4.2. Воздушные вяжущие, сырье для их приготовления, технология получения, свойства и применение в строительстве

Из всего многообразия воздушных вяжущих рассмотрим гипсовые, магнезиальные вяжущие и воздушную известь.

Гипсовые вяжущие вещества представляют собой тонкоизмельченный продукт обжига гипсового камня. Он состоит в основном из двуводного сернокислого кальция В зависимости от температуры и условий обжига получают гипс строительный, гипс высокопрочный и ангидритовые цементы.

Строительный гипс – тонкоизмельченный продукт обжига гипсового камня при температуре 150 – 170 С. Производство строительного гипса включает следующие операции: дробление, помол и тепловую обработку гипсового камня. В основном применяют три способа производства гипса, которые отличатся типами тепловых аппаратов для обжига: в сушильных барабанах, в варочных котлах и в шахтных мельницах (рис.14).

При температуре 150 – 170⁰С двуводный сернокислый кальций частично теряет гидратную воду и переходит в полуводный по реакции

.

Полуводный сернокислый кальций в основном представляет химический состав строительного гипса.

Схватывание и твердение гипса заключается в том, что при смешивании с водой образуется пластичное тесто, превращающееся впоследствии в твердое камневидное тело с определенной твердостью и прочностью. Основная реакция, протекающая при твердении строительного гипса, заключается в присоединении воды и образовании двуводного сульфата кальция.

.

На свойства строительного гипса большое влияние оказывают количество воды затворения и тонкость помола. При затворении гипса воды берут всегда больше, чем это требуется для химической реакции. Строительный гипс является быстросхватывающим и быстротвердеющим вяжущим веществом: начало схватывания должно поступать не ранее 4 мин, а конец – не позднее 30 мин, но не ранее 6 мин с момента затворения водой.

Рис. 14. Технологическая схема производства полуводного гипса с применением варочных котлов:

1 – мостовой и грейферный кран; 2 – бункер гипсового камня; 3 – лотковый питатель; 4 – щековая дробилка; 5 – ленточные транспортеры; 6 – бункер гипсового щебня; 7 – тарельчатый питатель; 8 – шахтная мельница; 9 – циклон; 10 – батарея циклонов; 11 – вентилятор; 12 – рукавные фильтры; 13 – пылеосадительная камера; 14 – шнеки; 15 – бункер сырого молотого гипсового камня; 16 – бункер выдерживания ; 17 – гипсоварочный котел; 18 – элеватор; 19 – бункер готового гипса; 20 – скребковый транспортер.

Для замедления схватывания гипса применяют известково-клеевой замедлитель, сульфитно-дрожжевую барду в количестве 0,1 – 0,3% от массы гипса. Строительный гипс подразделяется на три сорта по пределу прочности при сжатии и при изгибе и тонкости помола на сите № 02. Предел прочности при сжатии для 1, 2, 3 сорта - соответственно 5,5; 4,5 и 3,5 МПа, при изгибе ‑ соответственно 2,7; 2,2 и 1,7 МПа, а тонкость помола (остаток на сите № 02) не менее 15, 20 и 30%.

Применяют строительный гипс для изготовления гипсовых и гипсобетонных строительных изделий для внутренних частей зданий: перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, для получения гипсовых и смешанных растворов, для изготовления декоративных и отделочных материалов, для изготовления санитарно-технических кабин.

Гипс формовочный – продукт обработки гипсового камня, отличающийся от строительного гипса более тонким помолом и большей прочностью. Тонкость помола (остаток на сите № 02) не более 2,5%. Формовочный гипс применяют для изготовления форм, моделей и изделий в строительной, машиностроительной отраслях промышленности.

Гипс высокопрочный получают тепловой обработкой (запарка в автоклаве гипсового природного камня при температуре около 125°С и давлении 1,3 атм с последующим размолом). Он подразделяется на марки от 200 до 400. Марку устанавливают по пределу прочности при сжатии образцов в виде кубов размером ребра 7,07 см. Образцы изготовляют из гипсового теста и испытывают в воздушно-сухом состоянии. Высокопрочный гипс применяют для изготовления внутренних конструкций зданий.

Ангидритовые вяжущие – продукты обжига при температуре 600 – 800 °С гипсового камня или природного ангидрита (без обжига), измельченного в порошок совместно с различными минеральными добавками-катализаторами – бисульфат натрия, сульфат натрия в смеси с железистым или медным купоросом, извести, золы, сланцев. Ангидритовые вяжущие отличаются медленным схватыванием, его марки по прочности могут достигать 100 – 200. Применяют для изготовления строительных растворов и низкомарочных бетонов, предназначенных для службы в сухой среде.