49. Гипсовые вяжущие, определение и классификация

Гипсовые вяжущие, виды и их классификация

Гипсовыми вяжущими веществами называют воздушные вяжущие вещества, состоящие из полуводного или безводного сульфата кальция (CaSO·0,5H₂O или CaSО₄).

Гипсовые вяжущие вещества делятся на две группы - низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают термической обработкой двуводного сульфата кальция при температуре в пределах 105-200 °С при атмосферном давлении. К низкообжиговым относятся строительный и высокопрочный гипс.

Высокообжиговые (ангидритовые) гипсовые вяжущие получают обжигом двуводного гипса при температуре 600-1000 °С. К высокообжиговым гипсовым вяжущим относятся ангидритовый цемент и эстрихгипс (высокообжиговый гипс).

Сырьем для производства гипсовых вяжущих служит природный гипсовый камень и природный ангидрит, а также отходы химической промышленности (борогипс, фосфогипс и другие отходы промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций).

Природный гипсовый камень - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция CaSО₄·2H₂О, плотность которого 2 400 кг/м³.

Природный ангидрит - горная порода осадочного происхождения, состоящая преимущественно из минералов - безводного сернокислого кальция CaSO₄. Ангидрит - порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность достигает 2600-3100 кг/м³.

Отходы химической промышленности: фосфогипс образуется при сернокислотной переработке фосфатов (апатита и фосфорита); фосфогипс содержит 80-98 % двуводного сульфата кальция. Борогипс - отход производства бора сернокислым методом, на 78-90 % состоит из двуводного сульфата кальция.

На основе гипсовых вяжущих производится множество изделий строительных материалов и смесей, в том числе композиционных вяжущих

50. Гипсовые вяжущие, технология получения

Гипсовые низкообжиговые вяжущие вещества: строительный гипс, высоко­прочный. Сырье, получение, свойства и применение в строительстве.

К группе гипсовых вяжущих относят строительный, формовочный, медицинский и высокопрочный (технический) гипс. Для строительства изготавливают строительный и высокопрочный гипс.

Строительный гипс получают термической обработкой двуводного гипса при температуре около 150 °С до превращения его в β- модификацию полуводного гипса. При этом происходит дегидратация по реакции CaSO₄·2H₂0→βСaSO₄·O,5H₂O+1,5H₂0+ΔH с поглощением тепла. На 1 кг природного гипса теоретически затрачивается 582,1 кДж теплоты.

Гипсовые высокообжиговые вяжущие вещества (ангидритовые). Сы­рье, получение, свойства и применение в строительстве.

К высокообжиговым (ангидритовым) вяжущим относят: ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс и отделочный ангидритовый цемент.

Ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) получают обжигом двуводного гипса в шахтных печах с последующим его помолом в порошок. При температуре 600–700 ⁰С образуется ангидрит CaSO₄, который не имеет вяжущих свойств. Активизируют его твердение сульфаты Na₂SO₄, K₂SO₄, NaHSO₄, Al₂(SO₄)₃, материалы со щелочной реакцией – известь, основной доменный гранулированный шлак. Они вводятся при помоле от 1 до 8 %.

Вместо искусственного ангидрита может применяться природный.

Ангидритовый цемент имеет истинную плотность 2,8–2,9 г/см ³, насыпную плотность в рыхлонасыпанном состоянии 850–1100 кг/м³, в уплотнённом – 1200–1500 кг/м³, водопотребность 30–35 %. Начало схватывания этого цемента должно наступать не ранее 30 мин, конец – не позднее 8 часов. По прочности он подразделяется на марки 50, 100, 150 и 200. Выдерживает 15 циклов замораживания и оттаивания.

Применяют ангидритовый цемент для штукатурных и кладочных растворов, устройства полов и для изготовления искусственного мрамора.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) получают обжигом двуводного гипса или природного ангидрита при температуре 800–1000 ⁰С в шахтных или вращающихся печах. Затем его измельчают в порошок. Это вяжущее имеет среднюю плотность в рыхлом состоянии 900–1000 кг/м³, в уплотнённом – 1300–1700 кг/м³, водопотребность – 30–35 %. Начало схватывания его должно наступать не ране 2 часов, конец схватывания не нормируется. По прочности на сжатие высокообжиговый гипс подразделяется на марки 100, 150 и 200. Применяют его для кладочных и штукатурных растворов, для устройства полов, изготовления изделий из искусственного мрамора.

Отделочный ангидритовый цемент получают одно- или двукратным обжигом маложелезистого гипсового камня с активизаторами твердения. Качество цемента улучшается при двукратном обжиге: сначала при температуре 180–200 ⁰С, затем, после пропитки алюмокалиевыми квасцами, – повторно при температуре 650–700 ⁰С. Этот цемент имеет водопотребность 37–43 %, начало схватывания – до 1–2 часов, конец – не позднее 2–5 часов, предел прочности в возрасте 28 суток – 25–35 МПа, цвет – белый. Применяют отделочный ангидритовый цемент для изготовления отделочных растворов, искусственного мрамора, архитектурно-строительных изделий.