Гипс что за материал
Гипс как сырье
ГИПС: горная порода и строительный материал
Легкий и экономичный в работе гипс применяется человечеством веками. Сегодня гипс – это один из самых распространённых строительных материалов. Он используется для декоративной отделки стен и потолков в современном дизайне интерьера, для производства гипсокартона, штукатурок, наливных полов, клеев и т.д.
Свое название гипс получил от греческого «γύψος» (gypsos). Именно греки одни из первых стали применять гипс в строительстве.
В Древнем Египте гипс использовался как раствор или штукатурка, а алебастр или селенит (разновидности гипса) — для изготовления статуэток, ваз, предметов интерьера и прозрачных пластин, которые устанавливались вместо оконного стекла. Римляне обнаружили, что при сильном нагреве гипса выделяется влага и получается идеальная штукатурка.
ФОРМУЛА И СТРУКТУРА ГИПСА
Гипс — это сульфат кальция (CaSO4), который может присутствовать в разных модификациях с кристаллической водой (Н2О):
Химический состав чистого гипса:
Гипс кристаллизуется в моноклинной сингонии. Поэтому кристаллы имеют пластинчатый, а иногда столбчатый или игольчатый (волокнистый) облик.
Мы видим на рисунке, что связанные между собой ионы Са 2+ и две анионные группы SO4 2- формируют двойные слои, окруженные молекулами воды. Таким образом ионы Са окружены двумя молекулами воды и шестью ионами кислорода группы SO4, и образуется спайность по плоскости симметрии, располагаясь как пластинки или столбики в блестящие каскады.
СВОЙСТВА ГИПСА
Согласно генетической классификации горных пород гипс относится к породам осадочного происхождения. Действительно, гипс образовался путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.
Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. В природе встречаются также чешуйчатые породы гипса, самый знаменитый и ценный представитель которых «роза пустыни», стоимость некоторых экземпляров этого камня может достигать на аукционах сотни Евро.
Выдающиеся свойства и особенности гипса делают его важным минеральным строительным материалом, незаменимым для строительства современных зданий и сооружений.
По цвету кристаллы гипса различают от бесцветных и белых, до красноватых, желтоватых, бурых, голубых и серых тонов. Оттенок гипса зависит от примесей и включений, которые в небольшом количестве распределенные в гипсе не ухудшают свойства породы.
Гипсовые кристаллы при изломе характеризуются занозистым эффектом, а сама порода имеет стеклянный блеск.
Горная порода гипс
Горная порода гипс относится к породам осадочного происхождения. Образуется путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.
Селенит
Селени́т — морфологическая разновидность минерала гипс, отличается характерным параллельно-волокнистым строением агрегатов. В англоязычных источниках термин «селенит» (Selenite) принято использовать для обозначения всех прозрачных кристаллов и агрегатов гипса.
Алебастр
Алеба́стр (от греч. ἀλάβαστρος) — название двух различных минералов: гипса (диаквасульфата кальция) и кальцита (карбонат кальция). Первый — алебастр (алавастор), которым мы пользуемся в наши дни; второе — по большей части название материала в античности.
Гипсовый минерал «Роза пустыни»
«Роза пустыни» — нарицательное название разновидности минерала гипса, имеющего характерные сростки кристаллов гипса с примесями песка (розеток), внешне напоминающие цветок розы.
ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА
Помимо химически связанной (кристаллизационной) воды, гипс имеет и химически несвязанную (гигроскопическую) влагу
Она собирается на поверхности и в порах гипсового камня. Это же свойство сохраняется и в строительном гипсе, и в изделиях на его основе.
Как видно в разделе выше, в составе гипса содержится почти 21% воды. Поэтому материалы на основе гипса отличаются повышенными характеристиками в области огнезащиты и пожарной безопасности. Например, при нагревании гипсокартонного листа, толщиной 12 мм с 1 м 2 поверхности испаряется 2,5 л кристаллизационной воды. Для подогрева и испарения этого количества воды нужно более 7 000 КДж теплоты. Пока вся вода не испарится, температура изделия не превысит 100-110°C!
СУХИЕ СМЕСИ
3 дня, 20% теории, 80% практики
Номенклатура материалов и комплектных систем КНАУФ
Возможности и преимущества систем сухого строительства и штукатурных работ. Правильный подбор продукции КНАУФ для решения различных строительных задач.
