15. Процессы при схватывании и твердении полуводного гипса.

Схватывание и твердение обусловлены переходом их при взаимодействии с водой в двугидрат по схеме СаSO₄·0,5H₂O+1,5H₂O=CaSO₄·2H₂O+133 кДж/кг.

Существующие в настоящее время теории твердения вяжущих веществ развивает преимущественно физико-химические представления о механических образований гидратных соединений.

1.Теория Ле Шателье 1887 год: вяжущие при взаимодействии с водой растворяется, с образованием полугидрата гипса, который в свою очередь переходит в двуводный гипс. Растворимость двуводного гипса в 4 раза выше растворимости полугидратов. Создаются условия для обрабатывания зародышей кристаллов двуводного гипса и выделение ихиз раствора. По мере выделения кристаллов двуводного гипса они увеличиваются в размере, переплетаются и срастаются, обуславливая схватывание и последующее твердение.

2.Теория А.А. Байкова 1923 год. Разделил процесс твердения на три этапа:

Первый: при смешивание гипса с водой полугидрат растворяется, образуя его насыщенный раствор.

Второй: вода взаимодействуя полугидратом с присоединением ее к твердому веществу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллов и к образованию коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием.

Третье: частицы двух гидратов коллоидных размеров перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.

Данные периоды не следуют строго друг за другом. Они налагаются так, что в твердеющей массе одновременно протекают процессы коллоидообразования, характерные для второго периода, и процессы перекристаллизации в более крупные процессы.

Гидратация основной массы полуводного гипса и кристаллизация двугидрата практически заканчиваются одновременно через 20-40 минут после затворения. К этому же времени достигается максимальная прочность системы во влажном состоянии. Прочность затворенного гипса по мере высыхания возрастает, что объясняется испарением воды. При этом из водного раствора выделяется двуводный гипс, способствующий упрочнению контакта между кристаллами сростками. При полном высыхании рост прочности прекращется.

16. Регулирование сроков схватывания.

Гипсовые вяжущие β- и α-модификаций являются быстротвердеющими. В зависимости от сроков схватывания различают 3 вида гипсовых вяжущих, классифицируемых следующим образом:

медленнотвердеющий (индекс В) 20 не нормируется

нормальнотвердеющий (индекс Б) 6 30

быстротвердеющий (индекс А) 2 15

Сроки схватывания гипса зависят от свойств сырья, технологии изготовления, длительности хранения, количества вводимой воды, температуры вяжущего вещества и воды, условий перемешивания, наличие добавок и др. быстрее всех схватывается полуводный гипс, содержащий некоторое количество частичек неразложившегося двугидрата. Схватывание гипса ускоряется при затворении его пониженным количеством воды по сравнению с тем, которое требуется для теста нормальной густоты, и наоборот.

Повышение температуры гипсового теста до 40-45 ⁰С способствует ускорению его схватывания, а выше этого предела, наоборот – к замедлению. При температуре 90-100 ⁰С схватывание и твердение прекращается, т.к. при более высоких температурах растворимость полуводного гипса в воде становится меньше растворимости двугидрата. Схватывание замедляется, если гипс применяют в смеси с заполнителями – песок, шлак, опилки и т.д.

Быстрое схватывание позволяет быстрее извлекать изделия из форм.

В.Б.Ратинов разделяет добавки для регулирования сроков схватывания на 4 класса.

1 класс – это добавки, изменяющие растворимость вяжущих и не вступающие с ними в химические реакции. Сроки схватывания ускоряются, если добавит например NaCl, KCl, Na₂SO₄. Например NaCl увеличивает растворимость полугидрата и, следовательно, является ускорителем, а при других, уменьшая растворимость, является замедлителем.

2 класс – вещества, реагирующие с вяжущими веществами с образованием труднорастворимых или малодиссоциирующих соединений. Добавки этого класса образуют на поверхности полугидрата защитные пленки из труднорастворимых соединений, в результате чего схватывание гипса замедляется.

3 класс – вещества, являющиеся готовыми центрами кристаллизации. Для гипсовых вяжущих таковыми являются CaSO₄·2Н₂О, CaHPO₄·2H₂O и др. они ускоряют схватывание.

4 класс – поверхностно-активные добавки. Они уменьшают скорость образования зародышей кристаллов. Эти добавки известны как пластификаторы и замедлители схватывания гипса. Они придают тесту повышенную подвижность и снижают количество воды затворения.

Иногда применяют комплексные добавки.