Гипс строительный и гипсобетон — применение в строительстве

Гипс строительный – сероватое либо белое порошкообразное вещество тонкого помола. Получается переработкой природного минерала методом обжига при повышенных температурах.

Что такое гипс

Для большинства гипс – это плотнокаменная, непрозрачная сероватая субстанция, которую накладывают в больнице на поломанную руку или ногу.

Однако описание природного минерала богаче:

  • Он бывает наполовину либо полностью прозрачным, просвечивающим, даже светящимся.
  • Блеск – перламутровый, стеклянный, шелковистый, матовый.
  • Чаще представлен как таблитчатый агломерат или кристаллами – столбиками, призмами, иголками.

Минерал не могут растворить большинство кислот, но без проблем – вода.

Эта характеристика гипса уникальна: растворимость водой максимальна при 37,8°, после чего стремится к нулю.

Где используют гипс  

Используют гипс в повседневной жизни довольно часто: 

  • Внутренние отделочные работы — выравнивание потолков, внутренних и внешних стен помещений, вентиляционных коробов, в возведении перегородок; 
  • Производство барьеров против огня и звукоизоляционных конструкций;  
  • При изготовлении гипсокартона, арболита, сухой штукатурки,  гипсостружечные и гипсоволокнистые плиты и т.д.; 
  • Декор — архитектурные элементы, плитка, лепнина, сувенирные детали, дизайн ландшафта, оформление интерьера и т.д.;
  • реставрация лепнины и многих других изделий из алебастра; 
  • Составляющая гипсоцемента высшего качества. 

Из чего делают гипс? Гипс и его характеристика 

Нынешний строительный гипс или алебастр, составной элемент в приготовлении раствора, которой производится традиционным путем термообработки гипсового камня. Он добывается в карьерах. Обжигается минерал при температуре 150 — 180°С. После обработки идет стадия размола и просева, чтобы получился однородный порошок с разным размером гранул — крупные (иначе их называют грубыми), среднего и мелкого помолов. 

С помощью мелкоячеистом ситом определяют степень помола. Спустя 500 лет ничего не изменилось, способ остался таким же. Сначала просеиваются крупные, затем средние и после остаются мелкие. Этот остаток, которые не прошел сквозь сито 0,2 мм, определяют массу путем взвешивания.  

  • Индекс I получает материал, в котором крупных частиц осталось не более 23%. Этот помол и называют крупным.  
  • Индекс II — средний помол, где частиц крупных не более 14%.  
  • Индекс III — высококачественный мелкий помол. Здесь крупных частиц не должно быть более 2%.  

Почему степень измельчения так важна? Чем меньше будут частицы гипса, тем лучше раствор будет засыхать. На приборе АДП-1 (ПСХ-2) устанавливают вердикт по качеству путем определения его удельной поверхности.  Что касается раствора, то его вязкость определяется стандартом ГОСТ 125-79 и, конечно, она зависит напрямую от степени помола. Размер частиц раствора влияет на водопотребность.  

Читайте также:  Samsung NU 7100 и NU 7470 – что обещает производитель

Для реакции полуводного алебастра до степени двуводного достаточно 18,6 % воды, однако такой раствор не подойдет для строительных работ. Нормальная вязкость раствора получается при добавлении 50 — 70 % воды (3-полугидрат). В случае, когда нужен густой раствор, достаточно добавить 35 — 45% воды. Так же можно использовать ускоритель схватывания гипса, для быстрого результата.  

Вентиляционные гипсобетонные блоки

Это специальные изделия, предназначенные для создания каналов вентиляции в промышленных и жилых сооружениях. Их статическая прочность должна быть не меньше 12 МПа. Для повышения износостойкости изделия в смесь добавляют вяжущее вещество пуццолан.

Ещё: Топ-10 лучших виниловых обоев

Вентиляционные гипсобетонные блоки

Гипс и гипсобетон

Гипс и гипсобетон, благодаря физико-химическим свойствам их структур, имеют самые лучшие звукоизолирующие свойства. Эти материалы не только не отражают звуковые волны, но и поглощают их. Поэтому в производственных цехах, где работают люди по сборке радиоаппаратуры, ставят специальные звукопоглощающие перегородки из гипсокартона и гипсобетона. Но эти свойства данных материалов важны и для жилых помещений. Это одна из причин того (кроме их не высокой стоимости), что эти материалы получили значительное распространение при реконструкциях старых построек, в которых по старых нормативах звукоизоляции не придавалось значения.

Вентиляционные гипсобетонные блоки

Вентиляционные гипсобетонные блоки

Свойства и область применения строительного гипса

Прежде всего, гипс – это мелкодисперсный порошок, получаемый путем мелкого помола и последующего обжига при высокой температуре натурального природного сырья, после застывания имеет плотную мелкозернистую структуру.

Различают несколько основных видов гипса:

  • Особо прочный;
  • Медицинский;
  • Скульптурный;
  • С акриловыми добавками.

Что касается эксплуатационных характеристик, то можно выделить следующие свойства:

  1. Для схватывания строительного гипса достаточно 5-7мин, а полное застывание наступает через 30-40 мин;
  2. Материал чрезвычайно термостоек, может выдерживать температуры порядка 600-700С, а в случае непосредственного соприкосновения с огнем разрушение наступает по истечении 6-7 часов;
  3. Строительный гипс способен выдерживать значительные механические нагрузки;
  4. Низкий показатель теплопроводности.

Строительный гипс используется для заделки трещин и штроб. Как компонент в составе штукатурных смесей, для изготовления декоративной лепнины, а также нашел применение в медицине, для фиксации переломов и других травм. Для оштукатуривания поверхностей материал в чистом виде не применяется вследствие быстрого схватывания.