КНАУФ Россия в социальных сетях
КНАУФ
в Facebook
КНАУФ
на YouTube
КНАУФ
ВКонтакте
КНАУФ
в Twitter
Полезные ресурсы и сервисы
Центр сертификатов
Call-центр
Советник
Калькулятор
При использовании функции «Поделиться» в социальных сетях Ваши персональные данные будут переданы в соответствующий сервис.
Активировать функцию «Поделиться»
Строительный гипс: описание,виды,свойства,фото
Строительный гипс — это вяжущие вещества, получаемые из гипсового камня или отходов химической промышленности.
При обжиге гипсового камня отделяется химически связанная вода и в зависимости от температуры образуются различные формы гипса. При 100 градусах Цельсия начинается формирование полугидратного гипса. При его затворении в воде вновь образуется дигидрат сульфата кальция. Этот замкнутый цикл был открыт примерно 20 тысяч лет назад. Люди сооружали очаги из гипсового камня и, вероятно, замечали, как рассыпавшийся обожженный гипс превращается под дождем снова в камень. В шумерских и вавилонских клинописях встречаются упоминания о гипсе и его применении.
Доступность сырья, простота технологии и низкая энергоемкость производства (в 4-5 раз меньше, чем для получения портландцемента) делают гипс дешевым и привлекательным вяжущим.
История применения гипса
Гипс является одним из древнейших минеральных вяжущих. В Малой Азии гипс использовали для декоративных целей за 9 тысяч лет до н.э. При археологических раскопках в Израиле находили полы, покрытые гипсом за 16 тысяч лет до н.э. Гипс был известен и в древнем Египте, его использовали при строительстве пирамид. Знания о производстве строительного гипса из Египта распространились на остров Крит, там во дворце царя Кноссоса многие наружные стены были возведены из гипсового камня. Швы в кладке были заполнены гипсовым раствором. Далее сведения о гипсе через Грецию пришли в Рим. Из Рима информация о гипсе распространилась в центральной и северной Европе. Особенно искусно применяли гипс во Франции. После вытеснения римлян из центральной Европы знания о производстве и применении гипса были утрачены во всех регионах севернее Альп.
И только с 11 столетия использование гипса вновь стало возрастать. Под влиянием монастырей распространилась технология, по которой пустоты внутри фахверковых зданий заполняли смесью гипса с сеном или конским волосом. В раннее средневековье в Германии, особенно в Тюрингии, было известно применение гипса для напольных стяжек, кладочных растворов, декоративных изделий и памятников. В Саксен-Анхальте сохранились остатки гипсовых полов ХI века.
Кладка и стяжки, выполненные в те давние времена, отличаются необыкновенной долговечностью. Их прочность сравнима с прочностью нормального бетона.
Особенность этих средневековых гипсовых растворов заключается в том, что вяжущие и наполнители состояли из идентичных материалов. В качестве наполнителей использовали гипсовый камень, измельченный до круглых зерен, не заостренных и непластинчатых. После твердения раствора образуется связанная структура, состоящая только из дигидрата сульфата кальция.
Еще одной особенностью средневековых растворов является высокая тонина помола гипса и экстремально низкая водопотребность. Соотношение воды к вяжущему составляет менее 0,4. Раствор содержит мало воздушных пор, его плотность примерно равна 2,0 г/см3. Более поздние гипсовые растворы производились с гораздо большей водопотребностью, поэтому их плотность и прочность значительно меньше.
Определение и основные характеристики
Строительный гипс – это природный минерал из класса сульфатов. Его химической формула CaSO4·2H2O (гидрат сульфата кальция). Так как в молекуле вещества содержится 2 атома воды, его также называют диаквасульфат кальция.
Мелкокристаллическая структура с большим количеством пор является и положительным качеством (дает легкость и устойчивость к высоким температурам), и отрицательным (не обеспечивает прочность и влагостойкость).
Оптимальная пористость изделия после отвердевания составляет 40-60%. Если она выше, изделие становится менее прочным и легко разламывается. Пористость зависит от количества воды, использованного при замешивании раствора.
Удельный вес материала – 2,6-2,75 г/см³. Плотность в рыхлом состоянии – 800-1100 г/м³, при уплотнении может достигать 1450 кг/м³.
Что представляет собой строительный гипс внешне? Это порошок довольно мелкого помола, обычно белый или сероватый, иногда с желтым или розовым оттенком. Запах очень слабый, усиливается при добавлении воды.
Жидкий раствор (тесто) представляет собой серую массу со специфическим запахом. После высыхания приобретает белый или светло-серый цвет, поверхность готового изделия гладкая на ощупь.
