Вся электронная библиотека >>>

 Строительные материалы >>

 

 Строительство. Стройматериалы

Строительные материалы


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника



 

Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ

 

 

Гипсовый камень — продукт измельчения горной породы осадочного (химического) происхождения, состоящей в основном из природного минерала — гипса (CaS042H20). Теоретический состав двуводного сульфата кальция, % по массе: СаО — 32,56; S03 — 46,51; Н20 - 20,93.

В природе гипс встречается чаще всего в виде трех минералогических разновидностей, отличающихся друг от друга своей кристаллической структурой:

•          алебастр (гр. alabastros — белый) — плотный мелкозернистый минерал с сахаровидным изломом или крупнозернистый с беспорядочно ориентированными в пространстве кристаллами;

•          селенит (гр. selen — луна) — волокнистый, сложенный из правильно расположенных нитевидных кристаллов минерал, имеющий характерный шелковистый отлив;

•          гипсовый шпат — пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой структуры.

Гипсовый камень и вяжущие вещества, получаемые в результате его переработки, имеют приближающийся к белому цвет.

Примеси могут придавать гипсу серый, желтоватый, розовый, бурый и другие оттенки. В качестве примесей в гипсе встречаются кварц, пирит, сера, карбонаты, бораты, глинистые и битуминозные вещества.

Гипсовый камень характеризуется следующими свойствами: прочность при сжатии — около 80 МПа, истинная плотность — 2200...2400 кг/м3, средняя плотность гипсового щебня в насыпном состоянии — 1300... 1600 кг/м3, твердость по шкале Мооса — 2. Растворимость гипса в воде (г/л) в пересчете на сульфат кальция при температуре 20 °С составляет 0,2; при 40 °С — 0,21; при 100 °С — 0,17.

 

 

Гипс используют преимущественно как сырье для производства низко- и высокообжиговых гипсовых вяжущих и в качестве добавки, вводимой при помоле клинкера портландцемента и его разновидностей с целью регулирования сроков схватывания. Другим направлением использования природного гипса является изготовление стеновых и перегородочных изделий, что обусловлено его низкой теплопроводностью: при 30 °С — 0,28...0,34 Вт/(м- °С).

Ангидрит — безводный сульфат кальция (CaS04), в природе обычно залегающий под слоями гипса. Химически чистый ангидрит содержит, % по массе: СаО — 41,2; S03 — 58,8. Ангидрит состоит из преимущественно мелких кристаллов, имеет белый с различными оттенками цвет и характеризуется прочностью 60...80 МПа, истинной плотностью 2,9...3,1 г/см3, твердостью 3...3.5. Применяется он для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.

Гипсосодержащие породы (глиногипс, гажа, арзик) состоят из трех основных компонентов: гипса, глины н карбонатов и представляют собой тонкодисперсную механическую смесь или рыхлые, сла-босцементированные образования серого, желтоватого или бурого цвета. Истинная плотность — около 2 г/см3, твердость по Моосу — менее 1. Кристаллическая структура — моноклинная, гексагональная и ромбическая. Химико-минералогическнй состав гипсосодержа-щих пород варьируется в широком диапазоне даже в пределах одного месторождения (содержание CaS04-2H,0 может изменяться от 30 до 70 %). Вяжущие вещества из гипсосодержащих пород по свойствам значительно уступают материалам, приготовленным из относительно чистого природного дву водного гипса. Поэтому их применяют для получения гипсовых вяжущих только в местах добычи, если нет более качественного сырья.

Гипсосодержащие отходы образуются во многих производствах химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также при десульфатизации промышленных газов. Эти отходы представляют собой влажные порошки или шламы с характерным цветом и запахом, содержащие в той или иной форме значительное количество различных модификаций сульфата кальция.

В настоящее время известно более 50 видов гипсосодержащих отходов. Наиболее удобно их классифицировать по происхождению. Впервые такая классификация была предложена Ю.Г. Мещеряковым. В соответствии с ней попутные продукты, содержащие сульфат кальция, образуются:

•          в производстве минеральных кислот: ортофосфорной (фос-фогипс и фосфополугидрат), ортоборной (борогипс) и плавиковой (фторангидрит); органических кислот: лимонной (цит-рогипс), виннокаменной (тартратогипс), молочной и муравьиной;

•          при химической переработке древесины (гидролизный гипс);

•          при производстве комплексных удобрений из минералов и горных пород, относящихся к группе сложных сульфатов (каинит, полигалит и др.);

•          при обработке водных растворов некоторых солей: FeS04 (крем-негипс), СаС12 и др.;

•          при очистке промышленных газов, содержащих S03 (сульфо-гипс);

•          при обработке водных растворов кислот, образующихся, например, при производстве диоксида титана (титаногипс), синтетических волокон и др.;

•          при производстве солей из озерной рапы, морской и океанической воды (рапной гипс);

•          при производстве витаминов (витаминный гипс).

