31) Гипсовые вяжущие вещества: классификация, сырьё, технология, свойства, твердение, применение.

Гипсовые вяжущие вещества — это воздушные вяжущие, со­стоящие в основном из полуводного гипса или ангидрида и полу­чаемые тепловой обработкой сырья и помолом.

Сырьё: горная порода гипс (CaS0₄*2H₂0), ангидрит (CaS0₄), отходы промышленности.

Гипсовые вяжущие вещества подразделяются в зависимости от температуры тепловой обработки на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой об­работкой природного гипса при низких температурах (110-180 °С). Они состоят в основном из полуводного гипса, так как дегидратация сырья при указанных температурах приводит к превращению дву­водного гипса в полугидрат:

CaS0₄'2H₂0 = CaS0₄0,5H₂0+l,5H₂0.

К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относятся строительный, формовочный и высокопрочный гипс.

Строительный гипс состоит в основном из кристаллов β- модификации CaS0₄0,5H20, содержит также некоторое количество ангидрида (CaS0₄) и частицы неразложившегося сырья CaS0₄ 2H₂0. По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы: А —быстросхватывающиеся (2-15 мин), Б — нормально схватывающиеся (6-30 мин) и В — медленно схватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин). Прочность при сжатии составляет 10-12 МПа.

Высокопрочный гипс. Он состоит в основном из α-модификации полуводного сульфата кальция. Поэтому прочность высокопрочного гипса при сжатии 15-25 МПа, а при спе­циальной технологии производства — до 60 МПа превышает проч­ность строительного гипса. Из него изготавливают элементы стен и сборных перегородок, камни для стен.

Формовочный гипс состоит из α и β-модификаций. Он содержит незначительное количество примесей и тонко размалывается. Применяют в керамической и фосфоро-фаянсовой промышленности для изготовления форм.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготовляют путем обжига гипсового камня при высоких температурах — 600- 900 °С, поэтому они состоят преимущественно из ангидрита CaS0₄, который частично подвергается термической диссоциации с образо­ванием СаО.

Высокообжиговый гипс (в отличие от строительного гипса) мед­ленно схватывается и твердеет, но его водостойкость и прочность при сжатии выше — 10-20 МПа. Поэтому его применяют при уст­ройстве бесшовных полов, в растворах для штукатурки и кладки, для изготовления «искусственного мрамора».

При твердении строительного гипса происходит химическая ре­акция присоединения воды и образования двуводного сульфата кальция:

CaS0₄ 0,5H₂0+l,5H₂0 = CaS0₄2H₂0.

Схема гидратации (твердения):

-растворение полугидрита

-пересыщение раствора

-образование зародышей кристаллов двугидрита

-схватывание (образование рыхлой, пространственной коагуляционной структуры)

-твердение (рост кристаллов, срастание, образование кристаллизационной структуры).

Применение:

-вяжущее в различных бетонах и растворах

-для изготовления пазовых деталей

-элемент декоративной отделки

-компонент смешанных вяжущих

-плиты и гипсокартонные листы

32) Воздушная известь: сырьё, технология, разновидности, твердение, свойства, применение.

Воздушная известь — продукт умеренного обжига кальциево­магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломитизированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%.

Основной составляющей известняка является карбонат кальция (СаС0₃). Обжигают известняк при температуре 900-1200 °С до воз­можно более полного удаления С0₂ по реакции:

СаСОз = СаО + С0₂.

MgC0₃ = Mg0 + C0₂.

Чем выше содержание основных оксидов (CaO + MgO) в извес­ти, тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт. Содержа­ние непогасившихся частиц, к которым относятся частицы недожога и пережога, снижает качество извести. Недожогом называют остав­шиеся зерна сырья — известняка, которые отощают известковое тес­то, ухудшают его пластичность и пескоемкость. Пережог представ­ляет собой остеклованный трудногасящийся оксид кальция, уплот­ненный при высокой температуре.

Обжиг известняка чаще всего производят в шахтных печах, в ко­торые известняк поступает в виде кусков размером 8-20 см . При обжиге известняка удаляется углекислый газ, со­ставляющий 44% от массы СаС0₃, поэтому комовая негашеная из­весть получается в виде пористых кусков, активно взаимодействую­щих с водой.

Гашение воздушной извести заключается в гидратации оксида кальция при действии воды на комовую негашеную известь:

СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂.

Твердение гашёной извести: На воздухе извест­ковый раствор постепенно отвердевает под влиянием двух одновре­менно протекающих процессов: высыхание раствора, сближение кристаллов Са(ОН)₂ и их срастание; карбонизация извести под дей­ствием углекислого газа, который в небольшом количестве содер­жится в воздухе: Са(ОН)₂ + С0₂ = СаСОз + Н₂0.

Виды и применение: В зависимости от содержания оксида магния воздушная известь разделяется на кальциевую (MgO<5%), магнезиальную (MgO = 5- 20%) и высокомагнезиапьную или доломитовую (MgO = 20-40%).

Наиболее важными показателями качества извести являются: ак­тивность — процентное содержание оксидов, способных гаситься, количество непогасившихся зерен (недожог и пережог); время гаше­ния.

В зависимости от времени гашения извести всех сортов разли­чают: быстрогасящуюся известь с временем гашения до 8 мин, среднегасящуюся — ее время гашения не превышает 25 мин и медленногасящуюся с временем гашения не менее 25 мин.

Сорт воздушной извести устанавливают не по прочности, а по характеристикам ее состава. Чем меньше глинистых и других примесей в исходном известняке, тем выше активность извести, быстрее происходит ее гашение и больше выход известкового теста.

Большое количество извести идет на изготовление силикатного кирпича и силикатных бетонов: ячеистых, легких, тяжелых, а также используется в смешанных вяжущих.

Молотая негашёная известь- продукт тонкого помола извести без предварительного гашения.