Вяжущее гипсовое – Гипсовые вяжущие вещества. Сырье ,понятие о производстве ,состав и разновидности. Твердение гипсовых вяжущих. Свойства,области применения.

Содержание

Гипсовые вяжущие вещества: описание,виды,применение,фото,видео | Строительные материалы

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(в строительной практике иногда используют устаревший термин алебастр от гр. alebastros — белый) — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO• 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.

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 β-модификации:

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.

Общая классификация минеральных вяжущих веществ

Минеральными вяжущими веществами называют тонкоизмельченные порошки, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, под влиянием физико-химических процессов переходящее в камневидное состояние. Это свойство вяжущих веществ используют для приготовления на их основе растворов, бетонов, безобжиговых искусственных каменных материалов и изделий. Различают минеральные вяжущие вещества воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие вещества твердеют, долго сохраняют и повышают свою прочность только на воздухе. К воздушным вяжущим веществам относятся гипсовые и магнезиальные вяжущие, воздушная известь и кислотоупорный цемент.

Гидравлические вяжущие вещества способны твердеть и длительно сохранять свою прочность не только на воздухе, но и в воде. В группу гидравлических вяжущих входят портландцемент и его разновидности, пуццолановые и шлаковые вяжущие, глиноземистый и расширяющиеся цементы, гидравлическая известь. Их используют как в надземных, так и в подземных и подводных конструкциях.

Наряду с этим различают вяжущие вещества, эффективно твердеющие только при автоклавной обработке — давлении насыщенного пара 0,8…1,2 МПа и температуре 170…200°С. В группу вяжущих веществ автоклавного твердения входят известково-кремнеземистые и известково-нефелиновые вяжущие.

Производство гипсовых вяжущих веществ.

Производство низкообжиговых гипсовых вяжущих чаще всего осуществляют в варочных котлах с соблюдением следующей последовательности операций: дробление природного гипса, совмещение помола и сушки, тепловая обработка.

По этой схеме гипсовый камень с помощью грейферного крана загружается в приемный бункер, после чего питателем подается в щековую дробилку, где он подвергается грубому измельчению-дроблению до кусков размером менее 40 мм. Затем раздробленный материал подается элеватором в расходный бункер, из которого материал при помощи питателя равномерно поступает в шахтную мельницу. В шахтной мельнице материал одновременно измельчается и подсушивается. Подогрев гипса облегчает размалывание и интенсифицирует последующий процесс обжига. Отработанные дымовые газы подают в шахтную мельницу по теплоизолированному газопроводу. Дымовые газы образуются в топке при сжигании твердого. Жидкого или газообразного топлива. Размолотый в порошок природный гипс, нагретый до температуры 70…90°С, уносится из шахтной печи и улавливается системой пылеулавливающих устройств (циклоны, рукавные фильтры), после чего порошок гипсового камня подается в гипсоварочный котел, где происходит обжиг (дегитратация) двуводного гипса по реакции:

CaSO4∙2H2O = CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O.

Дегидратация двуводного гипса начинается при температуре 75…80°С, однако в условиях производства удаление химически связанной воды довольно интенсивно происходит при температуре от 110 до 180°С.

Варочный котел представляет собой стальной цилиндр объемом от 3 до 15 м3, футерованный кирпичной кладкой. Внутри котла находятся четыре жаровые трубы и мешалка в виде вертикального вала с лопастями. Под котлом расположена топка. Топочные газы после обогрева днища поступают в кольцевые газоходы и омывают последовательно нижнюю, среднюю и верхнюю часть стенки котла, а также проходят через жаровые трубы нижнего и верхнего ярусов.

 

Предварительно измельченный и подсушенный порошок гипсового камня загружают через загрузочный люк в варочный котел, где в течение 1…3 часов двуводный гипс обезвоживается и превращается в полуводный. В процессе варки гипс интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества. После окончания варки гипс через разгрузочное отверстие в нижней части котла поступает в бункер томления и выдерживается там в течение 20…40 минут. Здесь за счет теплоты выгружаемого материала в нем продолжается дегидратация оставшихся в большом количестве зерен двуводного гипса. Из бункера томления гипс направляется на склад готовой продукции.

Также имеет распространение совместный помол и обжиг гипсового камня в шаровых мельницах. В них гипсовый камень измельчается, мелкие частицы его подхватываются потоком поступающих в мельницу горячих дымовых газов с температурой 600…700°С. Находясь во взвешенном состоянии, частицы гипсового камня обезвоживаются до превращения в полуводный гипс и выносятся дымовыми газами из мельницы в пылеосадительные устройства. Основное преимущество данного способа по сравнению с производством гипса в варочных котлах − более высокая производительность за счет непрерывности процесса производства.

Твердение строительного гипса.

При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, которое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Процесс твердения полуводного гипса происходит в результате гидратации полуводного гипса, т.е. присоединения к нему воды и перехода его в двуводный гипс:

CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O = CaSO4∙2H2O.

Процесс твердения можно разделить на три этапа. В первый период, начинающийся с момента смешивания гипса с водой, полуводный гипс растворяется. Одновременно он гидратируется, присоединяя 1,5 молекулы воды и превращаясь в двуводный гипс. Так как двуводный гипс менее растворим, чем полуводный, то образовавшийся вначале насыщенный раствор полуводного гипса становится пересыщенным по отношению к двуводному гипсу и тот выпадает из раствора. Во втором периоде вода взаимодействует с полуводным гипсом с прямым присоединением ее к твердому веществу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде мельчайших кристаллических частичек и к образованию коллоидной массы-геля. При этом происходит схватывание массы.

В третьем периоде коллоидные частички двуводного гипса перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, которые срастаются между собой с образованием кристаллических сростков, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности. Однако рассмотренные периоды не протекают в строгой последовательности, а налагаются один на другой.

 

Дальнейшее высыхание твердеющей массы приводит к значительному повышению прочности гипса. Для ускорения твердения применяют искусственную сушку гипсовых изделий при температуре не выше 60…65°С. При более высокой температуре может начаться процесс разложения двуводного гипса, сопровождаемый резким понижением прочности. При твердении гипс увеличивается в объеме до 1%, хорошо заполняя формы при отливке гипсовых изделий.

Свойства гипсовых вяжущих веществ.

Качество строительного гипса устанавливают на основании ГОСТ 125-79* «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и данных, полученных в результате определения: тонкости помола, нормальной густоты гипсового теста, сроков схватывания, предела прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 23789-79* «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».

Определение тонкости помола гипса.

Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Пробу вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1 г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (50±5) °С, высыпают на сито и производят просеивание вручную или на механической установке. Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г вяжущего. Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. В зависимости от степени помола различают виды вяжущих, приведенные в табл. 1.

Таблица 1.

Виды гипса в зависимости от степени помола (ГОСТ 125-79)

 

Вид вяжущего

Индекс степени помола

Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

Грубого помола

I

23

Среднего помола

II

14

Тонкого помола

III

2

 

Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста.

Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра (диаметром 50±0,1 мм и высотой 100±0,1 мм) при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен 180±5 мм. Количество воды является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и предела прочности. Количество воды выражается в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах.