Наибольший интерес для производства гипсовых вяжущих пред

ставляют крупнотоннажные отходы химической промышленности:

фосфогипс, борогипс, фторгипс, титаногипс. Указанные отходы тон

кодисперсны, имеют удельную поверхность 400...700 м2/кг, истин-

ную плотность 2200...2400 кг/м\ насыпную плотность в сухом состоянии 400...800 кг/м3.

Гипсосодержащие отходы, как правило, содержат значительное количество влаги (15...150%), а также различное количество водорастворимых кислот и других вредных примесей, негативно влияющих на сроки схватывания и другие свойства получаемых вяжущих веществ. Поэтому прежде чем использовать отходы для производства гипсовых вяжущих веществ, их необходимо высушивать, производить промывку или нейтрализацию вредных примесей, что приводит к увеличению энергозатрат и усложняет технологический процесс производства. Другим недостатком этих отходов является неоднородность их химического и минералогического состава даже в условиях одного отдельно взятого предприятия.

Указанные недостатки сдерживают применение гипсосодержащих отходов в качестве сырья для производства гипсовых вяжущих веществ и в качестве добавки для производства портландцемента. Однако в последние годы в нашей стране н за рубежом накоплен значительный опыт в этой области. Полученные результаты показывают возможность и перспективность переработки гипсосодержащих отходов (прежде всего фосфогипса) в вяжущие вещества.

 

К содержанию книги:  Стройматериалы. Справочное пособие

 

Смотрите также:

 

Стройматериалы  Строительные материалы  Лаки и краски  Вяжущие вещества  Кровельные материалы  Облицовочные материалы   Гипсокартон  Бетоны  Монолитный бетон и железобетон  Гидроизоляция, гидроизоляционные материалы   Строительство дома

 

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Сырьевые материалы и основы технологии неорганических вяжущих веществ

Производство неорганических вяжущих веществ

Воздушные вяжущие вещества

Свойства гипсовых вяжущих

Применение гипсовых вяжущих

Магнезиальные вяжущие вещества

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент

Известь строительная воздушная

Твердение и свойства

Применение извести

Гидравлические вяжущие вещества

Портландцемент

Состав портландцемента

Твердение портландцемента

Структура портландцемента

Свойства портландцемента

Стойкость затвердевшего цемента

Применение портландцемента

Разновидности портландцемента

Портландцементы с активными минеральными добавками

Твердение

Свойства портландцементов

Другие вяжущие с активными минеральными добавками

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие. Глиноземистый цемент

Сырье и производство

Состав и особенности твердения глиноземистого цемента

Свойства и применение глиноземистого цемента

Расширяющиеся и безусадочные цементы

Методика преподавания неорганических вяжущих веществ

 

ГИПСОВЫЕ И АНГИДРИТОВЫЕ, ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И СЫРЬЕ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Модификации водного и безводного сульфата кальция

Технология гипсовых вяжущих а- и Р-модификаций полугидрата сульфата кальция из природного сырья

Обжиг гипса в варочных котлах

Гипсоварочный котел

Гипсовое вяжущее

Получение высокопрочного гипса варкой в окидких средах

Охрана труда и автоматизация производства на гипсовых заводах

Схватывание и твердение полуводного гипса

Свойства гипсовых вяжущих и области их применения

Ангидритовые вяжущие

Ангидритовый цемент

Высокообжиговое ангидритовое вяжущее (эстрих-гипс)

Гипсовые и ангидритовые вяжущие из побочных материалов химической промышленности

 

ГЛАВА 5. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА  § 5.1. Гипсовые вяжущие вещества

§ 5.2. Свойства и применение низкообжиговых гипсовых вяжущих веществ

§ 5.3. Ангидритовые вяжущие вещества

§ 5.4. Экономика производства гипсовых вяжущих веществ

§ 5.5. Магнезиальные вяжущие вещества

§ 5.6.  Кислотоупорные цементы

§ 5.7. Строительная известь

§ 5.8. Экономика производства извести

5.Б.  ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. § 5.9.  Гидравлическая известь

§ 5.10. Портландцемент

§ 5.11. Добавки для цементов

§ 5.12. Портландцемент с органическими добавками

§ 5.13. Специальные виды цемента

§ 5.14. Цементы с минеральными добавками

§ 5.15. Шлаковые цементы

§ 5.16. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее

§ 5.17. Глиноземистый цемент

§ 5.18. Расширяющийся цемент

§ 5.19. Экономика производства цемента