Рисунок 3.1 −

Гипсоварочный котел:

1 − топка;

2 − сферическое днище:

3 − жаровые трубы;

4 − стальной барабан;

5 − дымовые трубы;

6 − винтовой контейнер;

7 − крышка;

8 − кольцевые каналы;

9 − шибер;

10 – мешалка

Для замедления сроков схватывания применяют добавки гипса, серной кислоты, ЛСТ.

Высокопрочный (технический) гипс α-модификации CaSO₄ 0,5H₂O получают пропариванием в автоклавах или варкой в жидких средах.

По первому способу гипсовый камень в виде кусков размером 10-40 мм помещают в автоклав, в который подают пар под давлением 0,13 МПа и температуре 124 ⁰С. Время пропаривания составляет 5 часов. Затем давление в автоклаве снижают до атмосферного и подают топочные газы. Сушка гипсового камня продолжается 3-5 часов при температуре 120–140 ⁰С, который затем мелят в шаровых мельницах.

По второму способу термообработку порошка двуводного гипса ведут в растворе хлорида кальция или хлорида магния при температуре 105–115 ⁰С. Время варки длится 5–7 часов.

В получении вяжущего из фосфогипса важнейшим технологическим переделом является снижение в сырьевой смеси вредных примесей или их нейтрализация.

Изготовление гипсовых вяжущих из CaSO₄∙2H₂O фосфогипса состоит из его промывки для удаления P₂O₅ и других примесей, тепловой обработке в водной суспензии, фильтрации кристаллов α–CaSO₄∙0,5H₂O на вакуум-фильтре и помоле. Полученное фосфогипсовое вяжущее имеет предел прочности 30–50 МПа, начало схватывания 8–10, конец 10–15 минут.

По другой технологии фосфогипс не промывают. Кислоты нейтрализуют известковым молоком или водным раствором портландцемента. При этом фосфаты переходят в Ca₃(PO₄)₂ , а фториды – в CaF и нерастворимые силикаты и алюминаты. Затем выполняют термическую обработку.

Свойства гипсовых вяжущих. Истинная плотность строительного гипса составляет 2,6–2,7 г/см³ . Насыпная плотность в рыхлонасыпанном состоянии – 800–1100 кг/м³ , уплотнённом – 1250–1450 кг/м³ .

Водопотребность (стандартная консистенция) гипсового теста составляет 50–70 % от массы гипса. Для гидратации же гипса требуется всего 18,6 % воды. Избыточная вода испаряется и образует поры. Поэтому чем меньше воды идёт для затворения, тем прочность гипсового камня выше. Снизить количество воды можно введением извести, лигносульфонатов технических (ЛСТ), глюкозы, мелассы или декстрина.

По срокам схватывания гипс подразделяется на быстротвердеющий с началом схватывания не ранее 2 и не позднее 15 мин, нормальнотвердеющий – не ране 6 и не позднее 30 мин и медленнотвердеющий – не ране 20 мин и ненормированным концом схватывания.

Сроки схватывания гипса регулируются введением добавок. Для замедления применяют ЛСТ, кератиновый замедлитель, водный раствор столярного клея в количестве 0,1 % от массы гипса. Для ускорения вводят молотый гипсовый камень, поваренную соль, сульфат натрия в количестве от 0,2 до 3 %.

По тонкости измельчения гипс подразделяется: грубого помола с остатком на сите № 02 не более 23 %, среднего – не более 14 % и тонкого – не боле 2 %. Более тонкий помол повышает скорость гидратации и увеличивает его водопотребность.

По прочности гипс подразделяется на марки Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-22, Г-25, определяемые испытанием образцов размером 40х40х160 мм через 2 часа от начала затворения на изгиб и сжатие. Прочность строительного гипса при сжатии составляет 4–6 МПа, высокопрочного – от 15 до 40 МПа и более. Прочность высушенных образцов увеличивается в 2–2,5 раза.

Прочность гипса можно повысить, уменьшив его водопотребность, старением путём увлажнения гипса паром, введением в процессе варки 0,1 % хлорида кальция.

Недостатком гипса является низкая водостойкость (коэффициент размягчения составляет 0,3–0,5). Её можно повысить введением портландцемента и активных минеральных добавок или доменных гранулированных шлаков.

При схватывании и твердении полуводный гипс увеличивается в объёме на 0,5–1 %. В большинстве случаев это является положительным свойством. Уменьшить расширение можно введением до 1 % негашеной извести или замедлителей схватывания. В дальнейшем при высыхании гипсовые изделия дают усадку около 0,05–0,1 %, что может вызвать появление трещин.

При эксплуатации в воздушной среде гипсовые изделия с β- и α-полуводного гипса долговечны. При длительном же воздействии воды они разрушаются. Плотные гипсовые изделия выдерживает 15–20 циклов замораживания и оттаивания.

Огнестойкость гипсовых изделий высокая. Они разрушаются после 6–, 8-часового нагрева.

Стальная арматура в гипсовых изделиях подвергается коррозии. Её необходимо защищать цементно-битумной или цементно-полистирольной обмазками.

При взаимодействии гипса с водой происходит схватывание и твердение по схеме

CaSO₄·0,5H₂O + 1,5H₂O = CaSO₄· 2H₂O

с образованием двуводного гипса.

В результате химических и физических преобразований пластичная масса начинает густеть, уплотняться, превращаясь в твёрдое тело. Гидратация заканчивается через 20–40 мин после затворения. К этому моменту достигается максимальная прочность гипсового камня во влажном состоянии.

Строительный гипс применяется для производства перегородочных плит и панелей, гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, архитектурных изделий, стеновых камней, для известково-гипсовых растворов, ячеистых изделий.

Высокопрочный (технический) гипс как более дорогое вяжущее применяют в качестве составляющего для изготовления гипсоцементно-пуццоланового и гипсоизвестковошлакового вяжущих.

Гипсовые вяжущие обычно затариваются в бумажные мешки. При перевозке и хранении их следует защищать от увлажнения. Хранить долго не рекомендуется, т. к. снижается постепенно активность.