Порядок проведения испытания следующий. В чистую чашку, предварительно протертую тканью, вливают воду, масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего. Затем в воду в течение 2-5 секунд всыпают от 300 до 350 г гипсового вяжущего. Массу перемешивают ручной проволочной мешалкой в течение 30 секунд, начиная отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают тканью. Через 45 секунд, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 секунд после окончания перемешивания цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту 15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение. Если диаметр расплыва теста не соответствует 180±5 мм, испытание повторяют с измененной массой воды до тех пор, пока не будет достигнут указанный диаметр расплыва. Затраченное количество воды выражают в мл на 100 г гипса. Эта величина характеризует нормальный расход воды для получения гипсового теста нормальной густоты (стандартной консистенции).

Определение сроков схватывания гипсового теста.

 Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной консистенции. Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста. Сроки схватывания гипсового теста определяют при помощи прибора Вика (см. рис. 1).

 

1— цилиндрический металлический стержень;2— обойма ста­нины;

3— стопорное устройство;4— указатель;5— шкала;6— пестик;7— игла

Рис. 1. Прибор Вика

Рис. 2. Коническое кольцо

Игла прибора Вика должна быть изготовлена из твердой нержавеющей стальной проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Диаметр иглы 1,1±0,02 мм. Высота рабочей части 50 мм.

Кольцо (см. рис. 2), предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластинку, заполняют тестом. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой 4-5 раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. После этого излишки теста срезают линейкой и заполненную форму на пластинке устанавливают на основании прибора Вика.

Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом. Погружение производят один раз каждые 30 секунд, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место поверхности теста.

Начало схватывания определяют числом минут, истекших от момента добавления вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластинки, а конец схватывания — когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм. Время начала и конца схватывания выражают числом минут.

 

В зависимости от сроков схватывания различаются виды вяжущих, приведенные в табл. 2.

Таблица 2. Виды вяжущих в зависимости

от сроков схватывания (ГОСТ 125-79)

 

Вид вяжущего

Индекс сроков

твердения

Сроки схватывания, мин

начало, не ранее

конец, не позднее

Быстротвердеющий

А

2

15

Нормальнотвердеющий

Б

6

30

 

Медленнотвердеющий

В

20

Не нормируется

 

Определение марки гипса. Марку гипса определяют на основании результатов испытания трех образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты, на прочность при изгибе и при сжатии. Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой от 1,0 до 1,6 кг. Гипсовое вяжущее в течение 5−20 секунд засыпают в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции. После засыпания вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 секунд до получения однородного теста, которым заливают форму (см. рис. 3).

Рис. 3. Форма металлическая для изготовления образцов.

Предварительно внутреннюю поверхность металлических форм слегка смазывают минеральным маслом средней вязкости. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхивают 5 раз, для чего ее поднимают за торцевую сторону на высоту от 8 до 10 мм и опускают. После наступления начала схватывания излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов. Через 15±5 минут после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний. Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции, производят через 2 часа после контакта гипсового вяжущего с водой.

Определение предела прочности на растяжение при изгибе.

 Для проведения испытаний образец устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведена на рис. 4.

Расчет предела прочности производят по формуле

 (1)

где  – разрушающая сила, Н;

–пролет между опорами, мм;

и – ширина и высота поперечного сечения балки, мм.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.

Рис. 4. Схема расположения образца при испытании на изгиб.

Определение предела прочности на растяжение при сжатии.

 Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами (см. рис. 5) таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 6). Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (10±5) кгс/смв секунду.

− верхняя плита пресса;2− пластинки;3− половина образца;4− нижняя плита пресса.

Рис. 5. Металлические пластины

для испытания образцов на сжатие.

Рис. 6. Схема расположения образца

при испытании на сжатие.

Предел прочности на сжатие одного образца определяют по формуле:

 (2)

где  – разрушающая сила, Н;

–рабочая площадь пластины, равная 25 см.

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов.

Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 3.

Табл. 3. Требования ГОСТ 125-79

к прочности образцов

 

Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, не менее, МПа (кгс/см2)

при сжатии

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)

характеристика, свойства, производство и применение

Строительные и другие материалы из гипса используются в различных отраслях народного хозяйства. Ими уже давно никого не удивишь. Но мало кто задумывается о том, что на самом деле представляет собой гипсовое вяжущее, что служит для него сырьем и как оно получается. А ведь для производства всех строительных материалов (штукатурок, кладочных растворов, штукатурных листов) и других деталей необходимо сначала подготовить сырье. Ведь характеристики готового материала в большой степени зависят от качества используемого сырья.

Понятие и состав

Вяжущее из гипса представляет собой воздушный материал, который состоит по большей части из двуводного гипса. Состав гипса также дополняют природный ангидрид и отдельные отходы промышленности, в состав которых входит сернистый кальций.

гипсовое вяжущее

В эту же группу также входят комбинированные вещества. В их составе — полуводный гипс, известь, доменные шлаки, цемент.

Сырьем для производства являются горные породы, содержащие сульфаты. ГОСТом определено, что для изготовления гипсового вяжущего может быть использован только гипсовый камень (соответствующий всем требованиям, которые предъявляются к нему ГОСТом 4013) или фосфогипс, также соответствующий требованиям нормативных документов.

Характеристика гипсовых вяжущих

Гипсовый раствор необходимо использовать до момента его полного затвердевания. Нельзя его размешивать после того, как процесс кристаллизации уже начался. Перемешивание вызывает разрушение образовавшихся связей между кристаллами каркаса. Из-за этого раствор теряет свои вяжущие способности.

Изделия из гипса не являются водостойкими. Но производители материала нашли выход из этой ситуации. Ученые определили, что различные добавки гипсовых вяжущих позволяют увеличить этот показатель. Поэтому в состав материала добавляют различные вещества: известь, измельченный доменный шлак, карбамидные смолы, органические жидкости, в состав которых входит кремний.

Использование гипсовых материалов не требует применения дополнительных наполнителей. Они не дают усадку, трещины на обрабатываемой поверхности не появятся. Гипсовые вяжущие, наоборот, увеличиваются в объеме после полного затвердевания. В некоторых ситуация добавляются деревянные опилки, костра, пемза, керамзит и другие материалы.

Еще одна особенность – гипсовые материалы ускоряют процесс коррозии черных металлов (гвоздей, арматуры, проволоки и так далее). Этот процесс происходит еще быстрее во влажных условиях.

Вяжущее из гипса быстро впитывает влагу и теряют свою активность. Поэтому при хранении и транспортировании необходимо соблюдать некоторые правила. Храниться материал может только в сухом месте. Даже при соблюдении этого правила, спустя три месяца хранения материал потеряет примерно тридцать процентов своей активности. Перевозят материал навалом или же запакованным в тару. При этом важно защитить его от мусора и влаги.

Производство

Для данного процесса необходимо выполнить следующие процессы:

  • дробление природного гипсового вещества;
  • сушка сырья;
  • воздействие температуры.

Гипсовый камень подается в бункер, откуда он попадает в дробилку. Там происходит его измельчение на части, размер которых не превышает четырех сантиметров. После дробления материал по элеватору отправляется в расходный бункер. Оттуда равными частями он поступает в мельницу. Там он подсушивается и измельчается до меньшей фракции. Сушка на данном этапе необходима для ускорения и облегчения процесса дробления материала.

твердение гипсовых вяжущих

В мельнице порошок разогревается до девяноста градусов. В таком состоянии он транспортируется в гипсоварочный котел. Именно там и происходит выделение воды из вещества в процессе обжига. Этот процесс начинается с невысоких температур (порядка восьмидесяти градусов). Но вода из материала лучше всего уходит при температурном диапазоне от ста десяти до ста восьмидесяти градусов.

