Сырьем для их производства является природный гипс, основной компонент которого кристаллический дигидрат сульфата кальция CaSО4 • 2Н2О.
Строительный гипс
Строительный гипс (полуводный гипс, или алебастр) - CaSО4∙ 0,5H2O, получают нагреванием природного гипса при 120 - 170°. При этом происходит частичное обезвоживание с образованием, так называемого, бета-полугидрата:
CaSО4∙ 2H2О = CaSO4∙0,5H2O + l,5H2O↑
Запись формулы полугидрата в виде CaSO4∙0,5H2O означает, что на каждые две молекулы CaSО4 в кристаллической решетке строительного гипса приходится одна молекула воды.
При твердении полугидрат присоединяет полторы молекулы воды, снова превращаясь в дигидрат:
CaSO4∙0,5H2O + 1,5Н2О = CaSО4∙2H2О
Высокопрочный гипс
Основой высокопрочного (медицинского) гипса - CaSО4 • 0,5Н2О является альфа-полугидрат, получаемый нагреванием природного гипса при 105 - 130° при повышенном давлении в автоклаве. Происходящая при этом реакция:
CaSО4∙2H2О = CaSO4∙0,5H2O + 1,5Н2О
отличается от реакции получения строительного гипса только тем, что отщепляющаяся вода удаляется не в виде пара, а в жидкой форме. В результате кристаллы полугидрата получаются крупными и плотными, и удельная поверхность альфа-полугидрата в 2,5 - 5 раз ниже, чем удельная поверхность бета-полугидрата.
|
|
Реакция твердения высокопрочного гипса, так же, как и строительного, протекает по уравнению
CaSО4 • 0,5Н2О + 1,5Н2О = CaSО4 ∙ 2Н2О
Скорость твердения альфа-полугидрата меньше, чем у бета-полугидрата, и продукт твердения - гипсовый камень - является в 1,5-2 раза более плотным и прочным, чем продукт твердения строительного гипса.
Ангидрит
Ангидритовые вяжущие вещества (ангидритовый цемент) состоят в основном, из безводного сульфата кальция - CaSО4 (продукта обжига природного гипса).
Обжиг природного гипса для получения ангидрита проводят при 600 -800°:
CaSО4 • 2Н2О = CaSО4 + 2H2O↑
При твердении ангидрита, как и в случае строительного гипса, происходит реакция гидратации, обратная реакции получения:
CaSО4 + 2Н2О = CaSО4 • 2Н2О
Гидратация происходит чрезвычайно медленно. Для ускорения твердения вводят добавки гашеной или негашеной извести в количестве 5 - 10% (такая смесь называется ангидритовым цементом).