ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

Гипсовые вяжущие вещества представляют собой воздушные вяжущие материалы, получаемые путем тонкого измельчения и тепловой обработки осадочной горной породы – гипсового сырья (гипсового камня CaSO4*2H2O ангидрида CaSO4), способные при затворении водой схватываться, твердеть и сохранять прочность только на воздухе.

По условиям обжига гипсовые вяжущие делятся на две группы:

−Низкообжиговые

−Высокообжиговые

Книзкообжиговым относятся строительный, высокопрочный и формовочный гипс.

Для получения строительного гипса гипсовый камень подвергают термической обработке в печах или варочных котлах при температуре 110– 180 0C, с предварительным или последующим помолом. Иногда помол и обжиг совмещают в одном аппарате. При термической обработке двуводный сульфат кальция дегидратируется, превращается в полуводный:

CaSO4*2H2O 110-180 0C CaSO4*0,5H2O+1,5 H2O.

Строительный гипс состоит преимущественно из кристаллов β-модификации полугидрата CaSO4*0,5H2O, но содержит также некоторое количество ангидрида CaSO4 и неразложившегося водного гипса.

Если термическую обработку двуводного гипса вести в герметически замкнутых аппаратах давлением пара или кипячением в водных растворах некоторых солей, то продукт, получаемый после последующей сушки и измельчения, будет состоять в основном из α-модификации CaSO4*0,5H2O.

5

Такой материал называют высокопрочным или техническим гипсом, так как из-за меньшей водопотребности в отвердевшем состоянии он отличается от строительного гипса большей прочностью.

При затворении водой строительный гипс твердеет и набирает прочность. Основная реакция, при твердении строительного и высокопрочного гипса, заключается в присоединении воды и образовании двуводного сульфата кальция:

CaSO4*0,5H2O+1,5 H2O CaSO4*2H2O.

Сроки схватывания гипса зависят от температуры, количества воды, добавок и указываются в маркировке гипса.

Строительный и высокопрочный гипс является быстросхватывающимся вяжущим веществом. Нередко в практике нужно замедлить срок схватывания. Для этого в воду затворения добавляют животный клей, а чаще сульфитно-дрожжевую бражку. Это поверхностноактивное вещество, абсорбируясь на зернах гипса, создает на них тончайший мономолекулярный защитный слой, препятствующий быстрому растворению полигидрата. Поэтому процесс схватывания гипсового теста замедляется.

Прочность затвердевшего гипса в большей мере зависит от количества воды, пошедшей на приготовление гипсового теста или водогипсового отношения В/Г. По данным А. Г. Панютина, уменьшение В/Г с 0,7 до 0,4 позволяет увеличить прочность изделия в 2,5–3 раза.

Прочность при сжатии строительного гипса должна быть не менее 3,5–4,5 МПа в зависимости от марки, а высокопрочного гипса – 15–25 МПа.

Гипс строительный применяют для производства гипсовых (сухая

гипсовая штукатурка) и гипсобетонных изделий (гипсовые панели, блоки и

6

др.), предназначенных для службы в сухих условиях и для штукатурок внутри помещений. Его используют для изготовления изготовления гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ.

Гипс технический (высокопрочный) служит для отливки моделей и форм в фарфорово-фаянсовой промышленности и для получения гипсобетонных изделий.

К высокообжиговым гипсовым вяжущим относятся ангидритовое вяжущее и высокообжиговый гипс.

Ангидритовое вяжущее изготавливают обжигом двуводного гипса при температуре 600–700 0С. Получается безводный сульфат кальция. Продукт обжига размалывают совместно с неорганическими веществамиактиваторами твердения, например, Na2SO4, так как ангидритовое вяжущее само по себе реагирует с водой крайне медленно. Сульфат кальция образует с активаторами комплексные соединения и при гидратации он переходит в двугидрат:

CaSO4+2H2O CaSO4*2H2O.

Ангидритовое вяжущее отличается медленным схватыванием: его марки по прочности при сжатии могут достигать 10–20 МПа. Из него изготавливают строительные растворы, низкомарочные бетоны, предназначенные для эксплуатации в сухой среде.

Обжигом природного двуводного гипса или природного ангидрита при температуре 800–1000 0С и последующем измельчении продукта получают высокообжиговый гипс. Он состоит в основном из безводного сульфата кальция и небольшого количества свободной извести, образующейся в результате термического разложения сернокислого кальция при обжиге. По срокам схватывания и прочности и другим свойствам высокообжиговый гипс подобен ангидритовому вяжущему. Может применяться только в сухих условиях среды.

7

Ангидритовый и высокообжиговый гипс используют для изготовления бесшовных полов в качестве подстилочного слоя под линолеум, для изготовления кладочных и штукотурочных растворов, для легких бетонов и изделий из них с неорганическими и органическими заполнителями, для получения искусственного мрамора, для производства облицовочных плиток, подоконных досок.

Марку гипсового вяжущего в соответствии с ГОСТ 125–79 устанавливают по пределу прочности при сжатии и изгибе. В зависимости от пределов прочности при сжатии и изгибе 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
	Марки гипсового вяжущего
	Предел прочности образцов-балочек размерами
Марки вяжущего	40*40*160 мм в возрасте 2 час 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)

8

В зависимости от сроков схватывания различают виды вяжущего, приведенные в табл. 2.

				Таблица 2
Виды вяжущего в зависимости от сроков схватывания
	Индекс сроков	Время схватывания, мин, не
Вид вяжущего	схватывания		ранее
		начало		конец
Быстротвердеющий	А	2		15
Нормальнотвердеющий	Б	6		30
Медленнотвердеющий	В	20		не нормируется

В зависимости от степени помола различают виды вяжущего

(табл. 3).

		Таблица 3
Виды вяжущего в зависимости от степени помола
	Индекс	Максимальный остаток на сите с
Вид вяжущего	степени помола	размерами ячеек в свету 0,2 мм в
		процентах, %, не более
Грубого помола	I	23
Среднего помола	II	14
Тонкого помола	III	2

Пример условного обозначения гипсового вяжущего с прочностью 5,2 МПа (52 кгс/см2) со сроком 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-5АII.

9