28.Гипсовые вяжущие вещества (сырье, технология, свойства, твердение).

Эти вяжущие наиболее эффективны в технико-экономическом отношении, особенно по удельным затратам сырья, топлива, электроэнергии и труда на единицу продукта. Неограниченны и запасы исходного природного сырья, а также побочных гипсосодержащих материалов, образующихся на предприятиях химической промышленности.

Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемые обычно тепловой обработкой двуводиого гипса в пределах 105—200 °С.

Для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих веществ в качестве сырья применяют природные двуводный гипс, ангидрит, глиногипс, а также отходы промышленности, состоящие в основном из двуводного или безводного (а иногда и полуводного) сернокислого кальция или их смеси (фосфогипс, борогипс, фторогипс и др.).

В качестве исходных материалов для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих веществ рационально использование побочных продуктов (отходов) химической промышленности — фосфогипса, борогипса, фторогипса и др.

При нагревании двуводного гипсового камня происходит частичная его дегидратация, при этом образуется полуводный гипс, обладающий вяжущими свойствами. Обжиг гипса протекает при низких температурах (110...180 °С) в открытых аппаратах — котлах; кристаллизационная вода при этом выделяется в виде водяного пара. Из полуводного гипса Са504-0,5Н20 состоят все низкообжиговые гипсовые вяжущие.

Свойства гипсовых вяжущих. Оценка качества гипсовых вяжущих зависит от сроков схватывания, тонкости помола, водопотребности, предела прочности при сжатии и изгибе. По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на три группы: А — быстро схватывающиеся (начало схватывания не ранее 2 мин, конец— не позднее 15 мин); Б — нормально схватывающиеся (начало схватывания не ранее б мин, конец - не позднее 30 мин); В — медленно схватывающиеся (начало схватывания не ранее 20 мин, конец — не нормируется). По тонкости помола, определяемой наибольшим остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм, гипсовые вяжущие делят на три группы: I — грубый помол, остаток на сите не более 23 %; II - средний помол, остаток на сите не более 14 %; III - тонкий помол, остаток на сите не более 2 %. Водопотребность гипсового вяжущего определяют количеством воды в % от массы вяжущего, необходимым для получения гипсового теста нормальной густоты, т. е. стандартной консистенции диаметр расплыва лепешки (180+5) мм. Прочность гипсовых вяжущих определяютпо результатам испытания образцов-балочек размером 40Х40х160мм из гипсового теста нормальной густоты через 2 ч после изготовления. За это время гидратация и кристаллизация вяжущего завершаются. По пределу прочности при сжатии и изгибе , гипсовые вяжущие делят на 12 марок . Маркировка гипсового вяжущего дает информацию о его основных свойствах. Например, маркировка Г-7-А-11 означает: гипсовое вяжущее марки 7 (предел прочности при сжатии не менее 7 МПа); А — быстротвердеющее; II — среднего помола. Гипсовые вяжущие неводостойки. Водостойкость гипсовых изделий повышается с введением 5...25 % извести, молотого доменного гранулированного шлака, при пропитке карбамидными смолами, кремнийорганическими жидкостями. Гипсовые изделия должны применяться в сухих условиях при относительной влажности воздуха не более 60 %. Процессы твердения полуводного гипса, а также других минеральных вяжущих веществ, образующих гидратные соединения, можно разделить на три периода.

В первом периоде, начинающемся с момента смешения гипса с водой, растворяется полугидрат и образуется его насыщенный раствор.

Во втором периоде вода взаимодействует с полуводным гипсом с прямым присоединением ее к твердому веществу. Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллических частичек и к образованию коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием массы.

В третьем периоде частички двугидрата коллоидных размеров перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности. Эти периоды не следуют строго один за другим. Они налагаются так, что в твердеющей массе одновременно протекают процессы коллоидообразования, характерные для второго периода, и процессы перекристаллизации в более крупные частички. Дальнейшее высыхание затвердевшей системы приводит к значительному увеличению прочности.