Традиционно в этих целях используют природное сырье (гипсовый камень, ангидрит, различные гипсосодержащие породы). В последнее время значительное внимание уделяют развитию технологий получения гипсовых вяжущих веществ из гипсосодержа-щих отходов промышленности (фосфогипс, борогипс, титаногипс и др.).
В зависимости от способа получения, а также особенностей твердения гипсовые вяжущие делят на четыре группы: безобжиговые, низкообжиговые (собственно гипсовые), высокообжиговые (ангидритовые) и смешанные (табл. 1).
2.1. Сырье для производства гипсовых вяжущих веществ
Гипсовый камень — продукт измельчения горной породы осадочного (химического) происхождения, состоящей в основном из природного минерала — гипса (CaS04-2H20). Теоретический состав двуводного сульфата кальция, % по массе: СаО — 32,56; S03 — 46,51; Н20 - 20,93.
В природе гипс встречается чаще всего в виде трех минералогических разновидностей, отличающихся друг от друга своей кристаллической структурой:
• алебастр (гр. alabastros — белый) — плотный мелкозернистый минерал с сахаровидным изломом или крупнозернистый с беспорядочно ориентированными в пространстве кристаллами;
• селенит (гр. selen — луна) — волокнистый, сложенный из правильно расположенных нитевидных кристаллов минерал, имеющий характерный шелковистый отлив;
• гипсовый шпат — пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой структуры.
Гипсовый камень и вяжущие вещества, получаемые в результате его переработки, имеют приближающийся к белому цвет.
Классификация гипсовых вяжущих материалов
|
Классификация |
Способ получения |
Минералогический состав |
Характеристика по скорости твердения |
Область применения |
|
|
Безобжиговые |
Гипсовый цемент |
Тонкий помол гипсового камня с акгивизатора-ми твердения |
CaS04-2H20 |
Скорость твердения зависит от вида применяемого активизатора твердения. При использовании сульфатных солей начало схватывания — через 5.. .20 мин, конец — через 20.. .60 мин. При использовании в качестве активизатора портландцемента или извести схватывание и твердение происходит в течение 4... 12 ч |
Готовые растворы и смеси; изготовление стеновых камней для малоэтажных зданий; изготовление архитектурных деталей для отделки внешних фасадов зданий |
|
Низкообжиговые |
Полуводный гипс Р-модифи-кации |
Тепловая обработка гипсового камня при температуре 140...160 °С в аппаратах, сообщающихся с атмосферой |
P-CaS040,5H20 |
Схватывание и твердение протекает очень быстро (обычно в течение 10.. .30 мин). По срокам схватывания низкообжиговые гипсовые вяжущие подразделяются на три группы (быстрого, нормального и медленного твердения). При этом полуводный гипс р-модификации вследствие большей растворимости в воде гидратируется несколько быстрее |
Изготовление панелей и плит перегородок, гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, вентиляционных коробов, штукатурных и шпаклевочных смесей и в других целях |
|
Полуводный гипс а-модифи-кации |
Тепловая обработка гипсового камня в автоклавах при температуре 120... 140 °С или его кипячение в солевых растворах при температуре 100...110 °с |
a-CaS040,5H20 |
Изготовление форм и моделей в керамической и машиностроительной промышленности. Дня медицинских целей (в хирургии, ортопедии и стоматологии). Изготовление декоративных скульптурных изделий и отливок. Производство штукатурных и отделочных работ |
||
|
Высокообжиговые |
Ангидритовый цемент |
Обжиг гипсового камня при температуре 600...700 °С с последующим помолом совместно с щелочными или сульфатными активи-заторами твердения |
CaS04 |
Медленно схватывается и твердеет: начало схватывания не ранее 30 мин, конец — не позднее 24 ч |
Кладочные растворы; устройство бесшовных набивных полов; изготовление искусственного мрамора |
|
Эстрихгипс |
Обжиг гипсового или гипсоангид-ритового камня при температуре 800...1100 °С |
CaS04 СаО |
Медленно схватывается и твердеет: начало схватывания не ранее 2 ч, конец — через 8... 12 (иногда 36) ч |
Та же область применения, что и у ангидритового цемента |
|
|
Смешашше |
Гипсоизвест-ковые смеси |
Дегидратация двуводного гипса за счет тепла гашения комовой извести |
CaS040,5H20 Са(ОНЬ |
Быстро схватываются и твердеют (обычно в течение 10...20 мин) |
Изготовление низкомарочных строительных растворов и бетонов |
|
Гипсоцемент-нопуццолано-вое вяжущее |
Смешивание полуводного гипса, портландцемента и пуццолановой добавки |
CaS040,5H20 3Ca0-Si02 2CaO-SiOz 3Ca0AL203 4Ca0-AL203 Fe203 Si02 (аморфн.) |
Сроки схватывания такие же, как и у применяемого полуводного гипса. Обычно начало схватывания не ранее 4 мин, конец — не позднее 20 мин |
Изготовление санитарных кабин и ванных комнат, вентиляционных блоков, устройства оснований под полы в жилищном строительстве |
|
Примеси могут придавать гипсу серый, желтоватый, розовый, бурый и другие оттенки. В качестве примесей в гипсе встречаются кварц, пирит, сера, карбонаты, бораты, глинистые и битуминозные вещества.