Гіпсові в'яжучі поділяють на 2 групи: нізкообжіговие і високообжіговие.
Нізкообжіговие гіпсові в'яжучі одержують при нагріванні двуводного гіпсу (CaSO4 * 2H2 О) до температури 150. 160 ° С. При цьому відбувається часткова дегідратація двуводного гіпсу з переходом його в напівводний гіпс: CaSO4 * 2H2 Про → CaSO4 * 0,5H2 O + l, 5H2 O. До нізкообжіговим в'язким відносяться: будівельний, формувальний, високоміцний і медичний гіпс. Сировиною для виробництва нізкообжігових в'яжучих є природний гіпсовий камінь (CaSO4 * 2H2 О,) а також відходи промислового виробництва, що містять сульфат кальцію -CaSO4.
Висообжіговие (ангідридні) в'яжучі одержують термічної випалюванням двуводного гіпсу (CaSO4 * 2H2 О) при більш високій температурі - 600. 900 ° С, При цьому двуводний гіпс повністю втрачає хімічно зв'язану воду, в результаті чого утворюється водний сульфат кальцію - ангідрид CaSO4.
До високообжіговим в'язким відносяться: ангідритовий цемент і естріх-гіпс.
Сировиною для виробництва високо-випалювальних в'яжучих є ангідрит CaSO4. а також відходи промислового виробництва, що містять сульфат кальцію -CaSO4.
Будівельний гіпс. Будівельним гіпсомілі алебастром (ГОСТ 125-79) називають повітряне в'язка речовина, що отримується шляхом термічної обробки природного двуводного гіпсу - сульфату кальцію CaSO4 * 2H2 0 при температурі 150 - 180 ° С до перетворення його в напівводний гіпс - сульфат кальцію CaSO4 * 0,5H2 O . з подальшим помелом в тонкий порошок: CaSO4 * 2H2 Про → CaSO4 * 0,5H2 O + l, 5H2 O.
Виробництво будівельного гіпсу складається з дроблення, тонкого помелу і термічної обробки гіпсового каменю.
Існує 2 способи виробництва будівельного гіпсу:
- при випалюванні у відкритих апаратах, сполучених з атмосферою при температурі 150-160 ° С, коли вода із сировини видаляється у вигляді пари, і гіпсові в'яжучі складаються в основному з дрібних кристалів # 946; -Модифікація.
- в шахтних або аеробільних млинах з подальшим випалюванням при температурі 100 ° С подрібненого продукту в гіпсоварочних котлах або печах.
Будівельний (напівводяний) гіпс являє собою порошок білого або сірого кольору. Колір гіпсу залежить від кількості домішок в гіпсовому камені і чистоти випалу. При виробництві гіпсу допускається вводити добавки з метою регулювання термінів схоплювання і поліпшення фізико-механічних властивостей гіпсу.
Запам'ятай! - Формула будівельного гіпсу - CaSO4 * 0,5H2 O.
Формула природного двуводного гіпсу (з чого отримують будівельний гіпс): CaSO4 * 2H2 О.
Реакція отримання будівельного гіпсу:
Оцінки якості будівельного гіпсу
Якість будівельного гіпсу визначають за такими показниками:
- по тонкості помелу;
- за нормальною густоті гіпсового тесту;
- за термінами схоплювання;
- по міцності при стисненні.
Залежно від якості будівельний гіпс може бути двох сортів см. Таблиця 4.1.
Таблиця 4.1 - Сорти якості гіпсу
Схоплювання і твердіння будівельного гіпсу. Схоплювання і твердіння будівельного гіпсу полягає в тому, що при змішуванні з водою гіпс утворює пластичне тісто, що перетворюється далі в тверде камневидное тіло з певною міцністю. Основна реакція процесу має такий вигляд:
При цьому відбувається виділення з розчину кристалів гіпсу та їх зрощення. Процес твердіння гіпсу можна прискорити сушінням при температурі менше 65 градусів.
Початок схоплювання гіпсу повинен наступати не раніше 6 хв. і не пізніше 30 хвилин після початку змішування з водою. Терміни схоплювання і твердіння можна регулювати введенням NaCl, KCl, NaNO і інших речовин, що змінюють розчинність CaSO4 * 0,5H2 O у воді.
