Гипсовые и гипсобетонные изделия

Гипс – минеральное вяжущее вещество воздушного твердения – это строительный гипс (алебастр от греческого alebastros – белый), формовочный, высокопрочный и эстрихгипс (высокообжиговый).

Ещё в Древнем Риме для повышения водостойкости извести стали добавлять в массу вулканические породы пепел, туф и т.д. от Везувия. Название «пуццолановые» добавки получили от названия местечка у подножия Везувия, где они добывались). Производство. При нагревании природного двуводного гипсового камня происходит частичная его дегидратация, при этом образуется полуводный сульфат кальция бета – модификация.

CaSi4 x 2H2O ~ CaSO4 x 0,5H2O + 1,522O

Обжиг тонкоизмельчённого природного гипса протекает при 110180 °С в котлах, кристаллизационная вода при этом выделяется в виде пара. Предел прочности при сжатии гипса 2 25 МПа, плотность 26002750 кг/м3, насыпная плотность 8001000 кг/м3, цвет порошка белый или серый.

Твердение. Порошок гипса затворённый водой образует пластичное тесто, которое быстро твердеет с выделением тепла и превращается обратно из полуводного гипса в двуводный. Для образования пластичного гипсового теста требуется 5060%, а для гидратации 20% воды.

Для снижения водопотребления, снижения пористости и повышения прочности гипса его подвергают термообработке в автоклавах в среде насыщенного пара при давлении 0,30,4 МПа или в растворах солей CaCl2, MgCl2 и др. В этом случае образуется другая кристаллическая модификация полуводного гипса – альфагипс высокопрочный, имеющий водопотребность 3040%.

В качестве заполнителей при изготовлении гипсобетонных изделий используют кварцевый песок, пористые заполнители (керамзит, шлаковую пемзу) опилки, стружки, льняную костру, макулатуру и т.д. Для уменьшения плотности, к гипсовым добавляют вспенивающиеся вещества.

Изделия из гипса могут быть сплошными, пустотелыми, армированными и неармированными. Гипсовые изделия имеют не высокую плотность 11001500 кг/м3, несгораемы, звукоизоляционны, хорошо поддаются механической обработке, легко сверлятся и пробиваются гвоздями.

Гипсовое вяжущее одно из немногих расширяющихся при твердении, увеличение в объёме 0,2%, без трещинообразования, что позволяет применять гипсовое вяжущее без заполнителей.

Недостатки: низкая водостойкость, гигроскопичность, хрупкость и малая прочность при изгибе. Изделия из гипса нельзя применять в помещениях с влажностью воздуха более 60%. Для увеличения прочности гипсовые изделия армируют деревянными рейками, органическим волокном.

По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят на 3 группы: быстротвердеющие (твердение от 2 до 15 минут), нормально-твердеющие (от 6 до 30 минут), медленнотвердеющие (от 20 минут. Конец не нормируется). Замедляют твердение вводя в гипсовое тесто столярный клей, лигносульфонаты. технические (ЛСТ) и другие добавки.

На основе строительного гипса получают бетон марок от 25 до 100, а на основе ГЦПВ марок 35 – 200. По пределу прочности на сжатие гипсовые вяжущие делят на 12 марок от Г2 до Г25, а на изгиб от Г2 до Г7. В штукатурных работах как добавка ускоряющая схватывание известково-песчаных растворов. Для изготовления форм фарфоровых, фаянсовых и др. керамических изделий (гипс марки Г2Г25). Для приклейки гипсокартонных листов.

Для получения ангидритового вяжущего и высокообжигового гипса медленно-схватывающиеся и медленнотвердеющие вяжущие, состоящие из безводного сульфата кальция CaSO4 и активизаторов твердения. Ангидритовый цемент получают обжигом природного гипса при 600700 С до полной гидратации.

Предел прочности ангидритового цемента 1020МПа, начало схватывания 30 мин., конец не позднее 24 часов. Высокообжиговый гипс (эстрихгипс) получают при обжиге при 850900 °С, начало схватывая 2 часа, конец не нормируется. Благодаря низкой водопотребности эстрихгипс более плотный и прочный материал, предел прочности 100,150,200 МПа. Его применяют для изготовления декоративных материалов, искусственного мрамора и т.д.