19 Воздушные вяжущие вещества. Твердение и применение гипсовых вяжущих веществ.

Гипсовые вяжущие вещества. Гипсовые вяжущие вещества – это воздушные вяжущие, состоящие в основном из полуводного гипса или ангидрида и получаемые тепловой обработкой сырья и помолом. Сырье для получения гипсовых вяжущих чаще всего служит горная порода гипс, состоящая преимущественно из минерала гипса CaS0₄ 2H₂0. Используют и ангидрит CaS0₄, отходы промышленности (фосфогипс – от переработки природных фосфатов в суперфосфат, борогипс и др.). Гипсовые вяжущие вещества подразделяются в зависимости от температуры тепловой обработки на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса при низких температурах (110 – 180°С). К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся: строительный гипс изготовляют низкотемпературным обжигом гипсовой породы (гипсового камня) в варочных котлах или печах; высокопрочный гипс получают термической обработкой высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением пара. Формовочный гипс состоит в основном из модификации полугидрата.

Твердение и применение гипсовых вяжущих веществ. При твердении строительного гипса происходит химическая реакция присоединения воды и образования двуводного сульфата кальция: CaSO₄·0,5H₂O + 1,5Н₂О = CaSО₄·2H₂О. Поскольку растворимость полугидрата в воде 8 г/л (считая на CaSО₄), а двугидрата – 2 г/л, то вскоре после затворения строительного гипса водой создаются условия для образования в пересыщенном растворе зародышей кристаллов двугидрата. Схватывание (загустевание) гипсового теста начинается с образования рыхлой пространственной коагуляционной структуры, в которой кристаллики двугидрата связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами молекулярного сцепления. После схватывания происходит твердение, обусловленное ростом кристаллов новой фазы, их срастанием и образованием кристаллизационной структуры. Свежеизготовленные гипсовые изделия сушат (при температуре 60 –70°С), что повышает прочность контактов срастания кристаллов и самих изделий вследствие удаления пленочной воды. Можно обойтись и без сушки, если уменьшить количество воды затворения за счет введения в гипсовые растворы и бетоны пластифицирующих добавок и применения интенсивного уплотнения.

Гипсовые вяжущие применяют для изготовления гипсовых деталей и гипсобетонных изделий – перегородочных панелей, сухой штукатурки и т.п., а также для приготовления штукатурных растворов (внутренней штукатурки) и получения гипсоцементнопуццолановых вяжущих (ГЦПВ).В России получили известность газогребневые гипсовые плиты для перегородок фирмы "Кнауф" (Германия) размером 900x300x80 мм. Для эксплуатации в помещениях свыше 60% применяют гидрофобизированные плиты. В процессе твердения гипсовый раствор немного увеличивается в объеме (до 1%), что благоприятствует изготовлению архитектурных деталей способом литья.

20 Виды и применение в строительстве воздушной извести. Материалы на основе извести. Воздушная известь. Известь (как и гипс) – древнейшее вяжущее вещество. Ее применяли за несколько тысяч лет до нашей эры. Воздушная известь продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%

Виды и применение воздушной извести. В зависимости от содержания оксида магния воздушная известь разделяется на кальциевую (MgO < 5%), магнезиальную (MgO = 5 – 20%) и высокомагнезиальную или доломитовую (MgO = 20 – 40%).

Наиболее важными показателями качества извести являются: активность – процентное содержание оксидов, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог); время гашения. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь с временем гашения до 8 мин, среднегасящуюся – ее время гашения не превышает 25 мин и мед-ленногасящуюся с временем гашения не менее 25 мин.

Строительные растворы на воздушной извести имеют невысокую прочность. Так, известковые растворы через 28 суток воздушного твердения имеют предел прочности при сжатии: на гашеной извести 0,4 – 1,0 МПа, на молотой негашеной извести – до 5 МПа. Поэтому сорт воздушной извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. Чем меньше глинистых и других примесей в исходном известняке, тем выше активность извести, быстрее происходит ее гашение и больше выход известкового теста. Большое количество извести идет на изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов: ячеистых, легких, тяжелых, а также используются в смешанных вяжущих.

21Строительные изделия на основе гипса. Гипсобетонные перегородочные панели, гипсокартонные стеновые листы, гипсокартонные потолочные плиты. Быстрое твердение гипса и высокие его формовочные свойства дают возможность сократить технологический процесс производства гипсовых изделий, повысить оборачиваемость форм, открывают широкую перспективу для изготовления сборных крупноразмерных элементов зданий и снижения стоимости строительства, но изделия на основе гипса имеют и существенный недостаток – низкую водостойкость, а также наблюдается явление ползучести (увеличение пластических деформаций при неизменной нагрузке), поэтому их можно применять только в сухих помещениях или надежно защищать oт увлажнения. Изделия из гипса разделяют на гипсовые и гипсобетонные.

Гипсовые изделия изготовляют из гипсового теста (иногда с небольшой добавкой органических или молотых минеральных заполнителей).

Гипсобетонные изделия получают из гипсового раствора или бетона обычно с легкими и пористыми минеральными заполнителями, с которыми гипсовый камень сцепляется лучше, чем с песком и гравием. В качестве минеральных заполнителей применяют топливные и доменные шлаки, туфовый и пемзовый щебень, ракушечник и др., а в качестве органических – сечку из древесной шерсти, соломы, камыша, измельченную бумажную макулатуру, опилки и др. По назначению гипсовые и гипсобетонные изделия разделяют на следующие группы: плиты и панели для перегородок, изделия для перекрытий; листы для облицовки стен (гипсовая сухая штукатурка); стеновые камни; теплоизоляционные изделия; архитектурно-декоративные детали (карнизы, потолочные розетки, плафоны, фризы и др.).

Плиты для перегородок. Изготовляют такие плиты из гипсового теста (гипсовые) либо из гипсового раствора и бетона с минеральными или органическими заполнителями (гипсобетонные).

Панели для перегородок. Такие панели отличаются от плит большими размерами и большей прочностью гипсового бетона.

Гипсовые обшивочные листы. Гипсовая сухая штукатурка представляет собой листовой отделочный материал, состоящий из тонкого слоя затвердевшего гипса, покрытого с обеих сторон картоном и прочно соединенного с ним. Сцепление покровного слоя (картона) с гипсом должно быть настолько прочным, чтобы картон при отрывании не отделялся от гипсовой основы, а мог только разрываться. Гипсовые обшивочные листы применяют для отделки внутренних поверхностей помещений – стен, потолков и перегородок. Применение гипсовой сухой штукатурки упрощает и ускоряет отделочные работы, поскольку крепление листов к стенам и перегородкам – менее сложный процесс, чем оштукатуривание тех же поверхностей; кроме того не нужно тратить время на ее сушку.