Гипс обладает таким количеством преимуществ, что его можно назвать поистине уникальным материалом.
Марки
В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см. После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.
В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:
Разновидность гипса
Гипс β-модификации получают при температуре 150-180°C в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок до или после обработки называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.
Гипс α-модификации получают при низкотемпературной (95-130°C) тепловой обработке в герметически закрытых печах. Из него делают высокопрочным гипс.
Алебастр (от гр. alebastros — белый) — быстротвердеющее воздушное вяжущее, состоящее из полуводного сульфата кальция CaSO4 • 0,5Н2О, получаемого низкотемпературной обработкой гипсового сырья.
Алебастр — гипс β-модификации, порошкообразный вяжущий материал, полученный путём термической обработки в открытых печах при температуре 150-180 градусов природного двухводного гипса CaSO4 · 2H2O. Полученный продукт измельчают в тонкий порошок. При более тонком помоле получают формовочный гипс. Для медицинского гипса используют сырья повышенной чистоты.
Ангидрит — природный безводный гипс. Ангидритовое вяжущее медленно схватывается и медленно твердеет, состоит из безводного сульфата кальция CaSO4 и активизаторов твердения.
Высокообжиговый эстрих-гипс получают обжигом природного гипсового камня CaSO4 • 2Н2О до высоких температур (800-950°С). При этом происходит его частичная диссоциация с образованием СаО, который служит активизатором твердения ангидрита. Окончательным продуктом твердения такого вяжущего является двуводный гипс, определяющий эксплуатационные свойства материала.
Технологические свойства эстрих-гипса существенно отличаются от свойств обычного гипса. Сроки схватывания эстрих-гипса: начало не ранее 2 часов, конец — не нормируется. Благодаря пониженной водопотребности (у эстрих-гипса она составляет 30-35% против 50-60 % у обычного гипса) эстрих-гипс после затвердевания образует более плотный и прочный материал.
Прочность образцов — кубов из раствора жесткой консистенции состава — вяжущее:песок = 1:3 через 28 суток твердения во влажных условиях — 10-20 МПа. По этому показателю устанавливают марку эстрих-гипса: 100, 150 или 200 (кгс/см 2 ).
Эстрих-гипс применяли в конце XIX — начале XX вв. для кладочных и штукатурных растворов (в том числе и для получения искусственного мрамора), устройства бесшовных полов, оснований под чистые полы и т.п. В настоящее время это вяжущее применяют ограниченно.
Прочность на сжатие и изгиб
Марку гипса определяют испытанием на сжатие и изгиб стандартных образцов — балочек 4 х 4 х 16 см спустя 2 часа после их формования. За это время гидратация и кристаллизация гипса заканчивается.
Установлено 12 марок гипса по прочности от 2 до 25 (цифра показывает нижний предел прочности при сжатии данной марки гипса в МПа). В строительстве используется в основном гипс марок от 4 до 7.
Согласно ГОСТ 125-79 (СТ СЭВ 826-77) в зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих:
Марка вяжущего | Минимальный предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа (кгс/см 2 ), не менее | |
---|---|---|
при сжатии | при изгибе | |
Г-2 | 2(20) | 1,2(12) |
Г-3 | 3(30) | 1,8(18) |
Г-4 | 4(40) | 2,0(20) |
Г-5 | 5(50) | 2,5(25) |
Г-6 | 6(60) | 3,0(30) |
Г-7 | 7(70) | 3,5(35) |
Г-10 | 10(100) | 4,5(45) |
Г-13 | 13(130) | 5,5(55) |
Г-16 | 16(160) | 6,0(60) |
Г-19 | 19(190) | 6,5(65) |
Г-22 | 22(220) | 7,0(70) |
Г-25 | 25(250) | 8,0(80) |
При увлажнении затвердевший гипс не только существенно (в 2-3 раза) снижает прочность, но и проявляет нежелательное свойство — ползучесть — медленное необратимое изменение размеров и формы под нагрузкой.
Технология производства
Месторождения природного гипса бывают осадочными, остаточными или метасоматическими (по типу формирования). В России крупные месторождения в основном осадочные. При разработке большинства залежей добыча ведется карьерным способом, но из-за природных условий на некоторых месторождениях приходится применять камерно-столбовой метод.
Добытое сырье доставляется на завод по переработке. Там оно измельчается сначала на шнековой дробилке, а затем на молотковой мельнице. После этого полученный порошок сушится и подвергается термической обработке – обжигу в специальных варочных котлах. Это самая распространенная технология производства строительного гипса, но есть и другие. Например, обжиг может проводиться во вращающихся печах или в мельницах совмещенного помола и обжига.
