Гипс и строительные материалы на его основе используются в разных сферах народного хозяйства. Для их производства требуются качественные гипсовые вяжущие. Это позволяет получать продукцию с высокими эксплуатационными характеристиками.
Понятие и состав
Вяжущие гипсовые – сыпучий материал, производимый из двуводного гипса. который дополняет ангидрид природного происхождения, а также вещества комбинированного типа.
Гипс (в строительной сфере можно услышать название алебастр) – воздушное вяжущее, которое быстро затвердевает. Оно включает в себя полуводный сульфат кальция. Главным сырьем для получения стройматериала является природный гипсовый камень . Качество гипса определяется ГОСТом 125-2018.Характеристика гипсовых вяжущих
Раствор на основе гипса нужно использовать по назначению пока он полностью не затвердеет. Запрещается размешивать вещество после начала кристаллизации для недопущения разрушения связи между кристаллами каркаса. Это позволяет сохранить раствору вязкость.
Гипсовые изделия не отличаются водостойкостью, но при их изготовлении многие производители научились нивелировать этот недостаток. Улучшить сопротивляемость влаге можно с помощью разных видов "присадок".
Вещества не провоцируют усадку и образование трещин на поверхности. После затвердевания гипсовое вяжущее незначительно увеличивается в объеме. В определенных ситуациях в смесь могут добавляться опилки, пемза, керамзит и прочие компоненты.
Для сохранения первоначальных характеристик гипсового вяжущего при хранении и транспортировке нужно соблюдать установленные правила. Храниться материал должен в сухом месте. Перевозится гипсовое вещество навалом или в специальной таре. Чтобы вещество сохранило свои свойства, его необходимо защитить от мусора и влаги.
Производство на Пешеланском гипсовом заводе
Для получения гипсовых вяжущих выполняется несколько последовательных действий:
Измельчение гипса.
Сушка сырья.
Тепловое воздействие.
Гипсовый камень измельчают, отправляют на термообработку в цех обжига, где в барабанах цилиндрической формы гипсовое сырье обжигают при температуре 150-170 градусов. За счет удаления воды двуводный гипс становится полуводным. Сырье постоянно перемешивается для достижения равномерного нагрева. Затем получившуюся массу ещё раз измельчают мельницы. Полученное гипсовое вяжущее считается продукцией готовой для дальнейшего использования по назначению.
Твердение материала
Твердение гипсовых вяжущих веществ осуществляется при взаимодействии порошка с водой. В результате получается пластичная масса, затвердевающая спустя несколько минут. С химической стороны наблюдается обратный процесс, который происходит во время производства. Только он происходит значительно быстрее. Гипс полуводного типа притягивает воду с целью получения двуводного вещества. Процесс подразумевает 3 этапа.
В начале полуводный материал растворяется в воде. Получается насыщенный раствор гипса. Двугидрат отличается хорошей растворимостью. Это способствует процессу перенасыщения раствора. В итоге происходит выпадение осадка, которым считается двугидрат. Выпавшие частицы соединяются друг с другом, что дает возможность для схватывания. Затем происходит кристаллизация. Кристаллы веществ объединяются и создают высокопрочный каркас. Чем меньше становится влаги в материале, тем прочнее связь между кристаллами.
Изменение скорости схватывания
При необходимости процесс схватывания гипсового вяжущего вещества можно ускорять или замедлять с помощью специальных добавок.
Добавки для ускорения схватывания:
Компоненты для повышения растворимости полугидрата: соль, сульфат натрия/калия.
Вещества, при реакции становящиеся основными во время кристаллизации: соли фосфорной кислоты, дробленый гипс.
Наиболее часто используемым элементом является гипсовый камень. Его элемент считаются центром кристаллизации, где будет расти сам кристалл. Высокой эффективностью использования отличается "вторичный" гипс. Это материал, который проходит этап схватывания и затвердения сернистого кальция.
Добавки для замедления скорости схватывания:
Увеличивающие пластические свойства: раствор столярного клеящего состава, настой на основе хвои, известково-клеевая эмульсия, ЛСТ.
Блокирует рост кристаллов пленка, появляющаяся на частицах полуводного гипса. Ее образованию сопутствует воздействие бура, аммиака, кератиновый замедлитель, фосфаты, лиловый спирт.
Ускоряющие добавки негативно отражаются на прочностных характеристиках гипсового вяжущего. Использовать их нужно дозировано и осторожно. Процесс твердения напрямую зависит от сырья, времени, температуры и условий хранения. Если материал схватывается быстро, тогда в его составе имеются частицы двугидрата, оставшиеся после тепловой обработки. Время схватывания увеличивается в случае разогревания гипсовых вяжущих до 45°C. При увеличении температуры процесс замедляется. Продолжительное перемешивание гипсовой консистенции ускоряет высыхание.
Влияние температуры на получаемое вещество
Чтобы получить гипсовое вяжущее, необходимо гипсовый камень нагреть к высокой температуре. Исходя от температурного воздействия гипсовое вяжущее подразделяется на виды:
Низкообжиговые. Для их изготовления сырье нагревается до температуры от 120 до 180°C. базовым материалом выступает полуводный гипс. К его преимуществам относят высокую скорость затвердения.
