Воздушные вяжущие Гипсовые вяжущие

Гипсовые вяжущие вещества – это вяжущие, состоящие в основном из полуводного гипса или безводного гипса(ангидрит). Сырьём для получения гипсовых вяжущих веществ служит горная порода гипс, состоящая из минерала(двуводный сернокислый кальций).

Получение гипса:

1. Добыча сырья (гипсового камня);

2. Подготовка сырьевых компонентов (дробление в дробилках, измельчение в мельницах, помол совмещается с сушкой);

3. Обжиг (либо при t = 110–170 °С, либо при t = 600–900 °С);

4. Помол готового продукта.

В зависимости от температуры обжига гипсовые вяжущие подразделяют:

1. Низкообжиговые (110–170 °С) – такие вяжущие быстротвердеющие и быстросхватывающиеся:

К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся: строительный гипс (β-модификация) и высокопрочный гипс (α-модификация). β-модификацияполучается в открытых аппаратах, когда вода удаляется в виде перегретого пара; при этом получается рыхлая структура, кристаллы неправильной формы с большим количеством дефектов и искажений. На гидратацию таких кристаллов расходуется большое количество воды затворения, при этом уменьшается прочность.α-модификациюполучают в закрытых аппаратах, удаление воды происходит в жидком виде; при этом кристаллы образуются крупными, плотными, правильно сформированными без искажений. Водопотребность меньше, прочность больше.

2. Высокообжиговые гипсовые вяжущие получают при t = 600–900 °С. Они являются медленносхватывающимися и медленнотвердеющими веществами, но имеют большую водостойкость и прочность при сжатии. Высокообжиговый гипс применяют для бесшовных полов, для перегородок, для искусственного мрамора. Также к высокообжиговым вяжущим веществам относится ангидритовый цемент.

Свойства гипса (строительный β-модификации)

1. Истинная плотностькг/м³;

2. Средняя плотностькг/м³;

3. Тонкость помола– степень измельчения материала; характеризуется удельной поверхностью или остатком на сите (для гипса в соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 применяется сито № 02).

       По остатку на стандартном сите гипс делится на три степени помола:

1. – грубый помол (остаток на сите № 02 > 23%);

2. – средний помол (остаток на сите № 02 от 2 до 14%);

3. – тонкий помол (остаток на сите № 02 до 2%).

Тонкость помола гипса влияет на прочность: чем тоньше помол, тем выше прочность, но при этом выше водопотребность.

4. Водопотребность– количество воды, необходимое для затворения гипса. Различают теоретическую и практическую водопотребность.Теоретическая водопотребность– это количество воды, необходимое для прохождения химической реакции

;

теоретическая водопотребность ≈ 18,6 % от массы гипса. Практическая водопотребность– количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты, определяется на приборе Суттарда путём расплыва гипсовой лепёшки.

Для строительного гипса (β-модификация) практическая водопотребность ≈ 50–70% от массы гипса; для высокопрочного гипса (α-модификация) ≈ 35–45% от массы гипса.

На водопотребность гипсовых вяжущих влияют:

     а) Структура (α- или β-модификация);

     б) Тонкость помола вяжущего вещества ─ чем тоньше помол, тем больше мелких частиц, а, следовательно, больше удельная поверхность, и тем большее количество воды необходимо для затворения.

5. Сроки схватывания(прибор Вика с иглой). Различают начало и конец схватывания гипсового теста.Начало схватывания– это время в минутах от момента затворения гипса водой до момента образования первых кристаллических форм.Конец схватывания– это время в минутах от момента затворения гипса водой до момента завершения образования кристаллических форм. Очень короткие сроки схватывания часто негативно отражаются на изделиях из гипсовых вяжущих.

В зависимости от сроков схватывания гипсового теста гипсовые вяжущие вещества делятся на следующие виды:

А – Быстросхватывающиеся гипсовое вяжущее (от 2^хдо 6^тиминут);

Б – Среднесхватывающиеся (6 – 30 минут);

В – Медленносхватывающиеся (> 30 минут).

Сроки схватывания можно регулировать с помощью добавок.

Замедлители схватывания:

     а) Добавки, механизм действия которых заключается в том, что они образуют на поверхности частиц гипса труднорастворимые соединения, в результате чего замедляется доступ воды к частицам гипса, и сроки схватывания замедляются (примеры: фосфат натрия, бура, борная кислота) (их добавляют в количестве 2 – 3%);

     б) ПАД – поверхностно активная добавка (например: лигносульфонаты технические, сульфидно-дрожжевая бражка (СДБ)). Механизм действия: ПАД адсорбируется на поверхности гипсовых частиц с образованием мономолекулярного слоя, который предотвращает доступ воды к гипсовым частицам. При применении ПАД нормальная густота гипсового теста уменьшается на 10–15%.

Ускорители схватывания:

а) Хлорид натрия (), хлорид калия (), сульфат натрия (), хлористое железо – ускоряют процесс гидратации гипса в воде (добавляют в количестве 2 ─ 3% от массы гипсового вещества);

б) Двуводный сернокислый кальций (), который является готовым центром кристаллизации, после ввода которого в систему возле него начинают интенсивно расти новые гидратные соединения.

Совместное применение добавок (комплексные добавки) создаёт более широкие возможности регулирования сроков схватывания.

6. Прочность(способность материала не разрушаться от возникающих внутренних напряжений при воздействии внешней нагрузки; характеризуется пределом прочности) гипсовых вяжущих определяется на стандартных гипсовых образцах-балочках (4х4х16 см), изготовленных из гипсового теста нормальной густоты, через три часа после изготовления образцов. Стандартом установлено 12 марок гипса по прочности (максимальное разрушающее напряжение в МПа): Г2, Г3, Г4, Г5, Г6, Г7, Г10, Г13, Г16, Г19, Г22, Г25. На прочность гипса влияют тонкость помола и водопотребность.

Марка гипсового вяжущего даёт информацию о его основных свойствах и записывается в виде, например, Г-6-А-II, где Г – гипсовое вяжущее, 6 – предел прочности на сжатие в МПа, А – быстросхватывающееся, II – среднего помола.

7. Водостойкость(способность материала не разрушаться в насыщенном водой состоянии; характеризуется коэффициентом размягчения) гипсовых вяжущих:(не водостойкий, так как гипс – воздушное вяжущее вещество, то при взаимодействии с водой образуются новые гидратные соединения, которые вымываются из гипсового камня);

8. Морозостойкость(способность материала выдерживать попеременно замораживание при t = – 20 и оттаивание в воде комнатной температуры, теряя при этом массы не более 5% и прочности – не более 15%; характеризуется коэффициентом морозостойкости) гипса очень низкая;

9. Воздухостойкостьвысокая;

10. Огнестойкость(способность материала выдерживать воздействие открытого огня в течение определённого времени) высокая (прогревается медленно, разрушается через 6 – 8 часов прогрева).