Чаще всего обжиг проходит при температуре 150-180°C. Сушка происходит двумя способами:
После обезвоживания химическая формула выглядит как CaSO4·0,5H2O. Полученный полуводный гипс измельчают в мелкий порошок и фасуют в бумажные или полиэтиленовые мешки.
Работа с гипсом.
На практике, при работе с гипсом, в основном применяют раствор чистого гипса, реже с наполнителем. В зависимости от видов работ, гипсовый раствор может иметь различную степень густоты: жидкий, средний или нормальный или густой. Для приготовления жидкого раствора на 1 кг гипса потребуется примерно 0,7 л воды, среднего или нормального раствора − на 1,5 кг гипса 1 л воды и для густого раствора − на 2 кг гипса 1 л воды.
Приготовление раствора происходит следующим образом: в подготовленную тару сначала наливают необходимое количество воды и нее постепенно засыпают гипс с постоянным тщательном перемешивании. при таком способе приготовления получается однородная масса без примесей комочков неразмешанного гипса. Не следует перемешивать уже начавший схватываться гипсовый раствор, так как при этом гипс начинает отмолаживаться и практически теряет свои прочностные качества.
При работе с гипсом следует учитывать быстрое схватывание гипсового раствора и готовить небольшими порциями. Для замедления сроков схватывания гипсового раствора применяют замедлители схватывания, о которых выше уже говорилось. При использовании в качестве замедлителя клеевого раствора, его вливают в приготовленную для затворения воду, тщательно перемешивают и в этой воде затворяют гипс. Готовить клеевой раствор следует с расчетом на один день работы.
Достоинства
При выборе стройматериалов всего решающими факторами становятся его цена, простота в работе и быстрое отвердевание. Но стоит учитывать и другие, не менее важные характеристики строительного гипса:
Недостатки
Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:
Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.
Гипс, как вяжущий материал
Гипсовые вяжущие — это материалы на основе полуводного гипса или ангидрита. Относятся к воздушным вяжущим веществам.
В зависимости от способа получения гипсовые вяжущие (ГВ) вещества делятся на три основные группы:
Вяжущие I и II групп являются неводостойкими (воздушными) гипсовыми вяжущими (НГВ). Вяжущие III группы относятся, за некоторым исключением, к водостойким гипсовым вяжущим (ВГВ).
Для производства указанных в табл.1.1 гипсовых вяжущих веществ применяют природное гипсовое, ангидритовое сырье или гипсосодержащие отходы.
В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вяжущие разделяют на две группы:
Низкообжиговые (собственно гипсовые, на основе CaSO4 • 0,5H2O), получаемые при температуре 120-180°С. Они характеризуются быстрым твердением и сравнительно низкой прочностью. К ним относятся:
Высокообжиговые (ангидритовые, на основе CaSO4), получаемые при температурах 600-900°С. Ангидритовые вяжущие отличаются от гипсовых медленным твердением и более высокой прочностью. К ним относятся:
Схватывание гипса
По срокам схватывания, определяемым на приборе Вика гипс делят на три группы (А, Б, В):
Вид вяжущего | Индекс сроков твердения | Срок схватывания, мин | |
начало, не ранее | конец, не позднее | ||
Быстротвердеющий | А | 2 | 15 |
Нормальнотвердеющий | Б | 6 | 30 |
Медленнотвердеющий | В | 20 | Не нормируют |
Время твердения гипса зависит от марки гипса, количества воды, от температуры воды, от дисперсности гипса. При малом содержании воды смесь плохо заливается, быстро твердеет, выделяет повышенное количество тепла, с одновременным увеличением количества объема.
Время твердения гипса с повышением температуры воды увеличивается, поэтому следует использовать холодную воду.
Замедляют схватывание гипса с помощью добавок:
Твердение гипса
Химизм твердения гипса заключается в переходе полуводного сульфата кальция при затворении его водой в двуводный: CaSO4 • 0,5Н2О + 1,5H2O → CaSO4 • 2Н2О. Внешне это выражается в превращении пластичного теста в твердую камнеподобную массу.
Причина такого поведения гипса заключается в том, что полуводный гипс растворяется в воде почти в 4 раза лучше, чем двуводный (растворимость соответственно 8 и 2 г/л в пересчете на CaSO4). При смешивании с водой полуводный гипс растворяется до образования насыщенного раствора и тут же гидратируется, образуя двугидрат, по отношению к которому раствор оказывается пересыщенным. Кристаллы двуводного гипса выпадают в осадок, а полуводный вновь начинает растворяться и т. д.
