15. Назовите основные стадии технологии производства гипсовых вяжущих веществ. Ответ мотивируйте приведением химических реакций соответствующих процессов. Перечислите области их применения

Применение: производство гипсокартонных листов, гипсоволокнистых материалов, плит и панелей межкомнатных перегородок. Высокообжиговый применяют для изготовления декоративных и отделочных материалов, например искусственного «мрамора», штукатурных растворов, устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум.

Технология:

1. Дробление гипсового камня и классификации (разделению на фракции по размерам зерен). 2. Обжиг (Дегидратация). 1 стадия: CaSO₄·2H₂O →CaSO₄·0,5H₂O + 1,5H₂O.

2 стадия: CaSO₄·0,5H₂O→ CaSO₄+0,5H₂O.

Мокрый способ производства. Если процесс идёт в жидкой среде или в среде насыщенного пара, то образуется α-полугидрат (высокопрочный гипс марки Г-10 – Г-25).

Сухой способ производства. Процесс идёт в атмосфере ненасыщенного пара, вода из гипса выделяется в парообразном состоянии, образутся β-полугидрат(строительный гипс невысоких марок Г-2 – Г-7).

3 вида обжига: Обжиг сырья в виде щебня в сушильных барабанах или вращающихся печах. Обожженный щебень поступает в бункер томления и выдерживается 24-48 ч. Операция томления позволяет получить более однородный продукт обжига высоких марок, с более стабильными техническими свойствами. Далее производится помол щебня, например в шаровой мельнице. Недостаток: продолжительность. Производство гипсового вяжущего обжигом сырья в гипсоварочных котлах периодического и непрерывного действия. Сырье предварительно измельчается в порошок. Варка от 40мин до 2ч. Плюс: Твердые продукты сгорания топлива не загрязняют вяжущего.

Производство гипсового вяжущего обжигом сырья во взвешенном состоянии (совмещенные сушка, измельчение и обжиг). Обжигается измельченное сырье, которое контактирует с теплоносителем. Характеризуется высокой скоростью процессов дегидратации. Охлаждение и выдержка в силосе.

16. Назовите основные стадии получения ангидритовых вяжущих веществ. Ответ мотивируйте приведением химических реакций соответствующих процессов. Перечислите области их применения

Ангидритовое вяжущее состоит преимущественно из нерастворимого сульфата кальция. Ангидритовое вяжущее вещество получают из природного ангидрита без обжига, а также обжигом гипсового камня при температуре 600 – 800°С. В этом температурном интервале практически завершается дегидратация двуводного гипса и получается безводный сульфат кальция: CaSO₄•2H₂O = CaSO₄ + 2H₂O

Затем полученный продукт при помоле совместно с различными минеральными добавками измельчают в тонкий порошок.

Ангидритовое вяжущее очень медленно реагирует с водой с образованием двуводного гипса: CaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄•2H₂O

Для ускорения гидратации сульфата кальция применяют добавки некоторых растворимых сульфатов (например, гидросульфата натрия NaHSO₄ или сульфата Na₂SO₄).

При твердении это вяжущее в объеме не увеличивается. После предварительного твердения во влажной среде оно продолжает набирать прочность в атмосфере сухого воздуха. При длительном хранении в воде прочность затвердевшего вяжущего снижается, а при последующем высыхании снова восстанавливается. Водостойкость вяжущего повышается при введении в него доменного шлака (10 –15%). Для ускорения твердения при затворении вводят следующие добавки: известь (2 – 5%), обожженный доломит (3 – 8%) или гидросульфат натрия (0,5 – 1%). Ангидритовые вяжущие применяются для устройства бесшовных полов, которые затем застилаются линолеумом, для производства искусственного мрамора.

Высокообжиговое ангидритовое вяжущее или эстрих-гипс – воздушное вяжущее, медленно схватывающееся и медленно твердеющее. Его получают обжигом природного гипса при температуре нагрева 900 – 1000°С и последующим измельчением. Он состоит в основном из безводного CaSO₄ (75 – 85%) и небольшого количества свободного оксида кальция CaO (2 – 4%), образовавшегося при частичном термическом разложении сульфата кальция в обжигаемом материале: CaSO₄•2H₂O = CaSO₄ + 2H₂O; CaSO₄ = CaO + SO_3.

Эстрих-гипс содержит в своем составе 75-85% сульфата кальция, 2-4% оксида кальция, также 8 – 15% полуводного гипса.

Схватывание и твердение эстрих-гипса при затворении водой обусловлены образованием двуводного гипса из сульфата кальция: CaSO₄ + 2H₂O = CaSO₄•2H₂O

Схватывание и твердение протекают медленно. Скорость гидратации нерастворимого сульфата кальция возрастает в щелочной среде, обусловленной растворением в воде оксида кальция и присутствием полуводного гипса. Схватывание эстрих-гипса наступает не раньше двух часов после затворения. Высокообжиговый гипс водостоек, обладает хорошей звукопоглощаемостью, долговечностью и малой истираемостью, поэтому используется для изготовления полов, ступеней и подоконников.