Формувальний гіпс. Цей гіпс відрізняється від будівельного гіпсу більш тонким помелом, більшою міцністю. Отримують його з гіпсового каменю, що містить не менше 96% CaSO4 * 2H2 O (тобто. Домішок не більше 4%) в виручених котлах при певній тривалості циклу і заданої температури. Якість його вище будівельного гіпсу. Він складається також як і будівельний гіпс з # 946; -Модифікація CaSO4 * 0,5H2 O (# 946; -полугідрата) і характеризується такими даними:
- тонкість помелу характеризується залишком на ситі № 02 не більше 2,5%;
- початок схоплювання - не раніше 5 хвилин;
- кінець схоплювання - не пізніше 25 хвилин;
- межа міцності при розтягуванні через 1 добу не менше 1,4 МПа, а через 7 діб - не менше 2,5 МПа (від будівельного гіпсу відрізняється меншою товщиною помелу, підвищену міцність і не містить домішок).
Формувальний гіпс застосовують для виготовлення форм, моделей і виробів в будівельній керамічній, машинобудівній та інших галузях промисловості. Вироби з фарфорофаянсовой і керамічної маси відливають у формах з формувального гіпсу. Гіпсова форма повинна бути досить міцною і в той же час пористої, щоб відсмоктувати воду з шлікера і при цьому не руйнуватися.
Високоміцний гіпс отримують термічною обробкою високосортного гіпсового каменю в герметичних апаратах під тиском 0,2. 0,3 МПа при 124 0 С протягом 5 годин.
Він складається з # 945; - модифікації CaSO4 * 0,5H2 O. Міцність його досягає 15-40 МПа. Високоміцний гіпс випускають в невеликій кількості і використовують у металургійній промисловості для виготовлення форм.
Ангідритовий цемент складається переважно з ангідриту CaSO4 ( "мертво-обпаленого"). Його "оживляють" добавкою каталізаторів, що підвищують його розчинність і створюють умови для його гідратації. Такими каталізаторами є СаО - 3. 5% та ін. Ангідридні цементи застосовують для приготування кладок і штукатурних розчинів, бетонів, виробництва теплоізоляційних матеріалів, штучного мармуру та інших декоративних виробів.
Естріх-гіпс (високообжіговий гіпс) утворюється при температурі 800. 1000 0 С, він складається з ангідриту CaSO4 і СаО (3. 5%), що утворюється при розкладанні CaSO4 (CaSO4 → CaO + -SO3) і виконує роль каталізатора твердіння. Цей елемент повільно схоплюється і твердне.
Високообжіговий гіпс є різновидом ангідритових цементів. Він застосовується для кладки і штукатурних розчинів, пристрої мозаїчних підлог і ін. Вироби з цього гіпсу в порівнянні з будівельним гіпсом більш морозостійкі, мають підвищену водостійкість і меншою схильністю до пластичних деформацій.
Будівельний гіпс - біле, екологічно чисте, бистросхвативающегося і швидко-твердне в'язка речовина. Його застосовують для виготовлення будівельних деталей і виробів, для наливних підлог, клейових композицій, ліпних прикрас, виготовлення форм для лиття художньої кераміки, а також для штукатурних робіт. Гіпс НЕ водостійкий і не годиться для виробництва зовнішніх робіт. але при додаванні цементу - він стає водостійким. Гіпс широко використовується в медицині. Гіпсові панелі і перегородки добре поглинають звук. Гіпс вогнестійкий і добре тримає тепло. Крім будівельного гіпсу, знаходять застосування (в обмежених обсягах) інші гіпсові в'яжучі речовини: гіпс формований, гіпс високоміцний.
Водопотребность гіпсових в'яжучих
Водопотребность гіпсового в'яжучого визначається кількістю води (у відсотках від маси в'яжучого), необхідним для отримання гіпсового тіста стандартної консистенції.
Теоретично для гідратації напівводного гіпсу потрібно 18,6% води від маси гіпсового в'яжучого, Вони майже для отримання удобоформуемой пластичної суміші будівельний гіпс вимагає 50. 70% води. а високоміцний - 30. 40%. Надлишкова вода випаровується, утворюючи пори, тому гіпсові вироби мають високу пористість.