Твердение низкообжиговых гипсовых вяжущих веществ

Происходит в 3 периода (теория Байкова А.А.)

CaSO₄^.0,5H₂O + 1,5H₂O = CaSO₄^.2H₂O + Q.

1 период – растворение. Сначала образуется истинный раствор с ярко выраженной диффузией. Образующийся CaSO₄^.2H₂O имеет растворимость 2 г/л, а CaSO₄^.0,5H₂O – 8,5 г/л. Раствор быстро насыщается, происходит пересыщение раствора и наступает 2 период твердения. По времени соответствует началу схватывания гипсового теста.

2 период – коллоидация (гелеобразование). Образующийся раствор проявляет уже слабую диффузию, происходит слипание частиц – образование геля (гипсового теста). Структура не жесткая, коагуляционная, обладает тиксотропностью, т.е. обратимостью свойств. По времени соответствует концу схватывания гипсового теста.

3 период – собственно твердение. Образуются жесткие связи за счет кристаллизации геля, уплотнение и набор прочности кристаллического каркаса

2.1.2. Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества

Ангидритовый цемент

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс)

Обжигают при температурах 600-1000^оС, поэтому происходит полное обезвоживание исходного сырья, причем при максимальной температуре ангидрит подвергается термической диссоциации с образованием СаО. Небольшое количество СаО играет роль активизатора вяжущего с водой. Можно получить ангидритовое вяжущее и без обжига помолом природного ангидрита с активизатором твердения (известью, обожженным доломитом). Основное применение: растворы, мозаичные бесшовные полы, подготовка под линолеум, искусственный мрамор.

Ангидритовый цемент получают обжигом при 600-700^оС. Помол с активизаторами твердения (Na₂SO₄, NaHSO₄, K₂SO₄, FeSO₄ и др.). Известь до 3-5%. Водопотребность 30-50%. R_сж до 20 МПа, Н_схв ≥30 мин.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) получают обжигом при 800-1000 ^оС. Частичное разложение с образованием СаО. Н_схв ≥2 час. R_сж до 20 МПа. Водопотребность 30-35%. Уплотнение лучше производить в момент схватывания.

2.1.3 Изделия на основе гипса

В виду того, что при твердении гипсовых вяжущих веществ создается практически нейтральная среда с минимальной кислотностью, лучшими заполнителями являются органические заполнители: макулатура, солома, опилки, камыш, стружка, волос. Из минеральных: шлак, туф, аглопорит, кирпичный бой, пемза.

Быстрое твердение и высокие формовочные свойства дают возможность сократить технологический процесс, повысить оборачиваемость форм, открывают широкую перспективу для изготовления сборных элементов зданий и снижения стоимости строительства. Следует отметить и ряд недостатков, характерных для гипсовых изделий: низкая водостойкость, ползучесть.

Гипсовые изделия получают из гипсового раствора (иногда с небольшой добавкой органических или молотых минеральных заполнителей).

Гипсобетонные изделия получают из гипсового раствора с добавлением легких и пористых минеральных заполнителей (шлаки, туф, пемза, ракушечник), с которыми гипсовый камень хорошо сцепляется. Применение органических заполнителей (сечка из древесной шерсти, сломы, камыша, измельченная макулатура, опилки, стружка) позволяет значительно снизить плотность материалов.

Плиты и панели для перегородок (несущие). Деревянный реечный каркас. Без проемов и с проемами для дверей толщиной 40, 60, 80, 100 мм. Можно устанавливать скрытую электропроводку. Пенообразователи, АМД, стекловолокно, картон. В теплых районах можно использовать для наружной отделки зданий. R до 7 МПа.

Гипсовые обшивные листы (сухая штукатурка). Отделка стен и перегородок. Хорошо оклеиваются и окрашиваются. Приклеиваются или прибиваются. Клей – мел, гипс, казеин. Легко режутся, трудносгораемые, хрупкие, плохая гвоздимость. Высота на всю высоту помещения – 250, 270, 290, 330 см. Ширина 120 и 130 см, толщина 10-12 мм.

Гипсоволокнистые изделия. Гипс = 90-95%, волокно (солома, бумага) = 5-10%, добавки (жидкое стекло, декстрин). Литье. Тепло- и звукоизоляция. Перегородки, подоконные плиты. R_сж до 30 МПа. R_и до 20 МПа.

Панели основания пола. ГЦПВ. Прокат. Деревянный каркас. Размер на комнату толщиной не менее 50 мм. Оклейка линолеумом, плитами, мастиками. R_сж не менее 7 МПа.

Сухие штукатурные смеси. Замедлители схватывания (до 2 час). Механизация нанесения.

Акустические изделия. Вспученный перлит, асбест, пена.

Архитектурные изделия.

2.2. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Получают обжигом природных горных пород – магнезита и доломита с последующим помолом.

Магнезит

Доломит

2.2.1. Каустический магнезит

Получается обжигом природного магнезита в шахтных (650-800^оС), вращающихся (1000 ^оС) печах

MgCO₃ = MgO + CO₂.

Более высокая температура вредна, т.к. возможен пережог – периклаз. Нормально обожженный магнезит при слабых ударах рассыпается в порошок. Твердеет медленно и малопрочен. Затворение лучше производить растворами магнезиальных солей, чаще MgCl₂ При этом вслед за гидратацией MgO + H₂O = Mg(OH)₂ происходит образование гидрооксихлорида магния

Mg(OH)₂ + MgCl₂ + 3H₂O = 3MgO^.MgCl₂^.6H₂O.

Твердение ускоряется при повышении температуры. Каустический магнезит химически почти нейтрален, т.к. Mg(OH)₂ - слабая щелочь, а 3MgO^.MgCl₂^.6H₂O - нейтральная соль. Поэтому лучше применять в соединениях с органическими заполнителями.

Плотность 3,2-3,4. MgO ≥ 83%. СаО ≤ 4,5%, Н _схв ≥ 20 мин. К _схв ≤ 6 час.

Марки 400, 500, 600. Утрамбованный во время схватывания каустический магнезит может достичь R_сж до 100 МПа. В качестве затворителей можно применять MgSO₄, а также заменить часть MgCl₂ на FeSO₄, однако при этом возможно образование выцветов.