В дальнейшем процесс может идти по пути непосредственной гидратации гипса в твердой фазе. Конечной стадией твердения, заканчивающегося через 1-2 часа, является образование кристаллического сростка из достаточно крупных кристаллов двуводного гипса.
Часть объема этого сростка занимает вода (точнее, насыщенный раствор CaSO4 • 2Н2О в воде), не вступившая во взаимодействие с гипсом. Если высушить затвердевший гипс, то прочность его заметно (в 1,5-2 раза) повысится за счет дополнительной кристаллизации гипса из указанного выше раствора по местам контактов уже сформированных кристаллов.
При повторном увлажнении процесс протекает в обратном порядке, и гипс теряет часть прочности. Причина наличия свободной воды в затвердевшем гипсе объясняется тем, что для гидратации гипса нужно около 20% воды от его массы, а для образования пластичного гипсового теста — 50-60% воды. После затвердевания такого теста в нем останется 30-40 % свободной воды, что составляет около половины объема материала. Этот объем воды образует поры, временно занятые водой, а пористость материала, как известно, определяет многие его свойства (плотность, прочность, теплопроводность и др.).
Разница между количеством воды, необходимым для твердения вяжущего и для получения из него удобоформуемого теста — основная проблема технологии материалов на основе минеральных вяжущих. Для гипса проблема снижения водопотребности и, соответственно, снижения пористости и повышения прочности была решена путем получения гипса термообработкой не на воздухе, а в среде насыщенного пара (в автоклаве при давлении 0,3-0,4 МПа) или в растворах солей (СаСl2 • MgCl2 и др.). В этих условиях образуется другая кристаллическая модификация полуводного гипса — α-гипс, имеющая водопотребность 35-40 %. Гипс α
— модификации называют высокопрочным гипсом, так как благодаря пониженной водопотребности он образует при твердении менее пористый и более прочный камень, чем обычный гипс β-модификации. Из-за трудностей производства высокопрочный гипс не нашел широкого применения в строительстве.
Гипс что за материал
Гипсовые вяжущие представляют собой воздушные вяжущие вещества, состоящие в основном из полуводного гипса (CaSO4•0,5 Н2О), получаемые при помощи термической обработки и помола гипсового камня (CaSO4 • 2Н2О).
Гипс строительный
Гипс строительный по сравнению с цементами быстро схватывается. При затвердевании объем его увеличивается на 1%. Гипс строительный обладает малым объемным весом и хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Мало водостоек: при увлажнении прочность затвердевшего гипса снижается в 3,5—2 раза. Используется в основном для штукатурных растворов и в производстве строительных деталей.
Гипс формовочный
Гипс формовочный отличается от строительного гипса большей чистотой и тонкостью помола и более высокими показателями твердения. Применяется для отливки форм, декоративных и скульптурных изделий.
Гипс высокопрочный
Гипс высокопрочный получается обработкой гипсового камня паром под давлением (1,3 am) с последующей продувкой перегретым паром и сушкой горячим воздухом. Обладает высокой прочностью, повышенной водостойкостью, хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами. Используется для приготовлении растворов высоких марок, гипсобетона, строительных деталей повышенного качества, в том числе армированных, а также для искусственного мрамора.
Ангидритовый цемент
Ангидритовый цемент получается обжигом гипсового камня при температуре 600—700° и последующим измельчением ангидрита совместно с катализаторами. Сроки схватывания и твердения — как и для обычных цементов. Применяется для бетона и бетонных изделий, находящихся внутри помещений в сухих условиях, в штукатурных растворов повышенного качества, для мскусственного мрамора, облицовочных деталей.
Эстрих-гипс
Эстрих-гипс получается обжигом гипса при температуре 800-1000″ с последующим измельчением. Отличается высокой прочностью ни истирание. Применяется для строительных растворов и бетона в надземных сооружениях; для изготовления подоконных досок, ступеней, облицовочных плиток и плиток для полов, камней и элементов для стен, перегородок и перекрытий; для бесшовных полов, искусственного мрамора, архитектурных деталей.
Отделочный гипсовый цемент
Отделочный гипсовый цемент получается обжигом маложелезистого гипса при температуре свыше 550° со специальными добавками с последующим измельчением. Отличается ярко-белым цветом (степень белизны не менее 90% по шкале белого цвета). В промышленности используется для производства монолитного или плитного искусственного мрамора, а также декоративных, архитектурных и художественных изделий.
