гипсового состава при повышении температуры. Человечество открыло этот нехитрый способ получения около 20 тысяч лет назад. Люди заметили, что после обжига гипс превращался в порошок, а затем после дождя вновь трансформировался в камень.

По способу получения гипс бывает α или β-модификации.

Для очищения и получения высокопрочного гипса α-модификации сырье нагревают в автоклавах без доступа воздуха под давлением при температуре 95-130°, вода удаляется капельным путем. Полученный полуводный гипс отличается высокой прочностью и качеством. Однако дороговизна и сложность его получения сказывается на его себестоимости.

Гипс β-модификации получают в открытых печах при более высоких температурах 150-180°С. Двуводный гипс нагревают, вода превращается в пар и при выходе из сырья образует огромное количество мельчайших пор, которые значительно ухудшают его качество. Измельченный гипс β-модификации называют строительным или алебастром. Формовочным называется гипс β-модификации более тонкого помола, медицинским – из хорошего чистого сырья с мелким помолом.

Разница между гипсом альфа и бета модификации состоит только в способе производства и полученном результате.

Алебастр – это разновидность природного зернистого гипса с более мелким строением зерна. Алебастр относят к строительному гипсу, однако нельзя любой зернистый гипс считать алебастром.

Алебастр – это быстротвердеющий вяжущий материал, в составе которого полуводный сульфат кальция CaSO4 • 0,5Н2О. Он относится к гипсу β-модификации, поскольку производится в открытых печах.

Ангидрит – это безводный гипс природного происхождения. Он отличается длительным схватыванием и твердением, в его составе безводный сульфат кальция CaSO₄ и активатор твердения CaO.

Эстрих-гипс получают путем обжига природного гипсового камня при t°=800-950°С. Дополнительным веществом при его диссоциации является оксид кальция CaO, который выступает активизатором затвердения ангидрита.

В результате обжига получают двуводный гипс, который обладает улучшенными свойствами по сравнению с обычным:

— Пониженная водопотребность 30-35% против обычных 50-60%;

— Длительные срок схватывания: начало не ранее 2 часов;

— Высочайшая прочность 10-20 МПа через 28 суток.

На рубеже XIX-XX вв. эстрих-гипс применяли для получения основания под чистый пол, кладочных работ, производства искусственного мрамора.

Гипсовые вяжущие – это вещества на основе полуводного гипса или ангидрита, которые называются воздушными вяжущими.

Их делят на три группы в зависимости от способа производства:

Представители I и II групп являются невлагостойкими (НГВ), основная часть представителей III группы относится к влагостойким вяжущим (ВГВ).

В свою очередь, вяжущие, получаемые путем термообработки, делят на низкообжиговые и высокообжиговые.

К первым относятся вещества, получаемые при t°=120-180°C:
строительный гипс, включая алебастр, формовочный, высокопрочный, медицинский гипс. Они обладают невысокой прочностью и быстрой схватываемостью.

К высокообжиговым относятся вяжущие, полученные при t°=600-900°С:
ангидритовый цемент, эстрих-гипс и отделочный цемент. Они отличаются высокой плотностью, прочностью и медленным твердением.

Свойства строительного гипса

Гипс обладает большим набором свойств, по которым его можно классифицировать.

Степень помола

Степень помола – одна из важнейших характеристик для классификации гипса. Она бывает трех видов, ее определяют по % соотношению остатка после просеивания через сито, размер ячеек которого равен 0,2 мм.

Степень помола	Индекс степени	Max остаток на сите, не более %
Грубый	I	23
Средний	II	14
Тонкий	III	2

Прочность на сжатие и изгиб

Марка	Min предел при сжатии	Min предел при изгибе
Г-2	;2(20)	1,2(12)
Г-3	3(30)	1,8(18)
Г-4	4(40)	2,0(20)
Г-5	5(50)	2,5(25)
Г-6	6(60)	3,0(30)
Г-7	7(70)	3,5(35)
Г-10	10(100)	4,5(45)
Г-13	13(130)	5,5(55)
Г-16	16(160)	6,0(60)
Г-19	19(190)	6,5(65)
Г-22	22(220)	7,0(70)
Г-25	25(250)	8,0(80)

Водопотребность гипса

Важнейший показатель «прочность» гипса зависит от его водопотребности (соотношение массы воды к массе вяжущего) при его производстве, которая выражается в процентном соотношении. Для получения стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового вяжущего методом литья при формировании изделий из гипса используют 60-80% воды к массе строительного/формовочного и 35-45% к массе высокопрочного гипса.

Для получения гипсового вяжущего β-модификации требуется 18,6% воды. Излишки воды образуют мельчайшие поры в полученном составе. После затвердения массы вода испаряется, а оставшиеся поры в гипсовых изделиях составляют 50-60% от общего объема. Пористость гипса значительно ухудшает его свойства, уменьшает прочность, поэтому нужно стремиться к тому, чтобы уменьшить количество воды при затворении гипса.

Для сокращения водопотребности массы в ее состав добавляют пластификаторы (разжижители), которые улучшают пластичность и подвижность вяжущего, оставляя прочностные характеристики без изменений. Перечислим самые известные пластификаторы: глюкоза, меласса, декстрин, двууглекислая сода, глауберова соль, сульфитно-спиртовая барда и др. Полученные материалы называют гипсополимеры. Из них, например, производят кирпич в стиле лофт (гипсовую плитку), широкий ассортимент которой представлен в нашем интернет-магазине. Здесь вы сможете выбрать и купить гипсовый кирпич и панели 3D из гипса.

