Основні властивості гіпсу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Київський національний університет будівництва та архітектури

Контрольна робота

Виконав:

Єфремова Олена

Київ 2014

Вступ

В'яжучі речовини -- речовини, які мають властивість скріплювати, склеювати тверді матеріали і твердіти з утворенням міцного каменю зв'язуючи зерна піску, гравію, щебеню.

Розрізняють неорганічні (мінеральні) в'яжучі речовини (цемент, гіпс, вапно й ін.) і органічні (бітуми, дьогті, пеки, асфальт, а також синтетичні термореактивні поліефірні, епоксидні, феноло-формальдегідні смоли).

Мінеральні в'яжучі речовини (звичайно порошкоподібні) при змішуванні з водою (іноді з водяними розчинами солей) утворюють пластичну масу, що здобуває потім твердий стан. Їх поділяють на гідравлічні, здатні твердіти і зберігати міцність на повітрі й у воді (наприклад, портландцемент), і повітряні, що твердіють і зберігають міцність тільки на повітрі (гіпс, вапно).

1. Виробництво гіпсу

Основною сировиною для виготовлення гіпсу є природний гіпсовий камінь.

СаSО4 Ч2Н2О - двоводний гіпс (природний гіпсовий камінь)

Його випалюють у печах при температурі 110-180є С ; 600-1000є С та розмелюють.

СаSО4 Ч2Н2О = СаSО4 Ч 0,5Н2О + 1,5 Н2О

В залежності від температури випалювання гіпсові в'яжучі поділяють на низько випалювальні та високовипалювальні.

Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі отримують тепловою обробкою природного гіпсу при низьких температурах 110-180є С.

До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих речовин належать будівельний, формувальний та високоміцний гіпс.

Будівельний гіпс виготовляють низькотемпературним випалюванням гіпсового каменю у варильних котлах або печах. Гіпсовий камінь спочатку розмелюють, а потім у вигляді порошку випалюють. Існують промислові установки, в яких поєднано розмелювання і випалювання. Такий гіпс використовують для приготування розчинів, для виготовлення будівельних виробів, для виготовлення декоративних деталей. Будівельний гіпс характеризується невисокою міцністю (2…16 МПа).

Формувальний гіпс відрізняється від будівельного гіпсу тонкістю помелу, більшою міцністю та постійністю властивостей. Застосовують його у керамічній, фарфоро-фаянсовій, машинобудівній промисловостях для виготовлення форм і моделей.

Формувальний гіпс відрізняється від будівельного тоншим помелом. Використовується у керамічній та форфорово-фаянсовій промисловості для виготовлення форм.

Високоміцний гіпс одержують внаслідок термічної обробки високосортного гіпсового каменю в герметичних апаратах у середовищі насиченої пари під тиском. Використовують його у металургійній промисловості для виготовлення форм. Високоміцний гіпс отримують термічною обробкою гіпсового каменю в автоклавах у середовищі насиченої пари при тиску, вищому за атмосферний, або при кип'ятінні у водних розчинах деяких солей з наступним сушінням та помелом до отримання тонко дисперсного порошку. Міцність матеріалу 25…60 МПа.

Високовипалювальні гіпсові в'яжучі отримують тепловою обробкою природного гіпсу при високих температурах 600 -1000є С.

Ангідрит (600 - 800 єС - твердіє при введені каталізаторів: сульфат натрію з залізним купоросом, доменний шлак),

Екстрих-гіпс (900 - 1000 єС - твердіє від 2 год. до кількох місяців). Використовується для опорядження безшовних підлог та для виготовлення «штучного мармуру».

Твердіння гіпсу відбувається за рахунок приєднання води

СаSО4 Ч0,5Н2О + 1,5 Н2О = СаSО4 Ч2Н2О + Q

Твердіння проходить в три етапи:

- розчинення,

- колоїдація або тужавіння,

- кристалізація або твердіння

Теоретично необхідно 18,6% води від маси гіпсу, а практично 50-70% води.