Весь процесс обработки температурой делится на два этапа. Сначала в течение трех часов материал выдерживают в варочном котле. Там удаляется вода, и двуводный гипс превращается в полуводный. Все это время гипс помешивается для однородности нагревания. По окончании указанного времени, вещество в разогретом состоянии отправляется в так называемый бункер томления. Он уже не подогревается. Но за счет высокой температуры самого вещества там продолжается процесс дегидратации. На это уходит еще примерно сорок минут. После этого вяжущие материалы считаются готовыми. И их отправляют на склад готовой продукции.

Твердение материала

Твердение гипсовых вяжущих происходит при смешивании порошка с водой. При этом образуется пластичная масса, которая в течение нескольких минут затвердевает. С химической точки зрения, происходит процесс, обратный тому, что происходил в процессе производства. Только происходит он гораздо быстрее. То есть полуводный гипс присоединяет воду, в результате чего образуется двуводное гипсовое вещество. Весь этот процесс можно разделить на три этапа.

На первом этапе полуводное гипсовое вещество растворяется в воде с образованием насыщенного раствора двуводного гипса. Двугидрат обладает высоким показателем растворимости. За счет этого очень быстро происходит процесс перенасыщения раствора. Как результат – выпадение осадка, которым является двугидрат. Эти выпавшие частицы склеиваются между собой, тем самым начиная процесс схватывания.

свойства гипсовых вяжущих

Следующий этап – кристаллизация. Отдельные кристаллы вещества по мере роста начинают соединяться и образуют прочный каркас. По мере высушивания (удаления влаги) связи между кристаллами становятся прочнее.

Изменение скорости схватывания

Процесс схватывания можно ускорять или, наоборот, замедлять по необходимости. Делают это с помощью добавок, которые вводят в гипсовые вяжущие.

Виды добавок, которые ускоряют процесс схватывания:

  • вещества, которые увеличивают растворимость полугидрата: сульфат натрия или калия, поваренная соль и прочие;
  • вещества, которые в реакции будут являться центром кристаллизации: соли фосфорной кислоты, измельченный природный гипс и так далее.

Чаще всего используют измельченный гипсовый камень. Его частицы служат центрами кристаллизации, вокруг которых будет расти в дальнейшем кристалл. Большей эффективностью характеризуется «вторичный» гипс. Под ним понимают гипс, который уже проходит этап схватывания и твердения сернистого кальция. К такому виду можно отнести разбитые и измельченные изделия.

Замедляют процесс схватывания следующие вещества:

  • увеличивающие пластичность теста: раствор столярного клея в воде, хвойный настой, известково-клеевая эмульсия, ЛСТ и так далее;
  • росту кристаллов препятствует пленка, которая образуется на зернах полуводного гипса под воздействием таких веществ, как: бура, аммиак, кератиновый замедлитель, фосфаты и бораты щелочных металлов, лиловый спирт и другие.

Стоит отметить, что введение ускоряющих процесс добавок отрицательно сказывается на прочности гипса. Поэтому их использовать необходимо с осторожностью и добавлять в небольших количествах.

добавки гипсовых вяжущих

Время схватывания (твердения) во многом зависит от качества исходного сырья, времени и условий хранения, температуры, при которой происходит процесс соединения материала с водой, и даже времени перемешивания раствора.

Слишком короткое время схватывания обычно связывают с наличием в материале частиц двугидрата, которые остались там после обжига. Время схватывания также увеличится, если гипсовое вещество будет разогрето примерно до сорока пяти градусов. Если температуру материала увеличить еще сильнее, то процесс, наоборот, замедлится. Длительное перемешивание гипсовой смеси приведет к ускорению процесса схватывания.

Отличия теории и практики

Особенностью процесса твердения является то, что гипс, в отличие от других вяжущих, при затвердевании увеличивается в объеме (до одного процента). За счет этого для гидратации полуводного вещества необходимо примерно в четыре раза больше воды, чем должно быть в теории. В теории воды требуется примерно 18,6% от массы материала. На практике воду берут для получения раствора нормальной густоты в количестве до семидесяти процентов. Для определения водопотребности материала определяют объем воды в процентах от массы самого материала, который необходимо добавить для получения раствора нормальной густоты (диаметр лепешки 180+5 миллиметров).

Еще одно отличие практики заключается в том, что при удалении лишней воды во время сушки в материале образуются поры. За счет этого гипсовый камень теряет свою прочность. Устраняют этот момент дополнительной сушкой. Изделия из гипса высушивают при температуре, не превышающей семидесяти градусов. Если еще больше увеличить температуру, начнется реакция дегидратации вещества.

Влияние температуры на получаемое вещество

Для получения гипсового вяжущего гипсовый камень подвергают высоким температурам. В зависимости от значения этой температуры, гипсовое вещество может быть двух видов:

  • Низкообжиговые, для производства которых обработка сырья происходит под воздействием температуры от ста двадцати до ста восьмидесяти градусов. Сырьем в данном случае чаще всего является полуводный гипс. Основным отличием данного материала является высокая скорость затвердевания.
  • Высокообжиговые (ангидритовые), которые образуются в результате действия высокой температуры (свыше двухсот градусов). Затвердевает такой материал дольше. На схватывание также необходимо больше времени.

Каждая из этих групп, в свою очередь, имеет несколько различных материалов, входящих в нее.

Виды низкообжиговых вяжущих

Гипсовое вяжущее данной категории включает в себя следующие материалы:

  • Строительный гипс. Для его изготовления необходимо правильно отобрать сырье. Производство гипса для проведения строительных работ допустимо с использованием в качестве сырья вяжущего марки от пятой и выше, остаток которого на сите составляет не более двенадцати процентов. Для изготовления строительных изделий подходит вяжущее, относящееся к марке от второй до седьмой, независимо от времени схватывания и степени измельчения. Декоративные элементы изготавливаются из материалов тех же видов. За исключением веществ грубого помола и медленно схватывающихся. Гипсовые штукатурные смеси изготавливаются из веществ 2-25 марки, кроме вяжущего с грубым помолом и быстротвердеющего.
  • Высокопрочный гипс может характеризоваться одной из нескольких марок (с индексами от 200 до 500). Прочность данного материала составляет порядка 15-25 МПа, что значительно выше, чем у других видов.
  • Формовочный гипс отличается высокой степенью водопотребности и высокой прочностью в затвердевшем состоянии. Из него получают изделия из гипса: керамические формы, фарфоро-фаянсовые элементы и так далее.

Ангидритовые материалы

Данный вид, в свою очередь, образует два вещества:

  • ангидритовый цемент, получающийся при обработке температурой до семисот градусов;
  • эстрих-гипс, образующийся под влиянием на сульфат кальция температуры свыше 900 градусов.
технология гипсовых вяжущих

Состав гипса ангидритового включает: от двух до пяти процентов извести, смесь сульфата с купоросом (медным или железным) до одного процента, от трех до восьми процентов доломита, от десяти до пятнадцати процентов доменного шлака.

Ангидритовый цемент отличается медленным схватыванием (от тридцати минут до суток). В зависимости от прочности его делят на следующие марки: М50, М100, М 150, М200. Цемент данного вида широко используется при строительстве. Его используют для:

  • изготовления клеевого, штукатурного или кладочного раствора;
  • изготовления бетона;
  • производства декоративных элементов;
  • изготовления теплоизоляционных материалов.

