Тақырыбы: Гипсті байланыстырғыш заттар

1. Гипстің модификацияланған түрлері

2. Айналмалы пеште гипсті күйдірудің технологиялық процесі

3. Гипсті байланыстырғыштардың қатаюы мен байланысуы

2.1 Гипстің модификацияланған түрлері

Гипсті тұтқыр заттарды күйдірілген табиғи гипсты ұнтақтау жолымен алынады. Табиғи гипсті тас дегеніміз жер қойнауында кездесетін екісулы кальций сульфаты — СаS0₄ • 2Н₂0. Процестің температуралық шарттарына байланысты гипсті тастан, құрылыс гипсін, жоғарғы берікті гипс, ангидридті цементті өндіреді.

Құрылыс гипсін арнайы қайнататын қазандарда және пештерде күйдіру арқылы өндіреді. Гипстік шикізат есебінде гипсті және ангидридті тасты (СаS0₄), кейбір өндіріс қалдықтарын (фосфогипс, борлыгипс) қолданады.

Бірінші сортты гипс өндірісі үшін табиғи гипсті тастың құра- мындағы СаS0₄ • 2Н₂0 мөлшері 90%-дан аз болмауы керек, ал екінші сортта 65%-дан аз емес.

Табиғи гипс тасы — шөгінді тау жынысы, ақ түсті, Моос шкаласы бойынша қаттылығы 2, тығыздығы 2200—2400 кг/м³.

Екісулы кальций сульфатын қыздырғанда 65°С бастап, оның біртіндеп сусыздану — дегидратация процесі жүреді. Қыздырудың шегі 170°С шектеледі. Осындай жағдайда гипс тасы судың 1,5 молекуласын жоғалтады және баяу түрде 0,5 молекулалы суы бар гипске айналады:

СаS0₄ • 2Н₂0 = СаS0₄ • 0,5 Н₂0 + 1,5 Н₂0.

Осындай затты құрылыс гипсі, ал кейде алебастр деп атайды. Жартысулы гипстің екі модификациясы бар — α және β. Жабық аппараттарда (автоклавта) α-гипсі (жоғарғы берікті), ал ауамен әрекеттесетін ашық аппараттарда β-гипсі пайда болады.

2.2 Айналмалы пеште гипсті күйдірудің технологиялық процесі

Гипсті қазандықтағы қайнамалы қабатта пісіру әдісі іс жүзінде кең тараған. Осындай казандықтар, тік оське орнықтырылған, араластырғышы бар болатты цилиндр түрінде дайындалады. Оның ішіне гипсті ұнтақ артылады. Қазандықтың шет-шетінен қыздыратын құбырлар жүргізген. Гипс 100—105°С температурада пісіріледі — бөлінген су буының есебінен «қайнайды». Қазандықтың түбіндегі тор арқылы дайын өнім жинақтайтын қорапқа түседі. Көлемі 2 м³ қазандықтьщ қуаттылығы сағатына 1000 кг дейін. Жоғарғы берікті құрылыс гипсін қазандықтарда қысыммен (автоклавтарда) қайнатады. Өнімді дайын жағдайына дейін келтіруге 1—1,5 сағат уақыт шығындалады.

Қазіргі уақытта гипсті тұтқырларды күйдіру процесі жоғарғы температурада жүреді, айналмалы пештердегі өндірістің өзі эколо- гиялық жағынан едәуір тиімді деп саналады. Мұндай әдіс тек құры- лыс гипсін ғана емес, сонымен қатар басқа да гипсті тұтқырларды өндіруге мүмкіндік тудырады (3-сурет).

3-сурет. Айналмалы пеште гипсті күйдірудің технологиялық процесі:

1 — гипс тасын қабылдайтын қорап; 2 — дөрекі ұнтақтайтын диірмен; 3 — айналмалы пеш; 4 — тозаңды шөктіретін камера; 5 — күйдірілген гипстің қорабы; 6 — шарлы диірмен; 7 — дайын бұйым өнімі.