Для високоміцного гіпсу - 30-40 % води.

Через значну кількість хімічно незв'язаної води затверділий гіпс має велику пористість (40-60 %)

Пришвидшити тужавіння можна додаючи в розчин вапняне тісто (20%) або для приготування розчину використати гарячу воду

Сповільнити тужавіння можна додаючи в розчин сіль NaCl, Na2SO4, K2SO4

2. Основні властивості гіпсу

· Тонкість помелу визначається внаслідок просіювання гіпсу через сито з вічками розміром 0,2 мм

- І грубий помел (23%)

- ІІ середній помел (14%)

- ІІІ тонкий помел (2%)

· Сроки тужавіння

- А - швидкотверднучі (початок від 2хв. - кінець до 15 хв.);

- Б - нормальнотверднучі (не раніше 6 хв. - кінець не пізніше 30 хв.);

- В - повільнотверднучі (не раніше 30 хв. - кінець не нормується)

· Міцність

(випробують балочки 40Ч40Ч160 через 2 год. на стиск)

Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25

· Зміна в об'ємі ( тверднучи збільшується в об'ємі на 1%)

· Водостійкість (у вологих умовах руйнується). Водостійкість можна підвищити введенням невеликої кількості олеїнової кислоти, добавок меленого шлаку, вапна, цементу

· Водопотреба гіпсового в'яжучого визначається кількістю води потрібної для приготування гіпсового тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу 180 + 5 мм )

Маркування гіпсу

дає інформацію про його основні властивості

- Міцність

- Швидкість тужавіння

- Тонкість помелу

Г - 25 А ІІІ - гіпсове в'яжуче марки 25, швидкотверднуче, тонкого помелу

3. Технічні характеристики гіпсових в'яжучих

Істинна щільність гіпсових в'яжучих коливається у межах 2,6…2,75 г/см3 і обумовлена їхнім фазовим складом.

Насипна щільність гіпсу становить 800…1100 кг/м3. Тонкість помелу оцінюється залишком на ситі №02 і для гіпсу грубого помелу становить не більше 23 %, середнього - 14 % і тонкого - 2 % (позначається відповідно І, ІІ, ІІІ). Збільшення тонкості помелу зумовлює підвищення пластичності гіпсового тіста, міцності гіпсових виливків, але збільшує водопотребу.

Водопотреба визначається кількістю води, потрібною для приготування тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу 180±5 мм), і залежить від виду і співвідношення модифікацій сульфату кальцію. Для отримання тіста нормальної щільності з в- CaSO4? 0,5H2O потрібно 50…70 % води, а з модифікації б- CaSO4? 0,5H2O - 30…40 %. Теоретично для реакції гідратації потрібно 18,6 % води. Висока водопотреба гіпсових в'яжучих призводить до того, що вироби з них відрізняються підвищеною пористістю (40…60 %), невисокою міцністю.

Строки тужавлення. Гіпсові в'яжучі за строками тужавлення поділяють на такі види: швидкотверднучі (А) - з початком тужавлення не раніше 2 хв і кінцем не пізніше 15 хв, нормальнотверднучі (Б) - з початком тужавлення не раніше 6 хв і кінцем не пізніше 30 хв і повільнотверднучі (В) - з початком тужавлення не раніше 20 хв .

При зниженні температури до 10 оС строки тужавлення подовжуються. При підвищенні температури до 40…50 оС відмічається скорочення строків тужавлення. При подальшому підвищенні температури строки тужавлення подовжуються, а при Т=90…100 оС гіпс не тужавіє взагалі.

Міцнісні характеристики гіпсових в'яжучих визначають випробуванням зразків-балочок розмірами 40Ч40Ч160 мм з гіпсового тіста стандартної консистенції через 2 години після виготовлення. Висушування гіпсових виливків до сталої маси збільшує їхню міцність майже у два рази.

Передбачено 12 марок гіпсових в'яжучих - від Г-2 до Г-25, де цифра означає нормовану межу міцності при стиску в МПа. Межа міцності при згині змінюється відповідно від 1,2 до 8 МПа.