Эстрих-гипс обладает следующими характеристиками:

  1. Медленным схватыванием.
  2. Прочностью до двадцати мегапаскаль.
  3. Низкой теплопрводностью.
  4. Хорошей звукоизоляцией.
  5. Устойчивостью к воздействию влаги.
  6. Морозоустойчивостью.
  7. Небольшой степенью деформации.

Это основные, но далеко не все достоинства, которыми обладает эстрих-гипс. Применение его основано на этих показателях. Он используется для штукатурки стен, производства искусственного мрамора, при возведении мозаичного пола и так далее.

Деление вяжущего на виды

Свойства гипсовых вяжущих позволяют разделить их на несколько различных групп. Для этого используют несколько классификаций.

По времени схватывания выделяют следующие группы:

  • Группа «А». В нее входят вяжущие, которые быстро схватываются. На это уходит от двух до пятнадцати минут.
  • Группа «Б». Вяжущие материалы данной группы схватываются за время от шести до тридцати минут. Их называют нормально схватывающимися веществами.
  • Группа «В», к которой относятся медленно схватывающиеся вяжущие. На схватывание необходимо более двадцати минут. Верхняя граница не нормируется.

Тонкость помола определяется по оставшимся на сите частицам. Связано это с тем, что на сите с размером ячейки 0,2 миллиметра всегда остаются гипсовые вяжущие. ГОСТ указывает на следующие группы:

  • Грубый помол или первая группа указывает на то, что на сите остается до двадцати трех процентов материала.
  • Средний помол (вторая группа), если на сите осталось не более четырнадцати процентов вяжущего.
  • Тонкий помол (третья группа) говорит о том, что остаток вещества на сите не превышает двух процентов.
гипсовые вяжущие виды

Материал испытывают на прочность при изгибе и сжатии. Для этого из гипсового раствора готовят бруски с размером 40 х 40 х 160 миллиметров. Спустя два часа после изготовления, когда процессы кристаллизации и гидратации завершаются, начинают испытания. Гипсовые вяжущие (ГОСТ 125-79) по прочности делятся на двенадцать марок. Они имеют индексы от двух до двадцати пяти. Значение предела прочности в зависимости от марок собраны в специальные таблицы. Ее можно увидеть даже в самом ГОСТе.

Основные параметры и виды материала можно узнать по его маркировке. Выглядит она примерно так: Г-6-А-11. Эта надпись будет означать следующее:

  • Г- гипсовое вяжущее вещество.
  • 6 – марка материала (означает, что прочность составляет более шести мегапаскаль).
  • А – определяет вид по времени схватывания (то есть быстротвердеющее).
  • 11 – указывает на степень помола (в данном случае средний).

Область применения гипсовых веществ

Технология гипсовых вяжущих позволяет получить материалы, пригодные к использованию в различных сферах. Наиболее широко гипс используется в строительстве. Масштабы его применения можно сравнить с использованием цемента. Гипсовое вяжущее обладает некоторыми преимуществами перед тем же цементом. К примеру, на его производство уходит меньше топлива почти в четыре раза. Он гигиеничен, устойчив к огню, обладает пористостью в пределах от тридцати до шестидесяти процентов, небольшой плотностью (до полутора тысяч килограмм на один кубический метр). Эти характеристики и обусловили область применения материала.

характеристика гипсовых вяжущих

Для штукатурных работ широко используется именно гипс. Применение его не зависит от марок материала. Используется вяжущее с тонким и средним помолом частиц, нормально и медленно схватывающееся. Гипс добавляется в штукатурку из известняка и песка. За счет этого улучшается прочность раствора после высыхания. А слой штукатурки на поверхности становится гладким и светлым, подходящим для дальнейшей финишной отделки.

Гипсовые вещества, относящиеся к маркам от Г-2 до Г-7, используются для изготовления перегородочных панелей, листов так называемой сухой штукатурки и других гипсобетонных изделий. Их добавляют в растворы для получения составов для внутренних работ.

Керамические, фарфоровые и фаянсовые изделия и детали изготавливаются с добавлением вяжущего из гипса, относящегося к маркам от Г-5 до Г-25. Вяжущее должно относиться к категории нормально схватывающихся и тонкомолотых веществ.

Гипсовое вяжущее используется для приготовления раствора, который используется при конопатке окон, дверей, перегородок. С этой целью подходят более низкие марки материала.

Как видно, характеристики гипсового вяжущего позволяют использовать материал с различными целями и в различных сферах деятельности. Это прочный, морозоустойчивый, гигиеничный, экологичный, огнеупорный материал. Его качественные характеристики определяются принадлежностью к определенной группе материалов по тому или иному признаку.

ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовые. Технические условия, ГОСТ от 19 июля 1979 года №125-79

ГОСТ 125-79

Группа Ж12

Технические условия

Gypsum binders. Specifications

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 125-79 с ГОСТ 125-2018 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________


ОКП 57 4431

Дата введения 1980-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19.07.79 N 123.

3. ВЗАМЕН ГОСТ 125-70, ГОСТ 5.1845-73

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2002 г.

Настоящий стандарт распространяется на гипсовые вяжущие, получаемые путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция и применяемые для изготовления строительных изделий всех видов и при производстве строительных работ, а также для изготовления форм и моделей в фарфоро-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности.

Стандарт соответствует требованиям СТ СЭВ 826-77 в части, указанной в приложении 2.

Требования к медицинскому гипсу должны быть установлены соответствующим нормативно-техническим документом, разработанным на основе СТ СЭВ 826-77.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Вяжущие должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. Для производства вяжущих применяют гипсовый камень по ГОСТ 4013 или фосфогипс по действующей нормативно-технической документации.

1.3. В зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл.1.

Таблица 1

Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см), не менее

при сжатии

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)

1.4. В зависимости от сроков схватывания различают вяжущие видов, приведенных в табл.2.

Таблица 2

Вид вяжущего

Индекс сроков твердения

Срок схватывания, мин

начало, не ранее

конец, не позднее

Быстротвердеющий

А

2

15

Нормальнотвердеющий

Б

6

30

Медленнотвердеющий

В

20

Не нормируют

1.5. Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие со сроками схватывания, установленными для нормальнотвердеющего гипса.

1.6. В зависимости от степени помола различают вяжущие видов, приведенных в табл.3.

Таблица 3

Вид вяжущего

Индекс степени помола

Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

Грубого помола

I

23

Среднего помола

II

14

Тонкого помола

III

2

1.7. Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие тонкого помола с максимальным остатком на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм не более 1%.

1.8. Изготовитель должен определять удельную поверхность вяжущего тонкого помола не менее одного раза в месяц и указывать ее значение в документе установленной формы.

1.9. Вяжущие, применяемые в фарфоро-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности, должны соответствовать дополнительным требованиям, указанным в табл.4.

Таблица 4

Наименование показателя

Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности

Вяжущие для других отраслей промышленности

Объемное расширение, %, не более

0,15

0,2

Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более

1,0

1,0

Содержание металлопримесей в 1 кг гипса, мг, не более

8

8

Водопоглощение, %, не менее

30

1.10. Вяжущие высшей категории качества должны удовлетворять дополнительным требованиям, указанным в табл.5.