0,1% раствор хлорида кальция при варке гипсового камня благоприятно сказывается на его свойствах, сокращая водопотребность и увеличивая скорость схватывания гипса.

Гипсовые вяжущие не стоит долго хранить на открытом воздухе, поскольку их качественные характеристики значительно меняются. Потеря водопотребности ведет к их искусственному состариванию, что искажает результаты стандартных проверок.

Иногда для сокращения водопотребности и увеличения гибкости и прочности теста инициируют пароувлажнение не более 5% воды от общей массы. Однако не следует злоупотреблять и держать гипсовые вяжущие вблизи паров более 3 месяцев, поскольку это ведет к потере его свойств.

Горючесть

Гипсовые изделия не горят, не поддерживают горение, тормозят нагревание в силу присутствия пор, а при высоких температурах еще и выделяют воду.

Морозостойкость

Гипсовое вяжущее выдерживает более 15-20 циклов замораживания-размораживания.

Армирование

Дерево и его производные отлично сцепляются с гипсом и служат надежной арматурой, в отличие от металла, который подвергается сильной коррозии в нейтральной среде из-за способности гипса впитывать влагу.

Схватывание гипса

Температура воды также влияет на скорость схватывания. Рекомендуется применять холодную воду для более быстрого затвердевания массы.

Для замедления процесса затвердевания применяют различные компоненты: борную кислоту, буру, столярный клей, сульфитноспиртовую барду (ССБ), технический лигносульфонат (ЛСТ), полимерные дисперсии, кератиновый замедлитель.

Реакция твердения гипса

Реакция превращения пластичной массы из гипса в твердое состояние состоит из перехода полуводного гипса в двуводный:

После смешения полуводного гипса с водой он растворяется, образуя раствор, и молниеносно гидратируется. Двуводный гипс превращается в осадок, а молекулы полуводного гипса продолжают реакцию растворения и превращения в двуводный и т.д. По окончании реакции через 1-2 часа ее результатом становится получение кристаллического отростка из молекул двуводного гипса. Значительную часть в составе полученных кристаллов составляет вода, которая после высыхания испаряется, а затвердевший гипс становится прочнее в 1,5-2 раза.

Главная причина наличия свободной воды в твердом гипсе заключается в том, что для его гидратации требуется всего 20% воды, а для получения гипсового теста 50-60%. Эта разница в 30-40% воды – головная боль производителей. Именно оставшаяся влага образует поры в полученном гипсе, а излишняя пористость изменяет его свойства в худшую сторону.

Методика получения α-модификации частично решило эту проблему, поскольку водопотребность полученного гипса снизилась и составила 30-40%. Полуводный гипс α-модификации относится к высокопрочному, он менее пористый, более твердый и имеет пониженную водопотребность. Но из-за дороговизны и сложности его получения широкое распространение он не получил.

Производство строительного гипса

В качестве сырья для производства строительного гипса используют либо природный гипсовый камень, либо гипсовые отходы химической промышленности.

Природный гипсовый камень имеет формулу Ca₂SO₄*2H₂O (двуводный гипс) плюс примеси: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃. Он имеет 4 сорта в зависимости от содержания сульфата кальция (Ca₂SO₄*2H₂O):

Промышленные отходы, содержащие гипс, также активно применяются для получения строительного гипса, например, фосфогипс, фторогипс, борогипс и др.

Ca5(PO4)3F + H2SO4 → H3PO4 + HF + CaSO4 * nH2O

Чтобы получить гипсовое вяжущее из сырья, первоначально нужно произвести его дегидратацию (отщепление молекул воды), которую мы уже подробно описали в получении α и β-модификаций.

Схематично это выглядит так:

Практически в промышленности используют более высокие температуры и в зависимости от условий и степени нагревания получают полуводный сульфат кальция α или β-модификаций, α и β- растворимый ангидрит, нерастворимый ангидрит.

Производители больше применяют полугидрат β-модификации, не смотря на большую его водопотребность и меньшую прочность. Это связано с более простой технологией и меньшей себестоимостью.

Формула получения полугидрата:

2(CaSO4 * 2H2O) => 2CaSO4 * H2O + 3H2O

Та же реакция, отраженная более условно:

CaSO4 * 2H2O => CaSO4 * 0,5H2O + 1,5H2O

Поскольку в реальности приходится использовать более высокие температуры, чем нужно для получения полугидрата, строительный гипс в своем составе имеет растворимый и нерастворимый ангидрит, что ведет к изменениям свойств гипса:

Пережженный строительный гипс со временем становится еще более качественным и прочным, а недожженный – наоборот: дольше схватывается, теряет прочность.

Содержание в строительном гипсе ангидрита растворимого и влажного гипса ускоряет процесс схватывания, потому что ангидрит мгновенно растворяется и становится двуводным, а сырой гипс превращается в сросток кристаллов.

Для получения строительного гипса применяют вращающиеся печи, варочные котлы (самый распространенный вариант), устройства для обжига и помола.

По видам операций процесс производства делится на несколько стадий:

Гипсовый камень подвергается дроблению на молотковой или щёковой дробилке;

Перемалывается и сушится в шахтной мельнице;

Нагревание в варочном котле или автоклаве;

Повторное перемалывание в шаровой мельнице.

Области применения гипса:

shop@lazarty.ru

messengers

8(901)5539542

г. Москва, МКАД, 95-й км, Ярославский тракт-терминал.

г. Сергиев Посад, Новоугличское шоссе, д. 73/B1.

Источник