Строительство

Строительные материалы и изделия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Гипсовые вяжущие вещества делят на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

•          Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при нагревании двухводного гипса CaS04-2H20 до температуры 150...160°С с частичной дегидратацией двуводного гипса и переводом его в полуводный гипс CaSO4-0,5H2O.

•          Высокообжиговые (ангидритовые) вяжущие получают обжигом двуводного гипса при более высокой температуре до 700... 1000°С с полной потерей химически связанной воды и образованием безводного сульфата кальция — ангидрита CaS04. К низко-обжиговым относится строительный, формовочный и высокопрочный гипс, а к высокообжиговым — ангидритовый цемент и эстрих-гипс.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат природ. ный гипсовый камень и природный ангидрид CaSCu, а также отходы химической промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций, например фосфогипс. Возможно применение гипсосодержащего природного сырья в виде сажи и глиногипса.

• Гипсовым вяжущим называют воздушное вяжущее вещество состоящее преимущественно из полуводного гипса и получаемо путем тепловой обработки гипсового камня при температур 150...160°С. При этом двуводный гипс CaSCV^FbO, содержа щийся в гипсовом камне, дегидратирует по уравнению CaSO4-2H2O==CaSCv0,5H2O+l,5H2O

В этих условиях образуются  мелкие кристаллы полуводного сернокислого кальция р-модификации; такой гипс обладает повышенной водопотребностью   (60...65%   воды).   Избыточная   вода, т. е.  сверхпотребная на  гидратацию гипса   (15%),  испаряется, образуя поры, вследствие чего затвердевший гипс имеет высокую пористость   (до  40%)   и  соответственно  небольшую  прочность. Производство  гипса  складывается  из  дробления,  помола  и тепловой обработки   (дегидратации)   гипсового  камня.  Имеется несколько технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол предшествует обжигу, в других помол производится после обжига, а в третьих помол и обжиг совмещаются в одном аппарате. Последний способ получил название обжига гипса во взвешенном состоянии. Тепловую обработку гипсового камня  производят  в   варочных  котлах,  сушильных  барабанах, шахтных или других мельницах.

Наиболее распространена схема производства гипсового вяжущего с применением варочных котлов ( 5.1). Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или в установку непрерывного действия. Последняя имеет в 2...3 раза выше производительность, но еще находится в стадии практического освоения.

Варочный котел периодического действия ( 5.2) представляет собой обмурованный кирпичом стальной котел 4 со сферическим днищем  /,  обращенным  выпуклой стороной  внутрь цилиндра. Для перемешивания гипса в котле имеется мешалка 2, приводимая в движение электродвигателем 3.  Раскаленные топочные газы обогревают днище и стенки котла, а также проходят через жаровые трубы 5 внутри котла и в охлажденном состоянии удаляются   по  дымовой  трубе.   Продолжительность  варки  90... 180 мин. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.

При затворении порошка гипса водой полуводный сернокис-1 лый   кальций   CaSO4-0,5H2O,   содержащийся   в   нем,   начинает растворяться до образования насыщенного раствора и одновременно гидратироваться, присоединяя 1,5 молекулы воды и переходя в двугидрат CaS04-2HzO по уравнению

CaSO4-0,5H2O+l,5H2O=CaSO^2H2O

Растворимость двугидрата примерно в 5 раз меньше растворимости исходного порошка — полугидрата CaSO4-0,5H2O. В результате образовавшийся насыщенный раствор полугидрата оказывается   пересыщенным   по   отношению   к   двугидрату.   Пересыщенный   раствор   в   обычных   условиях   не   может  существовать — из  него  выделяются  мельчайшие  частицы  твердого  вещества — двуводного сернокислого кальция. По мере накопления этих частиц они склеиваются между собой, вызывая загустева-ние   (схватывание)   теста.  Затем  мельчайшие  частицы  гидрата начинают кристаллизоваться, определяя этим образование прочного гипсового камня. Дальнейшее увеличение прочности гипса  ] происходит  вследствие  высыхания  твердеющей  массы  и  более полной кристаллизации при этом. Твердение гипса можно ускорить сушкой, но при температуре не выше 65°С во избежание обратной дегидратации двуводного гипса.

Быстрое схватывание гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применения замедлителей схватывания (кератинового, известково-кератинового клея, сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,1...0,3% от массы гипса). Замедлители схватывания уменьшают скорость растворения полуводного гипса и замедляют диффузионные процессы.

Применяется гипсовое вяжущее для производства гипсовых й гипсобетонных строительных изделий для внутренних частей зданий (перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, приготовления гипсовых и смешанных растворов, производства декоративных и отделочных материалов, например искусственного мрамора), а также для производства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих.

 Высокопрочный  гипс  является  разновидностью  полуводного гипса. Этот полуводный гипс а-модификации, который имеет более крупные кристаллы, обусловливающие меньшую водопотреб-ность гипса   (40...45% воды), позволяет получать гипсовый камень с большей плотностью и прочностью. Получают его путем нагревания природного гипса паром под давлением 0,2...0,3 МПа с последующей сушкой при температуре 160...180°С. Прочность его за 7 сут достигает 15...40 МПа. Высокопрочный гипс выпускают пока в небольшом количестве и применяют в основном в металлургической промышленности для изготовления форм. Однако он успешно может заменить обыкновенное гипсовое вяжущее, обеспечив изделиям высокую прочность. •   Формовочный гипс состоит в основном из кристаллов р1 -модификации и незначительного количества примесей. Он обладает повышенной  водопотребностью,  а  будучи  затвердевшим,  имеет высокую пористость. Это свойство формовочного гипса успешно используется в керамической и фарфорофаянсовой промышленности для изготовления форм.