ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

ЛЕКЦИЯ №4

Неорганическими (минеральными) вяжущими веществами называют тонкодисперсные порошкообразные вещества, которые при затворении водой дают пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов с течением времени затвердевать, то есть переходить в камневидное состояние. Вяжущие вещества применяют, главным образом для изготовления растворов и бетонов, получения безобжиговых искусственных материалов и изделий.

КЛАССИФИКАЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ.

В зависимости от состава, основных свойств, и области применения минеральные вяжущие вещества делятся на воздушные, гидравлические и вяжущие автоклавного твердения.

ВОЗДУШНЫМИвяжущими называют вещества, которые обладают способностью твердеть и длительное время сохранять прочность только на воздухе. К ним относятся: гипсовые магнезиальные вяжущие, воздушная известь и жидкое стекло.

ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ вяжущими называют вещества, которые твердеют и длительно сохраняют прочность не только на воздухе, но и в воде. К гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, расширяющийся и безусадочный цементы и др.

АВТОКЛАВНЫМИ вяжущими являются те вещества, которые способны затвердевать в условиях повышенных температур и давления насыщенного пара. Это известково-кремнеземистые, известково-нефелиновые, известково-зольные, известково-шлаковые вяжущие, а также вяжущие из гидротермальных измененных горных пород.

 

 

Гипсовые вяжущие вещества делят на две группы: низко – и высокообжиговые.

Низкообжиговыевяжущие получают путем нагревания двуводного гипса

Са О4 х 2Н2О до температуры 150-160оС. К этой группе относятся строительный, формовочный и высокопрочный гипс.

Высокообжиговые (ангидритовые) вяжущие получают обжигом двуводного гипса или ангидрита Са О4 (безводный гипс) при температуре 700-900оС. К таким вяжущим относятся ангидритовый цемент и высокообжиговый гипс (эстрих-гипс).

Сырьем для получения гипсовых вяжущих служат природный гипсовый камень и ангидрит, а также отходы промышленности : фосфогипс (удобрения), борогипс (борная кислота)

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПС. Получение строительного гипса основано на термической обработке (обжиг, варка) природного каня при температуре 150-160оС. При этом природный гипс дегиратируется по реакции:

Са О4*2Н2О --- Са О4*0,5Н2О + 1,5Н2О

Обжиг или варка гипсового камня производится в камерных или вращающихся печах, или в варочных котлах с предварительным или последующим (после обжига, варки) помолом гипсового дробленного щебня. Наиболее распространено получение строительного гипса в варочных котлах.

Твердение строительного гипса сводится к тому, что после затворения водой гипсового порошка полуводный сернокислый кальций начинает растворяться до образования насыщенного раствора и одновременно гидратироваться с присоединением 1,5 молекулы воды по реакции:

Са О4*0,5Н2О + 1,5Н2О --- Са О4*2Н2О

Насыщенный раствор быстро переходит в пересыщенный, из которого на короткое время образуется гель (гипсовое тесто загустевает) и сразу же образуются кристаллы двуводного гирата (начало схватывания), которые переходят в сростки кристаллов по всему объему теста(конец схватывания). Повышение температуры гипсового теста в результате взаимодействия гипса с водой ускоряет его твердение. Дальнейшая кристаллизация и испарение избыточной воды (высыхания) приводит к значительному повышению прочности гипсового камня.

На свойства строительного гипса большое влияние оказывает количество воды затворения к тонкости помола. Чем больше воды затворения тем меньше прочность гипсового камня. Чем тоньше помол гипса, тем выше их прочность и улучшаются другие свойства.

В зависимости от условий получения различают гипс альфа- и бета- модификаций.

При получении гипса в-модификации обжиг производится в открытых агрегатах (вода удаляется в виде пара). Структура частиц гипса мелкокристаллическая с высокой водопотребностью 50-60%, и как следствие пониженный прочностью. Таким образом получают строительный и формовочный гипсы. Строительный гипс это быстросхватывающееся, быстротвердеющее вяжущее. Сроки схватывания гипса регулируют введением добавок замедлителей схватывания- клеи, известь, различные ПАВ. Формовочный гипс отличается от строительного более тонким помолом, замедленным схватыванием и менее быстрым нарастанием прочности.

Гипс а-модификации получают обжигом в герметичнозакрытых агрегатах в воде или растворах солей при температуре 120-140 оС. Вода удаляется из гипсового камня в жидком виде. Вяжущее характеризуется крупнокристаллической структурой с пониженной водопотребностью 30-40%. Гипсовое вяжущее отличается высокой прочностью и называется высокопрочным гипсом.

Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипсового камня или природного ангидрита при Т=600-700 оС с последующим измельчением совместно с добавками – катализаторами: воздушной известью (1-5%), смесью сульфата натрия с железным купоросом (0,5-1%), доломитом (3-8%).

Ангидритовый цемент – медленносхвтывающееся вяжущее, с низкой водопотребностью, имеет большую водостойкость чем строительный гипс.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) –получают обжигом природного камня или ангидрита при Т=800-1000оС с последующим тонким измельчением. Изделия из этого гипса имеют повышенную МРЗ, водостойкость и прочность, чем строительный гипс.

Гипсовые вяжущие сравнительно не водостойки. Водостойкость можно повысить введением различных добавок, в том числе полимеров. ГЦПВ и т.д.

Качество гипсовых вяжущих нормируется ГОСТ 125

По пределу прочности при сжатии различают марки гипсовых вяжущих:

Г2,Г-3,Г-5,Г-10,Г-15,Г-20,Г-25., которую определяют в возрасте 2-х часов.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие различают: быстротвердеющее – А- Н схв.-2мин., конец 15 мин.

Нормальнотвердеющее – Б – Н схв.-6 мин. К схв. 30 мин

Медленнотвердеющее –В – Н схв.-20 мин. К схв. – не регл.

По тонкости помола по остатку на сите 02:

Грубого помола – 1 - не более 23%

Среднего помола – 11 – не более 14%

Тонкого помола - 111 – не более 2%

ПРИМЕНЕНИЕ:

Различные смешанные вяжущие, сухая штукатурка, гипсовые блоки, фарфоро-фаянсовая промышленность, и др.