Физико-химические основы гипсовых вяжущих

 

Основой для использования гипса в качестве строительного материала и вяжущего является способность дигидрата сульфата кальция к дегидратации и полугидрата и ангидрида к регидратации в дигидрат. При нагревании гипс теряет кристаллизационную воду, образовавшийся сульфат кальция с малым содержанием кристаллизационной воды или не содержащий её вообще снова образует с водой при комнатной температуре первоначальный дигидрат, затвердевший гипс.

 

1.3.2.1 Фазы в системе CaSO4 - H2O

В системе CaSO4 - H2O существует 5 различных фаз, а именно дигидрат сульфата кальция (далее дигидрат), полугидрат сульфата кальция (далее полугидрат), а также безводные фазы ангидрит I, ангидрит II и ангидрит III. Дигидрат и ангидрит II встречаются в природе или образуются при химических процессах; метастабильные фазы полугидрата и ангидрита III, а также «обожжённый» ангидрит II получаются искусственно, путём дегидратации из дигидрата. Эти фазы имеют большое техническое значение. Ангидрит I является устойчивым только при температурах свыше 1180 0С и не имеет технического значения. Равновесная температура между дигидратом и ангидритом II лежит около 42 0С, ниже её стабилен дигидрат, выше - ангидрит II. Полугидрат встречается в α- и в ß-формах, которые значительно отличаются друг от друга по виду и размерам частиц, а также по энергетическому поведению и поведению в ходе технологических процессов. Ангидрит III имеется в видах α-ангидрит III, ß-ангидрит III и ß-ангидрит III´, которые имеют подобные отличительные свойства и условия изготовления как α- и ß-полугидраты. В таблице 1.28 приведены фазы системы CaSO4 - H2O с соответствующими физическими и химическими данными. Таблица 1.29 содержит значения дегидратационной теплоты, которые имеют значение для технологии [176, 177, 178].

 

Таблица 1.28-Фазы в системе CaSO4 - H2O и их физико-химические свойства [177]

 

Химические формулы фаз CaSO4 · 2H2O CaSO4 ·0,5H2O CaSO4 CaSO4
Обозначение дигидрат сульфата кальция полугидрат сульфата кальция ангидрит II ангидрит III
Другие обозначения природный гипс, сырьевой гипс, гипсовый камень, технический гипс, твёрдый гипс ß-полугидрат, ß-гипс, отделочный гипс, α-полугидрат, α-гипс, твёрдоформен-ный гипс, автоклавный гипс природный ангидрит, сырьевой ангидрит, ангидритный камень, синтетический ангидрит, обожженный ангидрит растворимый ангидрит
Формы   α-форма ß-форма А II-т* А II-н * А II-э * α -А III ß-А III
Кристаллизационная вода, масс. % 20,92 6,21
Плотность, г/см3 2,31 α: 2,757 ß: 2,619 2,93 - 2,97 2,580
Мольная масса, г/моль 172,17 145,15 136,14 136,14
Кристаллическая система [179] моноклин-ная моноклинная орторомбичес-кая орторомбическая псевдогексаго- нальная
Симметрия [184] 112/с1 Bmmb C222
Межплоскостное расстояние,нм, и углы [184] a b c d   0,5679 1,5202 0,6522 118,43 0   1,2032 0,6927 1,2671 90,27 0   0,6992 0,6999 0,6240   1,2077 0,6972 0,6304  
Твёрдость по Моосу - 3,5 -
Растворимость в Н2О при 200С, г CaSO4 2,05 α: 6,7 ß: 8,8 2,7 α: 6,7 ß: 8,8
Стабильность < 40 0С метастабиль-ный 40-1180 0С метастабильный
Температура образования в лаборатории   α: > 450 С в Н2О ß: 45-2000 С в сухом воздухе 200-11800 С α: 1000 С в воздухе ß: 500 С в вакууме
Температура образования в технологическом процессе   α: 80-180 0С влажный ß: 120-180 0С сухой 300-900 0С АII-s:300-500 0С АII-u:500-7000С А II-E: >700 0С α: 110 0С влажный ß: 290 0С сухой

 

* Обожжённый в печи ангидрит в зависимости от зернистости, температуры и времени пребывания обладает составными частями, которые с различной скоростью реагируют с водой. В соответствии с реактивностью этих компонентов с водой их подразделяют на следующие три формы:

А II-т (труднорастворимый ангидрит), время регидратации с водой: ½ часа 3 d, pH-6;

А II-н (нерастворимый ангидрит), время регидратации с водой: 3-7 d, pH-6;

А II-э (эстрих-гипс), время регидратации с водой: >3 d, pH-9

 

Таблица 1.29-Теплота дегидратации технологически важных фазовых

преобразований в системе CaSO4 · 2H2O

 

Фазовое преобразование Дегидратационная теплота при 25 0С относительно продукта дегидратации
(кДж/моль) (кДж/т)
CaSO4 · 2H2O à α-CaSO4·1/2H2O + 3/2H2O(г) 84,6
CaSO4 · 2H2O à ß-CaSO4·1/2H2O + 3/2H2O(г) 86,2
CaSO4 · 2H2O à CaSO4II + 2H2O(г) 108,6
CaSO4 · 2H2O à α-CaSO4 III + 2H2O(г) 117,4
CaSO4 · 2H2O à ß-CaSO4 III + 2H2O(г) 121,8

 






Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 1756; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2019 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.006 сек.