Гіпсові вироби мають високу вогнестійкість. Через малу теплопровідність вони повільно прогріваються і руйнуються лише після 6…8 годин нагрівання.

Водостійкість гіпсових виробів є невисокою. Основними шляхами підвищення водостійкості гіпсових виробів є зменшення розчинності гіпсу при введенні добавок; ущільнення гіпсових виливків; просочування або обмазування виробів речовинами, що запобігають проникненню води.

Істотно підвищується водостійкість гіпсу при додаванні вапна 5…25 %, суміші вапна і гідравлічної добавки (трепелу, опоки, шлаку), суміші портландцементу та гідравлічної добавки.

4. Будівельний та високоміцний гіпс

Гіпс будівельний - найдавніший будівельний матеріал, сліпучо-білого кольору або світло-сірого у вигляді порошку. Будівельний гіпс - це тонкий порошок, що виготовляється з гіпсового каменю-шляхом випалення і помелу або помелу і випалювання Перевагами будівельного гіпсу є швидка сутичка і затвердіння. . Початок схоплювання гіпсу має наступати не раніше 4 хв, кінець - не раніше 6 хв, але не пізніше півгодини після приготування гіпсового тесту. Для того, щоб приготувати гіпсове тісто потрібно взяти на 2 частини (за масою) гіпсу, 1 частина холодної води, причому в першу чергу вливаючи воду, а в нього енергійно перемішуючи, всипають гіпс. Приготовлене гіпсове тісто необхідно витратити відразу ж. Для уповільнення зчеплення в гіпсове тісто додають 0,5 ... 2% водорозчинного тваринного клею (у вигляді клейовий води міцністю від 0,5 до 2%), вапняний розчин і надіти на посуд поліетиленовий пакет. При схоплюванні і твердінні гіпс будівельний здатний збільшується в обсязі до 1%, що має важливе практичне значення при багатьох будівельних роботах.

Недоліком будівельного гіпсу є те, що гіпс має невисокими міцністю і водостійкістю, а ще його досить просто подряпати.

Випускається 12 марок будівельного гіпсу .. Для будівельних робіт застосовуються гіпси від марки Г-5 до марки Г-25, особливістю яких є те, що вони витримують на стиснення від 5 до 25 кг / см 2, але можна застосовувати і більш-високі марки. Найвища марка будівельного гіпсу - 250 кгс / см 2.

Будівельний гіпс продається в мішках або розсипом (навалом). Зберігати гіпс обов'язково треба в сухих місцях з статями, піднятими від рівня землі не менше ніж на 50 см. Від тривалого зберігання гіпс відволожується і перестає схоплюватися, тому не може далі використовуватися.

Ще однією незаперечною перевагою гіпсу в тому, що гіпс - це екологічно чистий, негорючий будівельний матеріал. Коли гіпс твердне, то здатний поглинати зайву вологу з повітря в приміщенні, якщо в приміщенні підвищена вологість, і віддавати її, коли повітря стає надто сухим. Гіпс як би "дихає", підтримуючи вологість на певному рівні. Використовувати гіпс можна для будівельних робіт, обробних, а також створювати унікальні архітектурні шедеври.

Багато хто вважає, що будівельний гіпс і алебастр це ідентичні поняття. Але треба знати, що алебастр (від грец. Алебастрос) - це назва двох різних мінералів: гіпсу: гідросульфату кальцію і карбонату кальцію.

Для чого потрібен гіпс. Будівельників гіпс або алебастр знайшов велике поширення для штукатурення стін і стель у будівлях з відносною вологістю не більше 60%, у виробництві гіпсових перегородок, ліпних виробів, листів сухої штукатурки, гіпсокартону, вентиляційних коробів, арболіта, гіпсоволокнистих і гіпсостружечних і для багатьох інших виробів.

