Материалы для малярных и штукатурных работ

Гипсовые вяжущие вещества

Характеристика гипсовых вяжущих.
В строительстве и промышленности издавна применяют гипосвые вяжущие материалы (ГОСТ 125-79**) — строительный гипс, формовочный и высокопрочный, эстрих-гипс, ангидритовый цемент и др.
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.

Са504-2Н20—двуводный гипс—минерал, входящий в состав различных горных пород, гипсового камня, глиногипса, а также в состав промышленных отходов — фосфогипса (отход от переработки природных фосфатов в суперфосфат), борогипса и др.
В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие подразделяют на низкообжиговые и высокообжиговые.

Производство гипсовых вяжущих.
При нагревании двуводного гипсового камня происходит частичная его дегидратация, при этом образуется полуводный гипс, обладающий вяжущими свойствами: Са5С>4 • 2Н20==Са504 • 0,5Н20+ 1,5Н20

Рис. 1. Варочный котел для производства гипсового вяжущего

1— днище, 2 - мешалка, 3 — электродвигатель, 4 — котел, 5 — жаровые трубы, 6 выгрузочный желоб

Обжиг гипса протекает при низких температурах (110...180 °С) в открытых аппаратах — котлах (рис. 9); кристаллизационная вода при этом выделяется в виде водяного пара.
Из полуводного гипса Са504-0,5Н20 состоят все низкообжиговые гипсовые вяжущие.

Кристаллы полуводного гипса мелки, обладают большой поверхностью и высокой водопотребностью. Прочность при сжатии полуводного гипса невысокая — 2...25 МПа, плотность 2,6...2,75 г/см3; насыпная плотность 800...1000 кг/м; цвет порошка — белый или серый.

Из всех низкообжиговых гипсовых вяжущих промышленность выпускает главным образом строительный гипс, производство которого состоит в дроблении и варке (тепловой обработке) гипсового камня, а также тонком измельчении.

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 %.

По сравнению с теоретической избыточная вода, удаляясь при сушке, создает поры, приводит к снижению прочности камня. Сушка гипсовых изделий приводит к росту их прочности, но температура сушки не должна быть выше 70 °С, в противном случае наступит разложение двугидрата сульфата кальция.

Строительный и высокопрочный гипсы обладают рядом особенностей: быстро схватываются и твердеют, обладают повышенной водопотребностью и пористостью, в начальный период твердения увеличиваются в объеме, обладают низкой водостойкостью, подвержены деформациям ползучести.

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 %.

При использовании схватывающегося гипсового теста его нельзя уплотнять трамбованием или продолжительно перемешивать, так как это вызывает разрушение образовавшегося кристаллического каркаса (наступает размолаживание) и тесто теряет вяжущие свойства. Следовательно, гипсовое тесто и гипсовые растворы необходимо использовать до начала кристаллизации.

Процесс схватывания водогипсовой смеси поддается регулированию, его можно замедлить или ускорить добавками.
Для замедления схватывания применяют добавки, повышающие пластичность смеси, — известково-клеевая эмульсия, хвойный настой, водный раствор столярного клея, ЛСТ.
Замедлителями схватывания являются также добавки, препятствующие росту кристаллов образованием защитных пленок на зернах полуводного гипса — фосфаты и бораты щелочных металлов, а также аммиак, лиловый спирт, бура, каратиновый замедлитель и др.

Для ускорения схватывания водогипсовой смеси применяют добавки поваренной соли, сульфата натрия, сульфата калия (они повышают растворимость полугидрата в воде) и добавки, играющие роль центров кристаллизации - размолотый ранее затвердевший или природный гипс Са504-2Н2(), соль фосфорной кислоты и др.
Ускорители схватывания снижают прочность вяжущего, поэтому их применяют без избытка, и в небольшом количестве.

Смотрите также :
Применение гипсовых вяжущих

Заполнители для строительных растворов и наполнители для мастик

Строительные растворы

Штукатурные растворы для зимних работ

Стандартизация строительных материалов

Малярные и штукатурные работы

Карта сайта