Таблица 5

Наименование показателя

Вяжущие для изготовления строительных изделий и производства строительных работ

Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности

Марка вяжущего, не ниже

Г-5

Г-10

Максимальный остаток на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

12

0,5

Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более

0,5

Пример условного обозначения гипсового вяжущего прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см) со сроками схватывания: начало — 5 мин, конец — 9 мин и остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм 9%, т.е. вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола:

Г-5 А II

Примечание. Возможные области применения вяжущих указаны в приложении 1.

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

________________
* Правила приемки — по ГОСТ 26871.

2.1. Поставку и приемку вяжущего производят партиями. Партией считают вяжущее одного вида и одной марки.

Размер партии устанавливают в зависимости от годовой мощности предприятия в следующем количестве:

— до 200 т — при годовой мощности св. 150 тыс. т;

— до 65 т — при годовой мощности до 150 тыс. т.

При отгрузке вяжущего в судах размер партии устанавливают соглашением сторон.

2.2. Предприятие-изготовитель должно гарантировать и подтверждать документом установленной формы соответствие свойств вяжущего требованиям настоящего стандарта на основании результатов текущих испытаний.


2.3. Потребитель имеет право производить контрольную проверку соответствия свойств вяжущего требованиям настоящего стандарта, применяя при этом порядок отбора проб и методы испытаний по ГОСТ 23789.

При обнаружении несоответствия прочности вяжущего на изгиб или сжатие марке, указанной в соответствующем документе, она должна быть изменена в соответствии с фактической прочностью.

2.4. Отбор проб и методы испытаний вяжущих производят по ГОСТ 23789.

3. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

________________
* Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение — по ГОСТ 26871.

3.1. Вяжущие отгружают без упаковки или упакованными в мешки по ГОСТ 2226 и другую тару.

3.2. Вяжущие, применяемые для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности, а также для специальных целей, должны отгружаться только упакованными в мешки по ГОСТ 2226.

3.3 Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую отгружаемую партию документом установленной формы, в котором указывают:

— наименование организации, в подчинении которой находится предприятие-изготовитель;

— наименование и адрес предприятия-изготовителя;

— номер партии и дату выдачи документа;

— массу партии и дату отправки;

— наименование и адрес получателя;

— обозначение вяжущего по п.1.10 и результаты физико-механических испытаний;

— удельную поверхность для вяжущего тонкого помола;

— обозначение настоящего стандарта.

3.4. При транспортировании и хранении вяжущие должны быть защищены от увлажнения и загрязнения.

4. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

4.1. Предприятие-изготовитель должно гарантировать соответствие свойств гипсовых вяжущих требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

Гарантийный срок хранения вяжущих — 2 мес с момента изготовления.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Область применения вяжущих

Рекомендуемая марка и вид

1. Изготовление гипсовых строительных изделий всех видов

Г-2 — Г-7, всех сроков твердения и степеней помола

2. Изготовление тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей

Г-2 — Г-7, тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения

3. Производство штукатурных работ, заделка швов и специальные цели

Г-2 — Г-25, нормального и медленного твердения, среднего и тонкого помола

4. Изготовление форм и моделей в фарфоро-фаянсовой, керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также медицине

Г-5 — Г-25, тонкого помола с нормальными сроками твердения

5. Для медицинских целей

Г-2 — Г-7, быстрого и нормального твердения, среднего и тонкого помола

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 125-79 СТ СЭВ 826-77

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

Раздел, пункт ГОСТ 125-79

Раздел, пункт СТ СЭВ 826-77

1.3

1.1

1.4

1.2

1.6

1.3

1.10

1.4

2.1

2.1

2.2

2.2

2.3

2.3

3.1

4.1

3.3

4.2

3.4

4.4

4

5




Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

4. ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Гипсовыми вяжущими веществами называют воздушные вяжущие материалы, получаемые из природного двуводного гипса (CaSO4∙2H2O), природного ангидрита (CaSO4) и некоторых отходов промышленности, главной составной частью которых является сернокислый кальций.

В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие вещества подразделяют на низкообжиговые и высокообжиговые. Низкообжиговые гипсовые вяжущие, получаемые тепловой обработкой природного двуводного гипса в температурном интервале 120­­­­­−180°С, состоят в основном из полуводного гипса (CaSO4∙0,5H2O), характеризуются быстрым твердением. К ним относятся строительный и формовочный гипсы.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие. Во время обжига свыше 200°С природный двуводный гипс сначала полностью дегидратируется, а затем частично разлагается на окись кальция и серный ангидрид. Продукт, полученный при температуре 600−700°С, представляет собой ангидритовый цемент (CaSO4). При обжиге сульфата кальция при температуре свыше 900°С получают эстрих-гипс (CaSO4 и CaO). Гипсоангидритовый цемент и эстрих-гипс характеризуются более продолжительными по сравнению с низкообжиговыми гипсовыми вяжущими сроками схватывания и медленным твердением.

К гипсовым вяжущим веществам относятся также смешанные композиции, основной составляющей которых является полуводный гипс, а дополнительными составляющими − известь, цемент, измельченные гранулированные доменные шлаки. В зависимости от вида дополнительной составляющей различают гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ), гипсоизвестковые, гипсошлаковые и др.

Производство гипсовых вяжущих веществ. Производство низкообжиговых гипсовых вяжущих чаще всего осуществляют в варочных котлах с соблюдением следующей последовательности операций: дробление природного гипса, совмещение помола и сушки, тепловая обработка.

По этой схеме гипсовый камень с помощью грейферного крана загружается в приемный бункер, после чего питателем подается в щековую дробилку, где он подвергается грубому измельчению-дроблению до кусков размером менее 40 мм. Затем раздробленный материал подается элеватором в расходный бункер, из которого материал при помощи питателя равномерно поступает в шахтную мельницу. В шахтной мельнице материал одновременно измельчается и подсушивается. Подогрев гипса облегчает размалывание и интенсифицирует последующий процесс обжига. Отработанные дымовые газы подают в шахтную мельницу по теплоизолированному газопроводу. Дымовые газы образуются в топке при сжигании твердого. Жидкого или газообразного топлива. Размолотый в порошок природный гипс, нагретый до температуры 70…90°С, уносится из шахтной печи и улавливается системой пылеулавливающих устройств (циклоны, рукавные фильтры), после чего порошок гипсового камня подается в гипсоварочный котел, где происходит обжиг (дегитратация) двуводного гипса по реакции:

CaSO4∙2H2O = CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O.

Дегидратация двуводного гипса начинается при температуре 75…80°С, однако в условиях производства удаление химически связанной воды довольно интенсивно происходит при температуре от 110 до 180°С.

Варочный котел представляет собой стальной цилиндр объемом от 3 до 15 м3, футерованный кирпичной кладкой. Внутри котла находятся четыре жаровые трубы и мешалка в виде вертикального вала с лопастями. Под котлом расположена топка. Топочные газы после обогрева днища поступают в кольцевые газоходы и омывают последовательно нижнюю, среднюю и верхнюю часть стенки котла, а также проходят через жаровые трубы нижнего и верхнего ярусов.

Предварительно измельченный и подсушенный порошок гипсового камня загружают через загрузочный люк в варочный котел, где в течение 1…3 часов двуводный гипс обезвоживается и превращается в полуводный. В процессе варки гипс интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества. После окончания варки гипс через разгрузочное отверстие в нижней части котла поступает в бункер томления и выдерживается там в течение 20…40 минут. Здесь за счет теплоты выгружаемого материала в нем продолжается дегидратация оставшихся в большом количестве зерен двуводного гипса. Из бункера томления гипс направляется на склад готовой продукции.