Якщо будівельний гіпс стає в нагоді безпосередньо під час будівництва, то гіпсова штукатурка - на заключному етапі внутрішньої обробки приміщення. гіпс в'яжучий твердіння будівельний

Характеристика гіпсу

Гіпс - це продукт, без якого не обходиться жоден будівельний проект. І це не дивно, адже гіпс - вогнестійкий, позбавлений запаху, електрично нейтральний матеріал. У поєднанні з ізоляційними засобами гіпс забезпечує найвищий рівень звуко- і теплоізоляції. Крім того, цей матеріал «дихає» (по¬глинає надлишкову вологу і виділяє її у навколишнє середовище, коли її бракує). Гіпс не містить токсичних компонентів і речовин. А його кислотність аналогічна кислотності людської шкіри.

Приготування гіпсових розчинів

Гіпс найчастіше використовують у чистому вигляді, отримуючи гіпсове тісто різної густини. Для рідкого гіпсового розчину на 1 л води додають 1 кг гіпсу, для розчину нормальної густини - 1,5 кг, для густого - 2 кг.

Готування гіпсового розчину відбувається у такий спосіб. Спочатку в посудину наливають воду, а потім, ретельно перемішуючи, потрохи підсипають необхідну кількість гіпсу. Якщо зробити навпаки - спочатку насипати гіпс, а потім доливати до нього воду, -

розчин вийде неоднорідним і міститиме грудочки. Перемішувати гіпсовий розчин найкраще або спеціальними лопатками з нержавіючого металу, або за допомогою дерев'яної колотівки (дерев'яного стрижня із врізаними хрест-навхрест сталевими пластинами).

Гіпсовий розчин не можна перемішувати впродовж тривалого часу, тому що виріб вийде неміцним. А для того, щоби сталева арматура у гіпсових виробах не іржавіла, рекомендується попередньо покривати її лаком, олійною фарбою чи оліфою.

Піну, яка утворюється на поверхні під час замішування гіпсового розчину, слід обов'язково видаляти. Інакше застиглий гіпс буде пористим і крихким.

Рекомендації зі зміни властивостей гіпсових розчинів

При готуванні гіпсових розчинів найчастіше виникає необхідність збільшити або зменшити період їх застигання (схоплювання). Для цього застосовують різні добавки - прискорювачі та сповільнювачі схоплювання.

Як сповільнювач найчастіше застосовують клейовий розчин, який, крім уповільнення процесу схоплювання, надає готовим гіпсовим виробам міцності. Для приготування такої клейової води використовують желатин або міздровий клей. Клейовий розчин вливають у воду, ретельно перемішують, а потім засипають гіпс. Чим вища концентрація клею, тим триваліший термін схоплювання, і навпаки. Але, як правило, готують клейовий розчин з 25 %-ю концентрацією. У принципі, клейовий розчин можна замінити клеєм у чистому вигляді, але його дія виявиться менш ефективною (у 2-3 рази), а витрати на клей будуть більші.

Для приготування беруть одну частину сухого тваринного клею, заливають 5-ма частинами води і залишають на 15-20 годин. Коли клей цілком розчиниться, до нього додають 1 частину вапняного тіста, після чого все це кип'ятять на слабкому вогні (періодично помішуючи) упродовж 5-6 годин. Щоб уникнути спінення клейової суміші, на дно посудини рекомендується покласти шар гальки завтовшки 1-2 см. Врешті-решт виходить клейовий концентрат, який розводять водою, і на отриманій клейовій воді замішують гіпсовий розчин.

Як прискорювач схоплювання найкраще використовувати алюмокалієві квасці, які попередньо розчиняють у воді з розрахунку 5 г квасців на 1 л води.

За термінами схоплювання гіпси класифікуються так: А - такі, що швидко схоплюються (2-15 хв), Б - нормально схоплюються (6-30 хв), В - повільно схоплюються (20 хв і довше).

