Справочник строительных материалов, а также изделий и оборудования для строительства и ремонта квартиры

Онищенко Владимир

Гипсовым вяжущим называют воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса и получаемое путем тепловой обработки гипсового камня при температуре 150–160 °C. При этом двуводный гипс CaS0 ₄*2H ₂0, содержащийся в гипсовом камне, дегидратирует.

В этих условиях образуются мелкие кристаллы полуводного сернокислого кальция-модификации; такой гипс обладает повышенной водопотребностью (60–65 % воды). Избыточная вода, т. е. сверх необходимого на гидратацию гипса (15 %), испаряется, образуя поры, вследствие чего затвердевший гипс имеет высокую пористость (до 40 %) и, соответственно, небольшую прочность. Производство

гипса складывается из дробления, помола и тепловой обработки (дегидратации) гипсового камня. Имеется несколько технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол предшествует обжигу, в других помол производится после обжига, а в третьих помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Последний способ получил название «обжига гипса во взвешенном состоянии». Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах.

Наиболее распространена схема производства гипсового вяжущего с применением варочных котлов. Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или в установку непрерывного действия. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.

Гипсовое вяжущее в сушильных барабанах получают путем обжига гипсового камня в виде щебня размером до 20 мм. В результате вращения наклонного барабана перемещается в сторону наклона. Из топки в барабан поступают раскаленные дымовые газы, которые при движении вдоль барабана обжигают гипсовый камень, а с противоположной стороны удаляются вентилятором. Далее гипсовый камень измельчают в мельницах.

Быстрое схватывание гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применения замедлителей схватывания (кератинового, известково-кератинового клея, сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,1–0,3 % от массы гипса). Замедлители схватывания уменьшают скорость растворения полу-водного гипса и замедляют диффузионные процессы. При необходимости ускорить схватывание гипса к нему добавляют двуводный гипс, поваренную соль, серную кислоту. Одни из них повышают растворимость полуводного гипса, другие (двуводный гипс) образуют центры кристаллизации, вокруг которых быстро закристаллизовывается вся масса.

Применяется гипсовое вяжущее для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий для внутренних частей зданий (перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, приготовления гипсовых и смешанных растворов, производства декоративных и отделочных материалов, например искусственного мрамора), а также для производства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих.

Высокопрочный гипс является разновидностью полуводного гипса. Этот полуводный гипс a-модификации, который имеет более крупные кристаллы, обусловливающие меньшую водопотребность гипса (40–45 % воды), позволяет получать гипсовый камень с большей плотностью и прочностью. Получают его путем нагревания природного гипса паром под давлением 0,2–0,3 МПа с последующей сушкой при температуре 160–180 °C. Прочность его за

7 суток достигает 15–40 МПа.

Формовочный гипс состоит в основном из кристаллов р-модификации и незначительного количества примесей. Он обладает повышенной водопотребностью, а будучи затвердевшим, имеет высокую пористость. Это свойство формовочного гипса успешно используется в керамической и фарфорофаянсовой промышленности для изготовления форм.

Свойства и применение низкообжиговых гипсовых вяжущих веществ

Основными характеристиками гипсовых вяжущих являются сроки схватывания, тонкость помола, прочность при сжатии и растяжении, водопотребность и др.

Гипсовое вяжущее является быстросхватывающим и быстро-твердеющим вяжущим веществом. По срокам схватывания вяжущие материалы подразделяются на: быстротвердеющие (индекс А) с началом схватывания не ранее 2 мин, концом – не позднее 15 мин; нормальнотвердеющие (индекс Б) с началом схватывания не ранее 6 мин, концом – не позднее 30 мин; медленнотвердеющие (индекс Б) с началом схватывания не ранее 20 мин, конец схватывания не нормируется. В зависимости от степени помола различают вяжущие грубого, среднего и тонкого помола с максимальным остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм не более 23, 14 и 2 % (обозначаемые соответственно индексами I, II и III). Марку гипсовых вяжущих характеризуют по прочности при сжатии образцов-балочек 40x40x160 мм в возрасте 2 ч после затворения водой. Четкое индексирование различных сортов гипсовых вяжущих позволяет давать большой объем информации в сокращенной форме. Например, гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии

5,2 МПа, началом схватывания 5 мин, концом схватывания 9 мин и остатком на сите 0,2 мм 9 %, т. е. вяжущее марки Г-5 быстро-твердеющее, среднего помола, записывается в виде сокращенного обозначения Г-5АП.

Чтобы получить гипсовое удобное для укладки тесто, необходимо взять 60–80 % воды от массы вяжущего, а на химическую реакцию гидратации требуется лишь 18,6 % воды. Избыток ее остается в порах, затем испаряется, поэтому получившийся в результате твердения полуводного гипса гипсовый камень обладает высокой пористостью, достигающей 40–60 % и более. Чем больше воды затворения, тем выше пористость камня, а прочность его, соответственно, меньше. Прочность гипсовых образцов, высушенных при температуре до 60 °C, в 2–2,5 раза выше прочности влажных образцов после 1,5 ч твердения. Лучшие сорта гипса после сушки имеют прочность при сжатии 18–20 МПа, а прочность при растяжении в 6–8 раз меньше.

При твердении гипс расширяется в объеме до 1 %, благодаря чему гипсовые отливки хорошо заполняют форму и передают ее очертания. При его высыхании трещин не образуется, что позволяет применять гипсовое вяжущее без заполнителей. Гипсовое вяжущее в воде снижает свою прочность вследствие растворения дигидрата и разрушения кристаллического сростка. Водостойкость его может быть повышена введением небольших количеств гидрофобных веществ (олеиновой кислоты и др.), добавкой молотого гранулированного шлака, извести, портландцемента.

Наряду с гипсовыми вяжущими общестроительного назначения выпускаются вяжущие для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности, к которым предъявляется ряд дополнительных требований: объемное расширение – не более 0,15 %; примесей, нерастворимых в НС1, – не более 1 %; водопоглощение – не менее 30 %.

Гипсовые вяжущие применяют при производстве гипсовой штукатурки, перегородочных стеновых плит и панелей, вентиляционных коробов и других деталей в зданиях и сооружениях, работающих при относительной влажности воздуха не выше 65 %. Изделия из них обладают небольшой плотностью, несгораемостью и рядом других ценных свойств, но при увлажнении прочность их снижается.

Для гипсовых строительных изделий всех видов рекомендуются марки от Г-2 до Г-7 всех сроков твердения и степеней помола; для тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей может использоваться гипс тех же марок, но только тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения. При штукатурных работах и заделке швов применяют марки Г-2—Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5—Г-25 тонкого помола с нормальными сроками твердения служит для изготовления форм и моделей в керамической, машиностроительной промышленности, а также в медицине.