Лабораторна робота №1 випробування низьковипалених гіпсових в’яжучих

Мета роботи: освоєння стандартних методик випробування низьковипалених гіпсових в‘яжучих та встановлення їх відповідності вимогам ДСТУ Б В. 2.7-82-99.

1. Теоретична частина

Гіпсові в’яжучі належать до повітряних. Вони складаються переважно з напівводного гіпсу CaSO₄·0,5Н₂О або ангідриту CaSO₄. Сировиною для їх виробництва є, як правило, природний гіпс CaSO₄·2Н₂О, ангідрит CaSO₄, а також деякі відходи хімічної промисловості (борогіпс, фосфо­гіпс, фторогіпс, ферогіпс, титаногіпс, гідролізний гіпс).

­­­Технологія одержання гіпсових в’яжучих полягає в тепловій обробці відповідної тонкорозмеленої сировини. Розмелювання матеріалу можна здійснювати після випалу або під час випалу.

За умовами випалювання, швидкістю тужавіння і тверднення гіпсові в’яжучі поділяють на дві групи:

1. Низьковипалені в’яжучі – швидкотужавіючі і швидкотверднучі. Складаються переважно з напівводного гіпсу (CaSO₄·0,5H₂O), отриманого термообробкою гіпсового каменю (CaSO₄·2H₂O) за температури 130-160ºС або обробкою пари при 0,13-0,70 МПа. До них належать будівельний (алебастр), формувальний, медичний і високоміцний (технічний) гіпс.

2. Високовипалені в’яжучі – повільнотужавіючі і повільнотверднучі. Складаються з безводного сульфату кальцію (CaSO₄), отриманого випалом за температури 600-1000ºС. До них відносяться ангідритовий цемент, високовипалювальний гіпс (естрих-гіпс) і викінчувальний (обробний) гіпсовий цемент.

Залежно від умов термообробки гіпсової сировини утворюються α- або β-модифікації напівгідрату і розчинного ангідриту. Якщо процес має місце в середовищі насиченої пари або в розчинах деяких солей, то утворюється α-модифікація, якщо у відкритих апаратах, сполучених з атмосферою, – β-модифікація.

Гіпс -модифікації характеризується пониженою розчинністю у воді (порівняно з -напівгідратом), меншою швидкістю гідратації і меншою водопотребою (30-45 % води), що зумовлює вищу міцність затверділого гіпсового каменю. Його отримують у запарювальних апаратах. -модифікація переважає у високоміцному гіпсі.

Гіпс -модифікації характеризується підвищеною розчинністю у воді, більшою швидкістю гідратації і більшою водопотребою (50-70 % води), що зумовлює меншу міцність затверділого гіпсового каменю. Його отримують в обертових барабанах. -модифікація переважає у звичайному гіпсовому в’яжучому. У варильних котлах отримують в’яжуче, яке складається з обидвох модифікацій напівгідрату.

Будівельний гіпс – в‘яжуче, що застосовується для виготовлення будівельних виробів і проведення будівельних робіт, яке складається, в основному, з β-модифіка­­­ції напівводного гіпсу β-CaSO₄0,5H₂O.

Медичний гіпс – в‘яжуче, яке застосовується в хірургії, ортопедії для виготовлення гіпсових пов‘язок, ортопедичних корсетів та в стоматології. Цей гіпс відповідає додатковим вимогам за вмістом шкідливих домішок і складається, в основному, з α- або β-модифіка­­­ції CaSO₄· 0,5H₂O або їх суміші.

Високоміцний гіпс – в‘яжуче, яке має підвищену нормовану міцність, складається, в основному, з α-модифікації напівводного гіпсу α-CaSO₄·0,5H₂O і застосовується в металургії, машинобудуванні і ливарній промисловості. Одержують його тепловою обробкою сировини в автоклавах або самозапарювальних апаратах за температури 124°С і тиску пари 0,13 МПа та варінням в розчинах деяких солей.

Технічний гіпс – в‘яжуче, яке застосовується у різних галузях промисловості і складається, в основному, з α- або β-модифіка­­­ції CaSO₄·0,5H₂O або їх суміші. До технічного гіпсу, залежно від галузі застосування, висуваються додаткові вимоги.

Формувальний гіпс є різновидністю технічного гіпсу. Застосовується для виготовлення форм і моделей у фарфоро-фаянсовій, керамічній та іншій галузях промисловості і відповідає за необхідності додатковим вимогам за ступенем розмелення, об‘ємним розширенням і водовбиранням.

Ангідритові в’яжучі твердіють тільки в присутності активізаторів твердіння (залізний і мідний купорос, сульфат і бісульфат натрію, вапно, доменні гранульовані шлаки, портландцемент тощо).

З оздоблювального цементу виготовляють штучний мармур, обробні розчини, архітектурні деталі. Вироби, як правило, полірують і для надання їм блиску і захисту від атмосферного впливу вкривають воском або парафіном.

Естрих-гіпс – продукт випалу сировини за температури 800…1000°С до часткового розкладу CaSO₄ на CaО і SO₃ (СаО відіграє роль активізатора тверднення). Відрізняється найвищими водо- і морозостійкістю порівняно з усіма гіпсовими в‘яжучими, більшою щільністю і меншою водопроникністю. Використовується для виготовлення безшовних підлог і підготовок під лінолеум.

Властивості низьковипалених гіпсових в’яжучих регламентуються ДСТУ Б В.2.7-82-99, відповідно до якого встановлені марки в‘яжучого (табл. 1).

Таблиця 1