Майстрові, який працює з гіпсом, дуже важливо навчитися точно визначати якість гіпсів, а також уміти розрізняти їх за властивостями і параметрами. Перед придбанням гіпсу варто звернути увагу на те, щоб він не був вологий на дотик, мав чистий білий колір і не містив грудочок або домішок піску.

Зберігати гіпс рекомендується в герметично закритих поліетиленових мішках, у сухому місці. Через три місяці зберігання гіпсу властивості його схоплення та міцності зменшуються на 30-50 %.

Гіпсові терпкі матеріали

Гіпсові терпкі матеріали , повітря терпкі матеріали, що отримуються на основі напівводного сульфату кальцію або безводого сульфату кальцію (ангидрітовиє терпкі). За умовами термічної обробки, а також за швидкістю схоплювання і тверднення Р. ст м. діляться на 2 групи: нізкообжіговиє (що швидко схоплюються і швидкотвердіючі) -- будівельний і формувальний гіпс, високоміцний гіпс, гипсоцементнопуццолановиє терпкі; високообпалювальні (що повільно схоплюються і повільно тверднуть) -- ангидрітовий цемент, високообпалювальний гіпс (естріх-гіпс).

Будівельний гіпс отримують термічною обробкою у варильних казанах, печах і ін., що обертаються, технологічних установках при температурі 140--190°С роздробленого або заздалегідь подрібненого в порошок природного гіпсу (гіпсового каменя). Початок схоплювання гіпсового тесту настає через 4--15 мін після зачиннення водою. Межа міцності будівельного гіпсу при стискуванні досягає 10 Мн/м 2 (100 кгс/см 2 ). Будівельний гіпс застосовується для виробництва гіпсових виробів (головним чином для внутрішньої частин будівель), а також для штукатурних і кладок робіт.

Формувальний гіпс і високоміцний гіпс отримують в основному тими ж способами, що і будівельний гіпс, але з чистішої сировини; вони відрізняються підвищеною міцністю, використовуються для виготовлення різних форм і моделей в керамічній і деяких ін. галузях промисловості, а також для виробництва обробних матеріалів і архітектурних деталей.

Гипсоцементнопуццолановиє терпкі (ГЦПВ), запропоновані радянським ученим А. В . Волженським, отримують змішуванням будівельного гіпсу і ін. видів гіпсових терпких з портландцементом (або пуццолановим портландцементом) і кислою гідравлічною добавкою (трепел, діатоміт, вулканічний попіл, трас, туф, золи від спалювання бурого вугілля і ін.). Ці змішані терпкі матеріали відрізняються від чистих Р. ст м. здібністю до гідравлічного тверднення і підвищеною водостійкістю. Вироби з них мають значно менші пластичні деформації, чим виготовлені з будівельного гіпсу і ін. гіпсових терпких. ГЦПВ зазвичай містять 50--75% гіпсу, 15--25% пуццоланової добавки (з активністю по поглинанню окислу кальцію більше 200--250 міліграм/г ). Співвідношення між портландцементом і пуццоланової добавкою, від якого залежить довговічність виробів, визначається по спеціальній методиці.

Цемент Ангидрітовий виготовляють випаленням природного гіпсу при температурі 600--700°С з подальшим його подрібненням спільно з добавками-каталізаторами тверднення (вапно, бісульфат або сульфат натрію із залізним або мідним купоросом і пр.). Він використовується для приготування будівельних розчинів, бетонів, штучного мармуру, декоративних виробів.

Високообпалювальний гіпс (естріх-гіпс) отримують випаленням природного гіпсу при температурі 800--1000°С з подальшим тонким подрібненням; застосовується в тих же випадках, що і ангидрітовий цемент. Вироби з естріх-гіпсу, в порівнянні з виробами з будівельного гіпсу, володіють вищою водостійкістю і меншою схильністю до пластичних деформацій. ехнологія виробництва гіпсу

Виробництво будівельного гіпсу з щільних гіпсових порід, складається з трьох основних операцій.

1) Дроблення гіпсового каменю.

2) помелу.

3) Сушки і випалу.

