6.1.1. Гипсовые вяжущие вещества

Гипсовые вяжущие материалы - это воздушные вяжущие вещества, по­лучаемые из гипсового камня или ангидрита.

Гипсовый камень, поступающий на завод, сначала измельчают в щеко-вых, конусных дробилках, затем с одновременным подсушиванием измельчают в мельнице. Измельченный в тонкий порошок гипсовый камень поступает в ва­рочные котлы. Основной операцией является обжиг сырья с целью частичной или полной его дегидратации. Он может быть низко- и высокотемпературным.

Низкообжиговый строительный гипс получают при нагреве двуводного гипса (CaS0₄ • 2Н₂0) до температуры 110-190 °С в варочных котлах, при этом происходит частичная дегидратация двуводного гипса с переходом его в полу­водный гипс (CaS0₄ • 0,5Н₂О).

При обжиге в варочных котлах, сообщающихся с атмосферой, и при тем­пературе 110-180° продукт обжига называют гипсом Р-модификации, при из-

57

мельчении его в тончайший порошок образуется вяжущее вещество, называе­мое строительным гипсом.

При тепловой обработке сырья при температуре 95-100 °С, в герметиче­ски закрытых аппаратах (автоклавах, пропарниках) при повышенном давлении 0,15-0,3 МПа, продукт становится также полугидратом, но другой, а-модификации, при измельчении его в тончайший порошок образуется вяжущее вещество, называемое высокопрочным гипсом.

Качественные характеристики получаемых двух видов гипса не одинако­вы.

Строительный гипс (порошок белого цвета, плотность - 2,2-2,5 г/см ).

Схватывание и твердение вяжущего вещества заключается в том, что при смешивании с водой оно образует пластичное тесто, превращающееся со вре­менем в твердое камневидное тело:

CaS0₄ • 0,5 Н₂0 + 1,5 Н₂0 = CaS0₄ ■ 2Н₂0.

Свойства строительного гипса. На свойства строительного гипса боль­шое влияние оказывает количество воды затворения и тонкость помола. При за-творении гипса воды всегда берут больше, чем это необходимо для химической реакции. Для получения теста нормальной густоты воды требуется 50-70 % массы гипса. На химическую реакцию нужно 18,6 % воды. Избыточная влага испаряется, образуя поры. Поэтому изделия из гипса имеют высокую порис­тость (40-50 %).

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02. Более тонкий помол гипса способствует повышению его прочности.

Строительный гипс - быстросхватывающееся и быстротвердеющее веще­ство. Начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец - не позд­нее 30, но не ранее 6 мин с момента затворения водой.

Эта разновидность гипса имеет низкую водостойкость, при увлажнении он склонен к ползучести.

Высокопрочный гипс имеет плотность 2,72-2,75 г/см³. Водопотребность для получения теста нормальной густоты - около 40-45 %. Он обладает повы­шенной прочностью при сжатии (свыше 25-30 МПа), но не водостоек и имеет тенденцию к ползучести во влажном состоянии.

58

Применяют строительный гипс для изготовления гипсовых и гипсобетон-ных строительных изделий для внутренних частей зданий: перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, для приготовления гипсовых и смешанных растворов, для производства декоративных и отделочных материалов.

Высокообжиговые вяжущие вещества (ангидритовый цемент и высоко­обжиговый гипс - эстрих-гипс), получают обжигом двуводного гипса при более высокой температуре 450-750 °С растворимый ангидрит переходит в нераство­римый, вследствие чего тесто из порошкообразного ангидрита (CaS0₄) и воды практически не твердеет:

CaS0₄ • 2 Н₂0 -> CaS0₄ + 2 Н₂0.

На его базе основано производство ангидритового цемента - продукта обжига природного двуводного гипса при температуре 700-900 °С с последую­щим тонким помолом с добавлением минеральных веществ. В присутствии до­бавок ангидрит взаимодействует с водой и приобретает способность схваты­ваться и твердеть.

Предел прочности при сжатии у ангидритового цемента составляет 10-20 МПа, начало схватывания наступает не ранее 30 мин, конец - не позднее 24 ч.

Ангидритовый цемент применяется в строительных растворах для кир­пичной кладки и штукатурки.

Гипс высокообжиговый (эстрих-гипс) получают при обжиге гипсового сырья до температур 800-1000 °С, когда продукт обжига вновь приобретает свойства схватываться и твердеть без каких-либо добавочных веществ.

При этом происходит не только полное обезвоживание гипса, но и час­тичная диссоциация (разложение) сульфата кальция с образованием оксида кальция:

2CaS0₄ -> 2СаО+ 2S0₂ + 0₂,

при затворении водой оксид кальция действует как катализатор твердения.

По свойствам эстрих-гипс аналогичен ангидритовому цементу, но отли­чается от него небольшой усадкой при твердении и более высокой водостойко­стью. Затвердевший эстих-гипс характеризуется высоким сопротивлением ис­тиранию, благодаря чему он применяется для изготовления набивных полов.

59

Быстрое схватывание строительного гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применять замедлители схватывания. Они уменьшают скорость растворения или растворимость полуводного гипса, но снижают нормальную густоту гипсового теста на 10-15 %, что способствует повышению прочности гипсовых изделий.

При необходимости ускорить схватывание гипса к нему добавляют дву-водный гипс, поваренную соль, серную кислоту: они образуют центры кри­сталлизации, вокруг которых быстро кристаллизуется вся масса.

Прочность гипса на изгиб определяют испытанием образцов-балочек, приготовленных из гипсового теста нормальной густоты. В зависимости от тонкости помола предел прочности при изгибе через 1,5 часа после их изготов­ления должен быть не менее 1,7 МПа.