Гипсовые вяжущие. Классификация. Процесс твердения. Применение в строительстве

гипосвые вяжущие материалы - это минеральные вяжущие воздушного твердения, состоящие из полуводного гипса Са§04-0,5Н20 или ангидрита Са§04, и образуются путем тепловой обработки и помоласырья, содержащего двуводный или безводный сульфат кальция.

Производство гипсовых вяжущих.

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.

Твердение.

Порошок гипсового вяжущего, в смеси с водой, образует пластичное тесто, которое быстро схватывается и твердеет, при этом полуводный гипс присоединяет воду и превращается в двуводный.

Реакция гидратации протекает быстро, с выделением теплоты и заканчивается через несколько минут после затворения. Процесс твердения вяжущего сложный, включает растворение, коллоидацию и кристаллизацию.

Сначала полугидрат растворяется, переходит в двугидрат с образованием насыщенного раствора. Поскольку растворимость двугидрата примерно в пять раз меньше, чем полугидрата, насыщенный раствор полугидрата быстро превращается в перенасыщенный с выпадением из раствора мельчайших частиц двугидрата. В дальнейшем эти частицы склеиваются — наступает коллоидация, что соответствует началу схватывания вяжущего.

Затем наступает кристаллизация с образованием отдельных ее центров, ростом кристаллов и их объединением в жесткий кристаллический каркас, упрочнением контактов между кристаллами.

Так, из пластичного теста образуется довольно прочный искусственный гипсовый камень, прочность которого но мере высушивания и удаления воды повышается.

В отличие от других вяжущих при твердении гипса происходит увеличение его объема (0,3...1 %).

Теоретически для гидратации полуводного гипса требуется 18,6 % воды от массы вяжущего. Практически воды берут в З-4 раза больше.

Для получения теста нормальной густоты строительный гипс потребляет 45...70 % воды, высокопрочный и-гипс - 30...40 %.

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.

Применение гипсовых вяжущих.

В строительстве по масштабам применения тисовые вяжущие уступают цементам и извести, но используются весьма широко.

Затраты топлива на изготовление тонны гипсового вяжущего в четыре раза ниже, чем на производство тонны цемента.

Гипсовые изделия отличаются гигиеничностью, небольшой средней плотностью (1200...1500 кг/м3), высокой пористостью (30...60%), огнестойкостью, архитектурной выразительностью, высокими теплои звукоизоляционными свойствами.

В штукатурных работах применяют гипсовые вяжущие всех марок, среднего и тонкого помола, нормального и медленного твердения. Добавка гипсовых вяжущих ускоряет схватывание известково-песчаных растворов и повышает прочность штукатурного слоя, придает его поверхности гладкость и белизну.

Гипсовые вяжущие служат основой для приготовления мастик для приклеивания листов сухой штукатурки.

Вяжущие низких марок используют для гипсовой заводки, в которой обрабатывают паклю при конопатке перегородок, оконных и дверных проемов.

При изготовлении гипсовых изделий гипсовые вяжущие иногда затворяют водными растворами синтетических смол, в результате получается материал — полимергипс. Он плотнее обычного гипса, обладает высокой механической прочностью (до 30 МПа), постоянством объема, малой водопроницаемостью, повышенным сопротивлением истиранию.

Перевозят гипсовые вяжущие в мешках или без упаковки, навалом. При этом их предохраняют от увлажнения и загрязнения.

Даже при хранении в сухих условиях гипсовые вяжущие быстро теряют активность, обладая высокой гигроскопичностью (через три месяца хранения потеря активности составляет примерно 30%).

Высокая гигроскопичность и низкая водостойкость гипсовых вяжущих приводят к потере прочности изделий во влажных условиях.