На завод гіпсовий камінь зазвичай потрапляє вигляді шматків розміром 300-500 мм. , Що викликає необхідність його дроблення.

Гіпсовий камінь потрапляє на стрічковий конвеєр який доставляє до млині (щокові і молотковий дробарки).

З початок здійснюють первинне дроблення до кусків розміром 30-50мм. а пізніше дроблення в крупу з розмірами 0-15мм. В останні час воліють дроблення гіпсового каменю в одну стадію, використовуючи крупні молоткові дробарки.

Гіпсову щебінку перетворюють на порошок у ролікомаятнікових та ін млинах.

Так як помел вологого гіпсового каменю скрутний, то зазвичай цю операцію сполучають із сушінням. Для цього в млин подають відходять з гіпсових котлів димові гази (t 300-400С) також здійснюють видачу з млині подрібненого і просушеного матеріалу. Змінюючи швидкість цих газів можна регулювати тонкість подрібнення гіпсу. Чим більше буде швидкість потоку тим грубіше вихідний матеріал і на оборот.

Гіпсовий порошок з газу пилової суміші виділяють в шалі очисні системи. Від ефекту роботи пилеосадітельних пристроїв залежать санітарні умови і виробничі втрати. Тому на заводи ставлять багатоступінчасті системи очищення.

Завантаження котла сирим гіпсом проводиться гвинтовим конвеєром. Пари води видаляють через труби. Після варіння двоводний гіпс переходить у напівводний гіпс. Гіпс обпалюють при t 130-160С протягом 1-3ч.Полученний напівводний гіпс з котлів випускають в бункер.

При охолодження відбувається деяке вирівнювання модифікаційного складу обпаленої продукту остигає в ній двоводний гіпс поступово за рахунок фізичного тепла переходить у напівводний гіпс, а повністю дегідратованих продукти знову обводнюють і також перетворюються на полугидрат.

З бункерів витримування охолоджений гіпс відправляють на склад готової продукції.

Гіпс (від грец. Gypsos - крейда, вапно) - мінерал, водний сульфат кальцію. Чистий гіпс безбарвний і прозорий, при наявності домішок має сіру, жовтувату, рожеву, буру і інші забарвлення.

Гіпс використовують для виготовлення в'яжучих матеріалів, внутрішніх оздоблювальних робіт, гіпсування грунту, в медицині. Його по праву цінували і цінують за швидкий набір міцності, архітектурну виразність і високі теплотехнічні та звукоізоляційні властивості. Це негорючий і вогнестійкий матеріал, не має запаху і є нешкідливим для здоров'я. Це самий екологічно чистий матеріал з будь-яких інших.

Недоліками виробів з гіпсу раніше були крихкість і гігроскопічність, але сучасні технології дозволили надати матеріалами на основі гіпсових в'яжучих достатню міцність і водостійкість. У даному виробництві використовується технологія молекулярного ущільнення речовини, при якій гіпс набуває особливі властивості - стає дуже міцним і перестає бруднитися. Ні яких особливих присадок, компонентів і включень не потрібно. Завдяки застосовуваному способу формування досягається значне ущільнення внутрішньої структури плитки в 1,67 рази.

Список літератури

1. Баринова Л. Перспективы развития производства отечественных строительных материалов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002.

2. Карманова И. Строительство в развитых странах: прогноз на 2001-2015 гг. // Строительство и реконструкция . 2001 . 8 июня 2001г. С. 35

3. Войтов А. СТРОЙМАК KNAF - пример эффективных инвестиций в производство стройматериалов // Будмайстер. 2001. С. 34

4. Строительные материалы. Учебник для студентов вузов/ Под ред. Г.И. Горчакова. - М.: Высш. Школа, 1982. - 352с., ил.

5. Комар А.Г., Баженов Ю.М., Сулименко Л.М., Технология производства строительных материалов: Учеб. для вузов по спец. «Экономика и орг. пром. строит. материалов».- М.: Высш. шк., 1984. - 408с., ил.

Размещено на Allbest.ru