1.8.2. Високовипалений гіпс (естріх гіпс)

Високовипалюваним гіпсом (естріх-гіпсом) називають повітряну зв’язну речовину, яку отримують випалом в шахтних (рідше обертових) печах природного двоводного гіпсу або природного ангідриту при температурі 800-1000 ^оС з подальшим його розмелюванням. Під час випалу невелика частина двогідрату повністю розкладається з утворенням вільного оксиду кальцію (3-5 % СaO). Проте він зв’язується в основні сполуки сульфату кальцію типу mCaSO_4*nCaO. При замішуванні з водою СaO виконує роль каталізатора твердіння.

Властивості високовипалюваного гіпсу залежать від температури і тривалості випалу (кількості вільного CaO). Випалений продукт розмелюють до залишку на ситі № 02 не більше 5 %. Для отримання тіста нормальної густоти необхідно 30-35 % води, що обумовлює більшу міцність, щільність, водонепроникність і водостійкість виробів. Високовипалений гіпс повільно тужавіє. Початок його тужавіння не раніше 2 год від початку замішування. При твердінні високовипалений гіпс переходить в двоводний, а оксид кальцію в гідрооксид, який потім карбонізується до вуглекислого кальцію. Тужавіння високовипаленого гіпсу можна пришвидшити більш тонким розмелюванням чи введенням додатків NaHSO₄, галунів та деяких інших солей. В залежності від міцності на стиск, МПа, через 28 діб зразки високовипалюваного гіпсу з розчину пластичної консистенції (без піску) мають марки 10, 15, 20. При трамбуванні маси після її замішування міцність при стиску зростає майже на четвертину. Затвердлий високовипалюваний гіпс характеризується високим опором до стирання.

Високовипалений гіпс використовують для настеляння безшовних тепло- і звукоізоляційних підлог, виготовлення підстилочного шару під лінолеум, мурувальних тинькувальних розчинів, штучного мармуру та інших будівельних виробів. Вироби з нього мають високу морозостійкість, підвищену водостійкість і меншу схильність до пластичних деформацій.

1.9. Підвищення водостійкості гіпсових зв’язних

Характеристикою водостійкості є коефіцієнт пом’якшення, який визначається відношенням міцності матеріалу у вологому стані до міцності матеріалу в сухому стані:

Kp = Rв / Rс.

При Кр більше 0,8 матеріал вважають водостійким.

Для виробів з будівельного гіпсу Кр = 0,35-0,4, з високоміцного – Кр = 0,4-0,45.

Підвищити водостійкість виробів можна:

1. зменшенням розчинності гіпсу за рахунок введення спеціальних додатків;

2. добрим ущільненням гіпсових виробів під час формування;

3. просочуванням або обмазуванням речовинами, що запобігають проникненню води;

4. використанням композиційних гіпсових зв’язних.

Деяке зменшення розчинності гіпсу спостерігається при введенні вапна у кількості 5-20 %, доменних гранульованих шлаків, заміні у сумішах дерев’яних опилок на мінеральні заповнювачі (зола, шлак). Підвищують водостійкість полімерні хемічні додатки (наприклад, клей ПВА). Ефективним є використання композиційних гіпсових зв’язних або гіпсоцементно-пуцоланових зв’язних (ГПЦВ).

Суміш гіпсових зв’язних з портландцементом при твердінні характеризується нестійкістю. Спочатку вони інтенсивно твердіють, але через 1-3 місяці, а деколи і пізніше виникають деформації і руйнування каменю. Причиною цього є продукт взаємодії гіпсу і цементу, який має назву етрингіт або “цементна бацила” (3СaO_*Al₂O_3*3CaSO_4*31H₂O). Ця сполука має об’єм у 2,5 рази більший ніж об’єм вихідних фаз і тому, утворюючись, вона спочатку заповнює пори, а потім приводить до руйнування виробів.

Введення в суміш гіпсових зв’язних з портландцементом певної кількості пуцоланових або активних мінеральних додатків забезпечує стабільність і ріст міцності каменю. Причиною цього є взаємодія активних мінеральних додатків (доменні гранульовані шлаки, золи, опока, діатоміт) з Ca(OH)₂, який виділяється при гідратації портландцементу. Ці додатки зв’язують гідрооксид кальцію, зменшують рН суміші, що усуває можливість утворення етрингіту.

Гіпсоцементно-пуцоланові зв’язні отримують ретельним перемішуванням в необхідній пропорції низьковипалених гіпсових зв’язних, портландцементу і активного мінерального додатку. В залежності від активності компонентів їх вміст (мас. %) коливається в межах:

- гіпсове зв’язне - 50-65;

- портладндцемент - 20-25;

- активні мінеральні додатки 15-25.

Замість окремо взятих портландцементу і активного мінерального додатку можна використовувати пуцоланові цементи (що вже містять цей додаток), шлакопортландцементи. Оскільки змішувати треба лише два компоненти, це спрощує технологію і підвищує якість зв’язного. При використанні для отримання гіпсу варильних котлів портландцемент і активні мінеральні додатки можна вводити безпосередньо в котел за декілька хвилин до закінчення варіння гіпсу.

ГПЦВ швидко тужавіє і твердне. Початок тужавіння не раніше ніж за 4 хвилини, а кінець – не пізніше 20 хвилин після початку замішування. Міцність бетонів на основі ГПЦВ складає 20-40 МПа; коефіцієнт розм’якшення – 0,6-0,8. ГПЦВ використовують для виготовлення стінових панелей, санітарно-технічних кабін, ванних кімнат, вентиляційних каналів та інших виробів, де необхідна підвищена водостійкість.