Также имеет распространение совместный помол и обжиг гипсового камня в шаровых мельницах. В них гипсовый камень измельчается, мелкие частицы его подхватываются потоком поступающих в мельницу горячих дымовых газов с температурой 600…700°С. Находясь во взвешенном состоянии, частицы гипсового камня обезвоживаются до превращения в полуводный гипс и выносятся дымовыми газами из мельницы в пылеосадительные устройства. Основное преимущество данного способа по сравнению с производством гипса в варочных котлах − более высокая производительность за счет непрерывности процесса производства.

Твердение строительного гипса. При затворении полуводного гипса водой образуется пластичное тесто, которое быстро загустевает и переходит в камневидное состояние. Процесс твердения полуводного гипса происходит в результате гидратации полуводного гипса, т.е. присоединения к нему воды и перехода его в двуводный гипс:

CaSO4∙0,5H2O+1,5H2O = CaSO4∙2H2O.

Процесс твердения можно разделить на три этапа. В первый период, начинающийся с момента смешивания гипса с водой, полуводный гипс растворяется. Одновременно он гидратируется, присоединяя 1,5 молекулы воды и превращаясь в двуводный гипс. Так как двуводный гипс менее растворим, чем полуводный, то образовавшийся вначале насыщенный раствор полуводного гипса становится пересыщенным по отношению к двуводному гипсу и тот выпадает из раствора. Во втором периоде вода взаимодействует с полуводным гипсом с прямым присоединением ее к твердому веществу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде мельчайших кристаллических частичек и к образованию коллоидной массы-геля. При этом происходит схватывание массы.

В третьем периоде коллоидные частички двуводного гипса перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, которые срастаются между собой с образованием кристаллических сростков, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности. Однако рассмотренные периоды не протекают в строгой последовательности, а налагаются один на другой.

Дальнейшее высыхание твердеющей массы приводит к значительному повышению прочности гипса. Для ускорения твердения применяют искусственную сушку гипсовых изделий при температуре не выше 60…65°С. При более высокой температуре может начаться процесс разложения двуводного гипса, сопровождаемый резким понижением прочности. При твердении гипс увеличивается в объеме до 1%, хорошо заполняя формы при отливке гипсовых изделий.

Свойства гипсовых вяжущих веществ. Качество строительного гипса устанавливают на основании ГОСТ 125-79* «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и данных, полученных в результате определения: тонкости помола, нормальной густоты гипсового теста, сроков схватывания, предела прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 23789-79* «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».

Определение тонкости помола гипса. Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Пробу вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1 г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (50±5) °С, высыпают на сито и производят просеивание вручную или на механической установке. Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г вяжущего. Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. В зависимости от степени помола различают виды вяжущих, приведенные в табл. 1.

Таблица 1.

Виды гипса в зависимости от степени помола (ГОСТ 125-79)

Вид вяжущего

Индекс степени помола

Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

Грубого помола

I

23

Среднего помола

II

14

Тонкого помола

III

2

Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста. Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра (диаметром 50±0,1 мм и высотой 100±0,1 мм) при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен 180±5 мм. Количество воды является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и предела прочности. Количество воды выражается в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах.

Порядок проведения испытания следующий. В чистую чашку, предварительно протертую тканью, вливают воду, масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего. Затем в воду в течение 2-5 секунд всыпают от 300 до 350 г гипсового вяжущего. Массу перемешивают ручной проволочной мешалкой в течение 30 секунд, начиная отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают тканью. Через 45 секунд, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 секунд после окончания перемешивания цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту 15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение. Если диаметр расплыва теста не соответствует 180±5 мм, испытание повторяют с измененной массой воды до тех пор, пока не будет достигнут указанный диаметр расплыва. Затраченное количество воды выражают в мл на 100 г гипса. Эта величина характеризует нормальный расход воды для получения гипсового теста нормальной густоты (стандартной консистенции).

Определение сроков схватывания гипсового теста. Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной консистенции. Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста. Сроки схватывания гипсового теста определяют при помощи прибора Вика (см. рис. 1).

1 — цилиндрический металлический стержень; 2 — обойма ста­нины;

3 — стопорное устройство; 4 — указатель; 5 — шкала; 6 — пестик; 7 — игла

Рис. 1. Прибор Вика

Рис. 2. Коническое кольцо

Игла прибора Вика должна быть изготовлена из твердой нержавеющей стальной проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Диаметр иглы 1,1±0,02 мм. Высота рабочей части 50 мм.

Кольцо (см. рис. 2), предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластинку, заполняют тестом. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой 4-5 раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. После этого излишки теста срезают линейкой и заполненную форму на пластинке устанавливают на основании прибора Вика.

Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом. Погружение производят один раз каждые 30 секунд, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место поверхности теста.

Начало схватывания определяют числом минут, истекших от момента добавления вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластинки, а конец схватывания — когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм. Время начала и конца схватывания выражают числом минут.

В зависимости от сроков схватывания различаются виды вяжущих, приведенные в табл. 2.

Таблица 2. Виды вяжущих в зависимости

от сроков схватывания (ГОСТ 125-79)

Вид вяжущего

Индекс сроков

твердения

Сроки схватывания, мин

начало, не ранее

конец, не позднее

Быстротвердеющий

А

2

15

Нормальнотвердеющий

Б

6

30

Медленнотвердеющий

В

20

Не нормируется

Определение марки гипса. Марку гипса определяют на основании результатов испытания трех образцов, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты, на прочность при изгибе и при сжатии. Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой от 1,0 до 1,6 кг. Гипсовое вяжущее в течение 5−20 секунд засыпают в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции. После засыпания вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 секунд до получения однородного теста, которым заливают форму (см. рис. 3).

Рис. 3. Форма металлическая для изготовления образцов.

Предварительно внутреннюю поверхность металлических форм слегка смазывают минеральным маслом средней вязкости. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхивают 5 раз, для чего ее поднимают за торцевую сторону на высоту от 8 до 10 мм и опускают. После наступления начала схватывания излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов. Через 15±5 минут после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний. Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции, производят через 2 часа после контакта гипсового вяжущего с водой.

Определение предела прочности на растяжение при изгибе. Для проведения испытаний образец устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведена на рис. 4.

Расчет предела прочности производят по формуле

(1)

где – разрушающая сила, Н;

– пролет между опорами, мм;

и – ширина и высота поперечного сечения балки, мм.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.

Рис. 4. Схема расположения образца при испытании на изгиб.

Определение предела прочности на растяжение при сжатии. Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами (см. рис. 5) таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 6). Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (10±5) кгс/см в секунду.

1 − верхняя плита пресса; 2 − пластинки; 3 − половина образца; 4 − нижняя плита пресса.

Рис. 5. Металлические пластины

для испытания образцов на сжатие.

Рис. 6. Схема расположения образца

при испытании на сжатие.

Предел прочности на сжатие одного образца определяют по формуле:

(2)

где – разрушающая сила, Н;

– рабочая площадь пластины, равная 25 см.

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов.

Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 3.

Табл. 3. Требования ГОСТ 125-79

к прочности образцов

Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, не менее, МПа (кгс/см2)

при сжатии

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)

ГОСТ 125-79

ГОСТ 125-79

Группа Ж12

Технические условия

Gypsum binders. Specifications

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 125-79 с ГОСТ 125-2018 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________


ОКП 57 4431

Дата введения 1980-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 19.07.79 N 123.

