7.2. Гіпсові в'яжучі матеріали

Гіпсові в'яжучі є повітряними в'яжучими. Добування їх грун­тується на здатності двогідрату гіпсу в процесі нагрівання част­ково або повністю дегідратуватися. За умовами випалювання, а також за швидкістю тужавіння і тверднення гіпсові в'яжучі поділяють на дві групи: низько- і високовипалювальні.

Низьковипалювальні в'яжучі — швидкотужавіючі і швидкот-верднучі, складаються переважно з півгідрату сульфату кальцію; добувають випалюванням гіпсового каменю при температурі (120... 160) °С або обробкою парою при (0,13...0,70) МПа. До них належать будівельний, медичний і формувальний гіпс.

Високовипалювальні в'яжучі — повільнотужавіючі і повіль-нотверднучі, до їх складу входить переважно безводний сульфат кальцію. До них належать ангідритовий цемент, високовипалю-

321

вальний гіпс, обробний гіпсовий цемент. Ці в'яжучі добувають ви­палюванням при температурі понад 600°С.

Гіпсові в'яжучі все ширше застосовуються у високорозвинутих країнах. Це пов'язано з відносно низькими енергетичними затрата­ми, повною механізацією й автоматизацією гіпсової промисловос­ті. Крім гіпсу в гіпсовій промисловості широко застосовуються змі­шані в'яжучі — гіпсоцементно-пуцоланові, гіпсошлакові тощо. На основі гіпсу випускаються різноманітні за призначенням вироби.

Сировиною для виробництва гіпсових в'яжучих є, як правило, природний гіпсовий камінь Рідше використовується безводний гіпс — ангідрит, а також гіпсовмісні відходи хімічної промисловості (фосфогіпс, борогіпс тощо).

Природний гіпс, або гіпсовий камінь, це світлий, іноді забарв­лений домішками в сірі або жовтуваті кольори мінерал. Твердість його за шкалою Мооса — 2, густина — (2300...2400) кг/, роз­чинність — 2,05 г/л. Найбільша розчинність гіпсу при (32.. .40) °С. Гіпс — поганий провідник теплоти, його теплопровідність стано­вить 0,298 Вт/( °С). У природі трапляється кілька мінера­логічних різновидів гіпсу. Дрібнозернистий білий щільний гіпс із цукровидним зломом, що нагадує мармур, називають алебаст­ром. Кристалевий прозорий гіпс, що залягає у вигляді плоских кристалів, називають гіпсовим шпатом. Волокниста порода, що складається з правильно розміщених нитковидних кристалів, з ха­рактерним шовковистим блиском дістала назву селеніт.

Ангідрит-безводна модифікація гіпсу. Твердість його (3,0...3,5). Це щільніша і міцніша порода, ніж гіпс. Густина ангідриту (2900...3100) кг/. У природі трапляється рідко. Крис­талізується в ромбічній сингонії. Розчинність ангідриту — 1 г/л.

І гіпс, і ангідрит належать до осадових порід. Вони утворю­ються переважно при висиханні соляних озер, ізольованих морських лагун. Маючи порівняно з іншими солями — сульфата­ми натрію, калію, магнію і хлоридами — меншу розчинність, гіпс першим осаджується з розчинів.

Відомі також родовища гіпсу, що утворилися внаслідок взає­модії вапняків з магнезіальними сульфатами або з сірчанокисли­ми розчинами, джерелами яких є суміжні поклади сульфідів, пе­реважно піриту.

За характером відкладів розрізняють сингенетичні родовища гіпсу (безпосередні відклади двогідрату гіпсу з розчинів) та епіге­нетичні, що виникли внаслідок гідратації ангідриту, що утворив-

322

ся раніше. Найбільш поширені епігенетичні родовища. На по­верхні ангідрит майже завжди переходить у гіпс, збільшуючись при цьому в об'ємі, але на глибині (100... 150) м тиск порід, що розміщені вище, перешкоджає такому переходу.

Поряд з чистим гіпсом у природі трапляються також гіпсо­вмісні породи, в яких міститься значна кількість глинистих речо­вин або карбонатів. Ці породи є тонкодисперсною механічною сумішшю гіпсу з піщано-глинистими або вапняно-глинистими домішками і називаються глиногіпс, гажа, ганч. Склад цих порід несталий навіть у межах одного родовища, що різко обмежує сферу їх застосування.

Поклади гіпсу і ангідриту досить поширені і трапляються у відкладах усіх геологічних епох від кембрійського до четвертин­ного періоду. Родовища гіпсу й ангідриту звичайно трапляються в давніх руслах рік, реліктових озерах і низинах. В Україні основні родовища гіпсу розробляються в Донбасі і Чернівецькій області.

Крім природного гіпсу для виробництва в'яжучих можуть та­кож використовуватись відходи хімічної промисловості. З цих відходів найбільше значення має фосфогіпс, який добувають в процесі сірчанокислотної переробки природних апатитів і фос­форитів на фосфорну кислоту, подвійний суперфосфат, пре­ципітат, фосфат амонію та інші концентровані фосфорні добри­ва. Залежно від умов виробництва в осаді може бути двогідрат сульфату кальцію або ангідрит.

У фосфогіпсі у вигляді домішок містяться апатит, що не роз­клався, і кремнезем. Частина оксиду фосфору (V) звичайно пере­буває у водо-розчинному стані.