Читайте также:  ТОП-10 Телевизоров с диагональю от 20 до 29 дюймов

Теперь, зная их основные свойства, определим, чем они отличаются.

Строительный гипс: применение

Материал входит в число основных компонентов для изготовления большинства распространенных строительных смесей: шпатлевок, наливных полов, штукатурки и т.п.

Широко применяется гипс в индустрии по производству фарфоровых и керамических изделий. Здесь материал становится актуален в основном при необходимости изготовления форм, макетов, всевозможных моделей.

В промышленной сфере из гипса производят изделия для тампонирования и изоляции нефтяных скважин, а также изготавливают декоративные плиты, вентиляционные решетки.

Применяют материал в сфере изготовления строительных материалов: гипсокартона, перегородочных плит, пазогребневых изделий, гипсобетонных блоков. Но наибольшее распространение гипс строительный приобрел в индустрии производства быстротвердеющих легковыравнивающихся пластичных масс. Используются данные вещества при монтаже напольных, потолочных, настенных покрытий, при необходимости заделки швов, трещин и неровностей.

Производство строительного гипса

Сырье для строительного гипса

Сырьем для гипса служит в основном природный гипсовый камень, состоящий из двуводного сульфата кальция (CaSO4 • 2Н2О) и различных механических примесей (глины и др.).

По ГОСТ 4013 — 82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать:

І сорт не менее 95 % CaSO4 • 2H2O+ примеси
ІІ сорт не менее 90% CaSO4 • 2H2O+ примеси
ІІІ сорт не менее 80% CaSO4 • 2H2O+ примеси
ІV сорт не менее 70% CaSO4 • 2H2O+ примеси

Примеси: SiO2, Al2O3, Fe2O3.

В качестве сырья могут использоваться также гипсосодержащие промышленные отходы, например, фосфогипс, фторогипс, борогипс, — образующиеся при обработке кислотами соответствующего сырья, например

Ca5(PO4)3F + H2SO4 → H3PO4 + HF + CaSO4 • nH2O

Все это указывает на то, что проблем с сырьем для гипсовых вяжущих нет.

Схемы дегидратации строительного гипса

В основе получения любого гипсового вяжущего лежит дегидратация сырьевых компонентов при термообработке. В зависимости от условий по мере увеличения температуры образуются различные продукты дегидратации.

Общая схема дегидратации двуводного сульфата кальция можно представить схематично:

На схеме приведены температуры переходов в лабораторных условиях; на практике, в условиях большого количества материала и флуктуации химического состава, для ускорения обжига приходится применять более высокие температуры.

В зависимости от температуры и условий обжига можно получить полуводный сульфат кальция (полугидрат) α

— и β -модификаций, α

— и β -растворимый ангидрит, нерастворимый ангидрит.

Сегодня общепризнанно, что образование α

— или β -модификаций полуводного гипса (по строению кристаллической решетки они подобны) зависит от условий тепловой обработки: α-полугидрат образуется при температуре 107-125 °С и выше при условии, что вода выделяется в капельно-жидком состоянии, для чего предусматривается автоклавная обработка; β -модификация полуводного гипса получается при нагревании до 100-160°С в открытых аппаратах (вращающихся печах или варочных котлах) при удалении воды в виде пара.

Высокопрочный α -полугидрат кристаллизуется в виде хорошо сформированных крупных прозрачных игл или призм; обычный строительный гипс — β-полугидрат — состоит из мельчайших плохо выраженных кристалликов, образующих агрегаты.

Этим обусловлены различные свойства продукта: β -полугидрат отличается более высокой водопотребностью, большей скоростью взаимодействия с водой, меньшей плотностью и прочностью получаемого гипсового камня. Несмотря на это, β -полугидрат существенно дешевле и составляет основную часть гипсовых вяжущих.

Для практических целей особое значение имеют условия получения модификаций полуводного сульфата кальция (полугидрата). Реакция дегидратации двуводного гипса с образованием полугидрата протекает с поглощением теплоты и имеет вид:

2(CaSO4 • 2H2O) => 2CaSO4 • H2O + 3H2O

Эту реакцию часто записывают в несколько условном виде:

CaSO4 • 2H2O => CaSO4 • 0,5H2O + 1,5H2O

Заводской строительный гипс, обжигаемый при температурах более высоких, чем теоретически необходимые для образования полугидрата, содержит, кроме полуводного гипса, также растворимый и даже нерастворимый ангидрит, что сказывается на свойствах продукта. Растворимый ангидрит на воздухе поглощает влагу и превращается в полугидрат.

Следовательно, у несколько пережженного гипса при вылеживании качество повышается, тогда как примесь недожженного гипса при недостаточном обжиге представляет собой балласт и неблагоприятно влияет на механическую прочность затвердевшего вяжущего, а также на скорость схватывания.

Одновременное содержание в строительном гипсе растворимого ангидрита и сырого гипса вызывает весьма быстрое схватывание, так как первый быстро растворяется и переходит в двуводный гипс, а второй создает центры кристаллизации.

Промышленное получение гипсового вяжущего

Строительный гипс получают с применением варочных котлов, вращающихся печей и установок совмещенного помола и обжига. Наиболее распространено производство строительного гипса с применением варочных котлов.

Стадии производства:

  • Дробление гипсового камня (щёковая и молотковая дробилка).
  • Помол совмещенный с сушкой (шахтная мельница).
  • Тепловая обработка при атмосферном давлении или в автоклаве (варка в гипсовом котле).
  • Томление (вылёживание в бункере).
  • Вторичный помол (шаровая мельница).

Плюсы и минусы строительного гипса