3. ВЗАМЕН ГОСТ 125-70, ГОСТ 5.1845-73

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2002 г.

Настоящий стандарт распространяется на гипсовые вяжущие, получаемые путем термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция и применяемые для изготовления строительных изделий всех видов и при производстве строительных работ, а также для изготовления форм и моделей в фарфоро-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности.

Стандарт соответствует требованиям СТ СЭВ 826-77 в части, указанной в приложении 2.

Требования к медицинскому гипсу должны быть установлены соответствующим нормативно-техническим документом, разработанным на основе СТ СЭВ 826-77.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Вяжущие должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. Для производства вяжущих применяют гипсовый камень по ГОСТ 4013 или фосфогипс по действующей нормативно-технической документации.

1.3. В зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.

Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл.1.

Таблица 1

Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см), не менее

при сжатии

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)

1.4. В зависимости от сроков схватывания различают вяжущие видов, приведенных в табл.2.

Таблица 2

Вид вяжущего

Индекс сроков твердения

Срок схватывания, мин

начало, не ранее

конец, не позднее

Быстротвердеющий

А

2

15

Нормальнотвердеющий

Б

6

30

Медленнотвердеющий

В

20

Не нормируют

1.5. Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие со сроками схватывания, установленными для нормальнотвердеющего гипса.

1.6. В зависимости от степени помола различают вяжущие видов, приведенных в табл.3.

Таблица 3

Вид вяжущего

Индекс степени помола

Максимальный остаток на сите с размерами ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

Грубого помола

I

23

Среднего помола

II

14

Тонкого помола

III

2

1.7. Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие тонкого помола с максимальным остатком на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм не более 1%.

1.8. Изготовитель должен определять удельную поверхность вяжущего тонкого помола не менее одного раза в месяц и указывать ее значение в документе установленной формы.

1.9. Вяжущие, применяемые в фарфоро-фаянсовой, керамической и других отраслях промышленности, должны соответствовать дополнительным требованиям, указанным в табл.4.

Таблица 4

Наименование показателя

Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности

Вяжущие для других отраслей промышленности

Объемное расширение, %, не более

0,15

0,2

Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более

1,0

1,0

Содержание металлопримесей в 1 кг гипса, мг, не более

8

8

Водопоглощение, %, не менее

30

1.10. Вяжущие высшей категории качества должны удовлетворять дополнительным требованиям, указанным в табл.5.

Таблица 5

Наименование показателя

Вяжущие для изготовления строительных изделий и производства строительных работ

Вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности

Марка вяжущего, не ниже

Г-5

Г-10

Максимальный остаток на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм, %, не более

12

0,5

Примеси, не растворимые в соляной кислоте, %, не более

0,5

Пример условного обозначения гипсового вяжущего прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см) со сроками схватывания: начало — 5 мин, конец — 9 мин и остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм 9%, т.е. вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола:

Г-5 А II

Примечание. Возможные области применения вяжущих указаны в приложении 1.

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

________________
* Правила приемки — по ГОСТ 26871.

2.1. Поставку и приемку вяжущего производят партиями. Партией считают вяжущее одного вида и одной марки.

Размер партии устанавливают в зависимости от годовой мощности предприятия в следующем количестве:

— до 200 т — при годовой мощности св. 150 тыс. т;

— до 65 т — при годовой мощности до 150 тыс. т.

При отгрузке вяжущего в судах размер партии устанавливают соглашением сторон.

2.2. Предприятие-изготовитель должно гарантировать и подтверждать документом установленной формы соответствие свойств вяжущего требованиям настоящего стандарта на основании результатов текущих испытаний.


2.3. Потребитель имеет право производить контрольную проверку соответствия свойств вяжущего требованиям настоящего стандарта, применяя при этом порядок отбора проб и методы испытаний по ГОСТ 23789.

При обнаружении несоответствия прочности вяжущего на изгиб или сжатие марке, указанной в соответствующем документе, она должна быть изменена в соответствии с фактической прочностью.

2.4. Отбор проб и методы испытаний вяжущих производят по ГОСТ 23789.

3. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

________________
* Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение — по ГОСТ 26871.

3.1. Вяжущие отгружают без упаковки или упакованными в мешки по ГОСТ 2226 и другую тару.

3.2. Вяжущие, применяемые для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности, а также для специальных целей, должны отгружаться только упакованными в мешки по ГОСТ 2226.

3.3 Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую отгружаемую партию документом установленной формы, в котором указывают:

— наименование организации, в подчинении которой находится предприятие-изготовитель;

— наименование и адрес предприятия-изготовителя;

— номер партии и дату выдачи документа;

— массу партии и дату отправки;

— наименование и адрес получателя;

— обозначение вяжущего по п.1.10 и результаты физико-механических испытаний;

— удельную поверхность для вяжущего тонкого помола;

— обозначение настоящего стандарта.

3.4. При транспортировании и хранении вяжущие должны быть защищены от увлажнения и загрязнения.

4. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

4.1. Предприятие-изготовитель должно гарантировать соответствие свойств гипсовых вяжущих требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

Гарантийный срок хранения вяжущих — 2 мес с момента изготовления.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Область применения вяжущих

Рекомендуемая марка и вид

1. Изготовление гипсовых строительных изделий всех видов

Г-2 — Г-7, всех сроков твердения и степеней помола

2. Изготовление тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей

Г-2 — Г-7, тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения

3. Производство штукатурных работ, заделка швов и специальные цели

Г-2 — Г-25, нормального и медленного твердения, среднего и тонкого помола

4. Изготовление форм и моделей в фарфоро-фаянсовой, керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также медицине

Г-5 — Г-25, тонкого помола с нормальными сроками твердения

5. Для медицинских целей

Г-2 — Г-7, быстрого и нормального твердения, среднего и тонкого помола

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (справочное). ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 125-79 СТ СЭВ 826-77

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

Раздел, пункт ГОСТ 125-79

Раздел, пункт СТ СЭВ 826-77

1.3

1.1

1.4

1.2

1.6

1.3

1.10

1.4

2.1

2.1

2.2

2.2

2.3

2.3

3.1

4.1

3.3

4.2

3.4

4.4

4

5




Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

Классификации гипсовых вяжущих

Напомним, что гипсовые вяжущие — это строительные вяжущие, получаемые путем обжига и помола из двуводного гипса, содержащегося в осадочных горных породах.

В зависимости от температуры обработки они делятся на две больше группы: низкообжиговые и высокообжиговые. Высокообжиговые гипсовые вяжущие — это так называемый ангидритовый цемент и экстрихгипс — собственно высокообжиговый гипс. Низкообжиговые гипсовые вяжущие — это формовочный и высокопрочный строительные гипсы.

Приведем более точную классификацию гипсовых вяжущих. Как правило, все их разнообразие разделяют на 12 марок по пределу прочности:

Марка : : Предел прочности при изгибе, МПа, не менее
Г-2 1,2
Г-3 1,8
Г-4 2
Г-5 2,5
Г-6 2,5
Г-7 3,5
Г-10 4,5
Г-13 5,5
Г-16 6
Г-19 6,5
Г-22 7
Г-25 8

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие разделяют на быстротвердеющие (начало схватывания — 2 минуты, завершение схватывания — 15 минут), нормальнотвердеющие (начало схватывания — 6 минут, завершение схватывания — 30 минут) и медленнотвердеющие (начало схватывания — 20 минут, завершение схватывания — не нормируется). По степени помола гипсовые вяжущие делят на составы грубого, среднего и тонкого помола.

