7.3. Виробництво гіпсу і вапна

Гіпсові в’язкі речовини (гіпс) одержують у результаті теплової обробки і помолу сировини, що складається в основному з напівводного гіпсу або ангідриду. Сировиною для виробництва гіпсу служить природний гіпсовий камінь CaSO4·2H2O і природний ангідрид CaSO4, а також відходи хімічної промисловості, що містять з’єднання кальцію.

Як і цемент, гіпс спікається в печах, потім розмелюється в млинах. Розрізняють гіпс будівельний, формувальний і високоміцний. Гіпс – це швидкосхвачувальна і швидкотвердіюча в’язка речовина. Терміни тужавлення – до 15 хв (марка А), до 30 хв (марка Б) і понад 30 хв (марка У).

Будівельний гіпс застосовують для виробництва гіпсових і гіпсобетонних будівельних виробів і матеріалів для внутрішніх елементів будинків і споруджень (панелей і плит для перегородок, сухої штукатурки, для декоративних і оздоблювальних матеріалів).

Будівельним вапном називається в’язка речовина, одержувана в результаті помірного випалу (не до спікання) і наступного помолу кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід – вапняку, крейди, доломіту.

Технологічний процес виробництва будівельного вапна складається з підготовки сировини (роздрібнення, сортування), випалу, помолу або гасіння кускового вапна.

Випал вапна здійснюють в обертових шахтних печах діаметром до 4 і висотою до 20 м. Середня зона – зона випалу, куди подається паливо (газ) і де розвивається температура 1000-1200°С. У результаті випалу одержують негашене кускове вапно, що надходить на помол або гасіння. Мелене негашене вапно утворюється шляхом тонкого здрібнювання кускового вапна на млинах, куди і вводять мінеральні добавки. Найважливіші показники якості вапна: активність (що залежить від процентного вмісту відходів магнію, спроможних гаситися) і тривалість гасіння.

Гідратне (гашене вапно) являє собою тонкодисперсний порошок білого кольору, що утворюється шляхом додавання в негашене вапно води 70-100 % від маси вапна. При взаємодії оксидів кальцію і магнію з водою утворюються їхні гідрооксиди, процес супроводжується виділенням великої кількості тепла.

Твердіння вапна може відбуватися тільки у повітряно-сухому середовищі в результаті випарювання води і кристалізації гідрооксидів кальцію і магнію. Твердіє гашене вапно повільно, міцність його каменю невисока.

Будівельне вапно застосовується для виготовлення штучних кам’яних матеріалів – силікатних бетонів і цегли, виготовлення будівельних розчинів, у виробництві гідравлічних в’язких – вапняно-шлакових цементів, як фарбуючий матеріал.

7.4. Виробництво безвипальних кам’яних матеріалів

Штучні безвипальні кам’яні будівельні матеріали і вироби одержують із розчинних або бетонних сумішей шляхом їх формування з наступним твердінням. Як в’яжучі застосовують цемент, вапно, гіпс, магнезит. Наповнювачами служать кварцовий пісок, шлак, пемза, деревна тирса й ін. Для підвищення міцності на згин вироби армірують волокнистими матеріалами (азбестом, деревиною, сталевою арматурою та ін.).

Залежно від виду в’язкої речовини штучні безвипальні матеріали і вироби розподіляють на 4 групи.

1. Силікатні матеріали і вироби, одержувані на основі вапна: силікатна цегла, вапняно-шлакові, вапняно-зольні блоки внутрішніх несучих стін будинків, панелі перекриттів і несучих перегородок, сходові щаблі, плити, балки й ін.

2. Гіпсові та гіпсобетонні вироби, одержувані на основі будівельного гіпсу: панелі і плити перегородкові, листи обшивальні, плити теплоізоляційні, камені для кладки зовнішніх стін, вироби для перекриттів, облицьовувальні плити, вентиляційні блоки, вогнезахисні вироби та ін.

3. Матеріали і вироби на основі магнезіальних в’язких: теплоізоляційний фіброніт для утеплення стін, підлог і перекриттів і кон­структивний для заповнення стін, перегородок і перекриттів каркасних будинків, фібролітова фанера, використовувана як штукатурка, ксилоліт для устрою суцільних безшовних і плиткових підлог та ін.

4. Азбоцементні вироби, одержувані на основі портландцементу з додаванням азбесту: покрівельні панелі й плити, покриття і підвісні стелі, стінові панелі й плити, перегородки, електротехнічні дугостійкі панелі та ін.

При автоклавній обробці вапняно-пісчаних сумішей при тиску пари 0,8 МПа і температурі 170°С і вище можуть бути отримані дуже міцні, водостійкі й довговічні матеріали. Це пояснюється тим, що в середовищі насиченої пари при зазначеній температурі кремнезем хімічно взаємодіє з вапном, створюючи гідросилікати кальцію – міцну і водостійку речовину. Цим способом виготовляють силікатну цеглу, камені для кладки стін, крупнорозмірні збірні залізобетонні вироби.