Гипсоизвестковое вяжущее
Гипсоизвестковое вяжущее изготовляется обезвоживанием двуводного гипса за счет тепла, выделяющегося при гашении извести. (Реакция протекает при температуре 140—170°.) В состав вяжущего входит смесь 45—60% полуводного гипса и 55—40% известь-пушонка. Получают его путем дробления двуводного гипса к извести-кипелки, смешивании их в соотношении 1 : 0,5—1 : 0,8 (по весу) и совместном помоле.
Изготовление гипса строительного и формовочного
Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат две горные породы — гипс и ангидрит
Гипс представляет собой двуводный сернокислый кальций CaSO4 • 2Н2О. Иногда он содержит примеси песка, глины и др., но для производства гипсового вяжущего вещества требуется, чтобы содержание CaSO4 • 2Н2О в сырье — природном гипсовом камне (предварительно высушенном) — было не менее 65%.
При температуре 20° в 1 л воды растворяется 2,05 г гипса (в пересчете на безводный CaSO4); наибольшей растворимостью гипс обладает при 32—40°. Удельный вес гипса 2,2—2,4.
Двуводный гипс CaSO4 • 2Н2О в процессе нагревания постепенно теряет химически связанную воду; свойства его изменяются. В пределах от 97 до 170° он теряет большую часть воды и переходит в так называемый полуводный гипс CaSO4 • 0,5Н2О. Это вещество, если его смешивать с водой после помола, снова превращается в двуводный гипс, быстро схватывается и твердеет, выделяя тепло и увеличиваясь в объеме (линейное расширение до 1 %).
Дальнейшее нагревание гипса от 170 до 200° приводит к потере еще части воды, и гипс переходит в растворимый ангидрит, по составу близкий к CaSO4 и обладающий свойством еще быстрее схватываться при смешивании с водой. При дальнейшем нагревании от 200 до 250° в гипсе остаются только следы воды, а схватывание значительно замедляется. При нагревании выше 400° гипс полностью теряет воду, переходит в нерастворимый ангидрит CaSO4, так называемый «намертво обожженный», и теряет способность схватываться. Однако гипс, обожженный при температуре выше 800°, частично разлагается
снова может схватываться с небольшим количеством воды и медленно тверд еть, давая новое вяжущее вещество — ангидритовое.
Варочный котел с жаровыми трубами для дегидратации гипса:
1— электромотор; 2— привод; 3— вращающаяся ось; 4— перемешивающие лопасти; б— жаровые трубы; 6— днище; 7— выгрузочный желоб
Строительный гипс (устаревшее название — алебастр) — вяжущее вещество, твердеющее на воздухе. Получают его из природного двуводного гипса, нагревая при температуре около 150— 170° до превращения в полуводный гипс.
При этом происходит следующая реакция (частичная дегидратация) :
CaSO4 • 2H2O =CaSO4 • 0,5Н2О+1,5Н2О.
Гипс до обжига или после размалывают в тонкий порошок.
При смешивании с водой порошок полуводного гипса быстро схватывается, а затем твердеет на воздухе.
Формовочный гипс отличается от строительного тем, что размалывается тоньше и быстрее схватывается.
Наиболее прост и часто применяется способ нагревания предварительно размолотого гипса в так называемых варочных котлах. Лучший тип котла — вертикальный стальной цилиндр диаметром 1,5—3 м, высотой 1,5—2,8 м и более, обмурованный кирпичной кладкой и снабженный внутри мешалкой.
Под котлом расположена топка; топочные газы обогревают днище котла и стенки, проходят через внутренние жаровые трубы и уходят в дымовую трубу. Котел закрыт крышкой с отверстиями для загрузки двуводного гипса и с трубой для отвода пара и пыли; внизу находится отверстие с задвижкой для выпуска готового продукта.
При другом способе производства гипс в кусках обжигают в коротких вращающихся печах; длина печей 12—14 м, диаметр 1,5—2 м; печи эти устанавливаются слегка наклонно и вращаются со скоростью 3—5 об/мин. После обжига в этих печах гипс размалывают в тонкий порошок в шаровых или трубных мельницах.
По новому способу гипс обжигают во взвешенном состоянии. Гипсовый камень размалывают и одновременно обжигают в шаровой или аэробильной мельнице, через которую просасываются горячие газы; далее гипс осаждается в циклонах и направляется в бункеры для хранения.