Құрылыс гипсінің касиеттері. Сумен араластырылған соң, гипс тез арада ұстасады және қатаяды. Қатаю процесінде гипстің көлемі шамамен 1% ұлғаяды, мұның өзі гипс тасындағы ішкі жүйенің тығыздығымен байланысты. Құрылыс гипсінің ұсталуы су мен гипстің араласуынан соң, 4—5 минуттан кейін басталады. Ұстасудың аяқталуы 6-дан 30 минутқа дейінгі аралықта болады. Нормальды қоюлықтағы гипс қамырын өндіру үшін 50—70% су қажет, ал жоғарғы беріктіктегі гипстен қалыпты қоюлықтағы қамырды өндіруде су сұранысы 30—45% толық гидратациялануы үшін гипс массасының 18— 19% мөлшерін құрайтын ғана су қажет. Гипсті бұйымдарды ылғалды жағдайда қолдануға болмайды, себебі гипстің беріктігі бұл жағдайда 50%-ға дейін кемиді. Суға төзімділігін арттыру үшін гипстен дайындалған бұйымдар мен бөлшектерді қанықтыру арқылы оқшаулау ұсынылады. Осыдан басқа гипстің суға тұрақтылығын арттыру үшін оған сөнбеген әкті, цементті, шлакты-ұнды, күлді және т.б. құрамында белсенді аморфты кремнеземі бар ұнтақталған заттарды қосу арқылы гипстің суға төзімділігі арттырылады.

Жарты сулы кальций сульфатының негізіндегі гипсті тұтқыр заттар (СаS0₄ • 0,5Н₂О) қысқандағы беріктігі жағынан 12 маркаға бөлінеді: Г2-ден Г25-ке дейін (2—25 МПа). Мұндай жағдайда гипсті бұйымның майысқыштығы, беріктігі 1,2-ден 8,0 МПа-ға дейін өзгереді. Қысылуға беріктік шегіне қарай стандарт бойынша гипсті тұтқыр заттар мына маркаларға бөлінеді (3-кесте).

Гипсті тұтқыр заттың ұнтақтығы өскен сайын оның беріктігі өседі. Құрылыс гипсі сапасы жағынан үш сортқа бөлінеді. Құрылыс гипсіне қойылатын талаптар 4-кестеде келтірілген.

3-кесте. Гипсті тұтқыр заттың қысылуға беріктігі

Гипсті тұтқыр заттьң маркалары	Өлшемдері 40x40x160 мм-лік гипс таяқшасының 2 сағаттан кейінгі беріктік шегі, МПа
	Қысылуға беріктігі	Иілуге беріктігі
Г-2	2	1,2
Г-3	3	1,8
Г-4	4	2
Г-5	5	2,5
Г-6	6	3
Г-7	7	3,5
Г-10	10	4.5
Г-13	3	5,5
Г-16	16	6
Г-19	19	6,5
Г-22	22	7
Г-25	25	8

4-кесте. Құрылыс гипсіне қойылатын талаптар

Көрсеткіштері	Сорты
	1	2	3
Ұстасудың басталуы, мин, ерте емес	4	4	4
Ұстасудың аяқталуы, мин, кеш емес	30	30	30
Майдалығы, №02 електегі қалдық (массасынан)	15	20	30
Ұстасудан 1,5 сағаттан кейінгі үлгілердің қысқандағы беріктігі, МПа	27	22	17
Ұстасудан 1,5 сағаттан кейінгі үлгілердің майысқандағы берікігі, МПа	35	45	35

Гипсті тұтқырдың ерігіштігі, яғни қанықты ерітіңдінің концентрациясы, оның кристалл өлшемдеріне байланысты. 25°С температурадағы гипстің кальций тотығына есептегендегі ерігіштігі, кристалл өлшемдері 2 мкм болганда 2,08 г/л жетеді, ал кристалл өлшемдері 3 мкм жетсе, онда 2,47 г/л болады. Кальцийдің сулы тотыгы бар ортадағы кальций сульфатының ерігіштігі төмендейді. Егер суға тұз немесе азот қышқылын, сондай-ақ кейбір тұзды ерітінділерді қосатын болсақ, онда гипстің ерігіштігі артады.