Гипсовые вяжущие используют как самостоятельную основу для строительной смеси или добавляют в смеси на других основах — например, в известково-песчанные растворы для увеличения их прочности и ускорения схватывания. Добавление гипсовых вяжущих в штукатурный раствор позволяет добиться лучшей гладкости и белизны поверхности. Для изготовления строительных смесей и изделий используют, главным образом, гипсы марок с Г-2 по Г-7. При изготовлении изделий гипсовые вяжущие затворяют не только водой, но и дисперсиями полимеров — таким образом получается полимергипс, значительно превосходящий обычный гипс по многим характеристикам: по плотности, прочности (до 30 МПа), водонепроницаемости, постоянству объема, сопротивлению истиранию, электроизоляционным свойствам.

Транспортируют гипсовые вяжущие, упакованные в тару, в закрытых вагонах и автомашинах, хранят в помещениях, надежно защищенных от влаги. При длительном хранении даже в нормальных условиях активность гипсовых вяжущих снижается.

52) Гипсовые вяжущие. Получение, свойства, применение.

Гипсовыми вяжущими веществами называют материалы, для получения которых используют сырье, содержащее сернокислый кальций. Чаще это природные гипс CaSО4•2h3O и ангидрит CaSO4, реже — некоторые побочные продукты химической промышленности (фосфо-гипс, борогипс).

Гипсовые вяжущие применяют для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, а также строительных растворовдля внутренних частей зданий.

Свойства гипсовых вяжущих веществ

Свойства низкообжиговых гипсовых вяжущих во многом одинаковы. Главное различие состоит в прочности, что в основном связано с их разной водопотребностью. Для получения теста нормальной густоты гипс ?-модификации требует 50…70 % воды, а ?-модификации — 30…45 %, в то время как по уравнению гидратации полугидрата в двугидрат необходимо всего 18,6% воды от массы вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически несвязанной воды затвердевший гипс имеет большую пористость — 30…50%.

Стандартом на гипсовые вяжущие установлено 12 марок (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. При этом минимальный предел прочности при изгибе для каждой марки вяжущего должен соответствовать значению соответственно от 1,2 до 8 МПа.

По тонкости помола, определяемой остатком (в %) при просеивании пробы на сите с отверстиями размером 0,2 мм, гипсовые вяжущие делятся на три группы:

□□грубый,

□□средний,

□□тонкий.

Гипсовые вяжущие относительно быстро схватываются и твердеют. Различают быстротвердеющий (А), нормально твердеющий (Б) и медленно твердеющий (В) гипсы со сроками схватывания соответственно начало — не ранее 2, 6 и 20 мин, конец — не позднее 15, 30 мин (для В — не нормируется).

Особенностью полуводного гипса по сравнению с другими вяжущими является его способность при твердении увеличиваться в объеме (до 1 %). Так как увеличение объема происходит в еще окончательно не схватившейся массе, то она хорошо уплотняется и заполняет форму. Это позволяет широко применять гипс для отливки художественных изделий сложной формы.

Недостатками затвердевших гипсовых вяжущих являются значительные деформации под нагрузкой (ползучесть) и низкая водостойкость. Для повышения водостойкости гипсовых изделий при изготовлении вводят гидрофобные добавки, молотый доменный гранулированный шлак.

Производство гипса (гипсовых вяжущих веществ)

Создавая соответствующие условия дегидратации двуводного гипса, можно получить различные гипсовые вяжущие вещества, которые разделяют на две группы:

□□низкообжиговые — собственно гипсовые,

□□высокообжиговые (ангидритовые) — ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс.

При нагревании двуводного гипса до 180°С двуводный гипс превращается в полуводный: при дальнейшем нагревании до 200°С полностью обезвоживается, превращаясь в безводный растворимый ангидрит CaSО4.

При дальнейшем нагревании до 450…750°С безводный гипс медленно переходит в нерастворимый ангидрит, не обладающий вяжущими свойствами, но если его размолоть и ввести катализаторы, он приобретает способность медленно схватываться и твердеть.

При нагревании до 800…1000°С нерастворимый ангидрит частично разлагается на оксид кальция, сернистый газ и кислород. Полученный продукт, размолотый в порошок, вследствие появления небольшого количества оксида кальция (3…5 %), выполняющего роль катализатора, вновь приобретает свойства схватываться и твердеть.

Термическую обработку природного гипса и помол осуществляют по различным схемам. По одной из схем гипсовый камень измельчают до обжига, по другой — после обжига, а по третьей — помол и обжиг совмещают в одном аппарате (обжиг во взвешенном состоянии).

Для получения гипсовых вяжущих сырье обжигают в печах (вращающихся, шахтных и др.) или в варочных котлах. При обжиге в открытых аппаратах, вода из сырья удаляется в виде пара и гипсовое вяжущее преимущественно состоит из мелких кристаллов ?-модификации CaSО4•0,5Н2О. При обжиге в герметических аппаратах (котлах-автоклавах), в которых обезвоживание природного гипса происходит в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного или в процессе кипячения в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении с последующей сушкой и измельчением, получают гипс, который состоит в основном из ?-модификации CaSО4•0,5Н2О в виде крупных и плотных кристаллов, характеризующихся пониженном водопотребностью но сравнению с ?-полугидратом. Это обусловливает его более плотную структуру и прочность.

Твердение гипсовых вяжущих (гипса)

Твердение гипсовых вяжущих проходит по следующей схеме.

На первом этапе (подготовительном) частицы полуводного гипса, приходя в соприкосновение с водой, начинают растворяться с поверхности до образования насыщенного раствора. Одновременно начинается гидратация полуводного гипса. Этот период характеризуется пластичным состоянием теста.

На втором этапе (коллоидации) наряду с гидратацией растворенного полугидрата и переходом его в двуводный гипс происходит прямое присоединение воды к твердому полуводному гипсу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллических частичек. Так как двуводный гипс обладает значительно меньшей растворимостью (примерно в 5 раз), чем полуводный, то насыщенный раствор по отношению к исходному полуводному гипсу является пересыщенным по отношению к образующемуся двуводному гипсу и тот, выделяясь из раствора, образует коллоидно-дисперсную массу в виде геля, в которой кристаллики двугидрата связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами молекулярного сцепления. Этот период характеризуется схватыванием (загустеванием).

На третьем этапе (кристаллизации) образовавшийся неустойчивый гель перекристаллизовывается в более крупные кристаллы, которые срастаются между собой в кристаллические сростки, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.

Указанные этапы не следуют строго друг за другом, а накладываются один на другой и продолжаются до, тех пор, пока весь полуводный гипс не перейдет в двуводный (через 20…40 мин после затвердения). К этому времени достигается максимальная прочность системы. Дальнейшее увеличение прочности гипсового камня происходит вследствие его высыхания. При этом из водного раствора выделяется частично оставшийся в нем двуводный гипс, упрочняющий контакты между кристаллическими сростками. При полном высыхании рост прочности прекращается. Сушка является необходимой операцией в технологии гипсовых изделий, но проводить ее надо осторожно (при температуре не выше 60…70°С), чтобы не допустить дегидратацию образовавшегося двугидрата сульфата кальция.

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о