Высокообжиговые. Получаются при воздействии температуры превышающей 200°C. Данный материал застывает дольше.
Виды низкообжиговых вяжущих
Гипсовое вяжущее состоит из следующих материалов:
Строительный гипс. Для его получения важно правильно подобрать сырье. Допускается применение сырья вяжущей марки (от 5). Остаток на сите не должен превышать 12%. Производство строительных изделий выполняется с помощью вяжущего марки 2-7 (независимо от периода схватывания и степени дробления). Исключением считаются вещества грубого помола и с медленным схватыванием. Штукатурные смеси на основе гипса производятся из веществ 2-25 марки.
Гипс повышенной прочности имеет индекс марки 200-500. Прочность материала варьируется в пределах 15-25 МПа (этот показатель выше, чем у других видов).
Формовочный гипс характеризуется водопотребностью и повышенной прочностью, когда он находится в твердом состоянии. Материал выступает сырьем для получения гипсовых изделий: формы из керамики, фарфоро-фаянсовые элементы и пр.
Деление вяжущего на виды
Благодаря свойствам гипсовых вяжущих они делятся на разные группы на основании нескольких классификаций.
В зависимости от времени схватывания выделяют группы:
"А". Гипсовые вяжущие схватываются за 2-15 минут.
"Б". Схватывание происходит за 6-30 минут. Их именуют нормально схватывающимися веществами.
"В". Медленно схватывающие материалы. Минимальное время схватывания – 20 минут. Верхняя граница не нормируется.
Благодаря задержавшимся в сите частичкам можно определить тонкость помола. На сите с ячейками 0.2 мм всегда находятся гипсовые вяжущие. Согласно ГОСТ, выделяют следующие группы:
Грубый помол (1 группа). На сите сосредотачивается до 23% сырья.
Средний помол (2 группа). Осталось не более 14%.
Тонкий помол (3 группа). Остаток материала не превышает 2%.
Гипсовое вяжущее проходит испытание на прочность во время сгибания/сжатия. Для тестирования материала потребуется из раствора сделать бруски 40х40х160 мм. По истечении двух часов после процесса изготовления останавливается кристаллизация/гидратация, и начинаются необходимые испытания. Все виды вяжущих подразделяются на 12 марок. Они отличаются определенными индексами от 2 до 25. Параметры и виды вяжущих определяются благодаря маркировке. Для примера рассмотрим маркировку Г-6-А-11:
Г – гипсовое вяжущее вещество.
6 – марка (показатель прочности достигает более 6 мегапаскаль).
А – означает вид, в зависимости от времени схватывания.
11 – степень измельчения (средний показатель).
Отличия теории и практики
При твердении гипсового вяжущего, гипс при затвердевании увеличивается в размер (объем возрастает на 1%). Из-за этого для процесса гидратации полуводного вещества потребуется в 4 раза больше жидкости, чем отображено в теории. Воды необходимо в среднем 18.6% от массы материала. На практике жидкость берется для образования раствора с нормальной густотой до 70%. Чтобы узнать водопотребность материала, определяется объем жидкости в процентном соотношении от массы самого материала, требующего для добавления с целью получения раствора нормальной густоты.
Также отличием практики является процесс, когда удаляется лишняя вода при сушке и в материале образовывается пористая структура. В результате у гипсового камня снижается прочность. Чтобы не допустить данного явления, используется дополнительная сушка. Гипсовые изделия сушатся при температуре до 70°C. При увеличении температуры начинается дегидратация вещества.
Область применения гипсовых веществ
За счет технологии производства гипсовые вяжущие рассчитаны для широкого спектра применения. Особый спрос на гипс наблюдается в строительной сфере. Он используется практически в таком же количестве, как и цемент. Гипсовое вяжущее при производстве является менее затратным материалом, чем цемент (требуется меньше топлива). Материал характеризуется высокой гигиеничностью, имеет пористость 30-60% и незначительной плотностью. Данные свойства гипсовых вяжущих определяют их сферу использования.
Оштукатуривание поверхностей осуществляется с помощью гипса. Его использование не зависит от марок материала. Задействуется вяжущее с тонким/средним помолом частичек, которое нормально либо медленно схватывается. Гипс смешивается со штукатуркой, состоящей из песка/известняка. Это делает раствор более прочным, когда он высохнет. Поверхность штукатурки приобретает идеальную гладкость и светлый оттенок, пригодный для нанесения финишной отделки.
Вещества на основе гипса (марки Г-2 – Г-7) применяются для получения перегородочных панелей, листов и гипсобетонных изделий. Они вводятся в растворы, которые предназначены для внутренних работ.
Вяжущее гипсовое (марки Г-5 – Г-25) используется для изготовления изделий из фаянса, керамики и фарфора. Для данных целей используется тонкомолотый материал с нормальным схватыванием.
Гипсовая вяжущая смесь задействуется для получения раствора, предназначенного для конопатки окон, дверей, перегородок. Для таких задач идеально подойдут составы более низких марок.
Гипсовое вяжущее – практичный, морозостойкий, огнеупорный, универсальный и экологический материал широкого спектра применения. Благодаря сбалансированному составу вещество характеризуется превосходными эксплуатационными характеристиками.