Гипсовые вяжущие вещества

К гипсовым веществам относятся строительный и высокопрочный гипс. Сырьем для получения гипсовых вяжущих веществ служит природный гипсовый камень, который наряду с СаSO₄·2Н₂О содержит ряд примесей, чаще всего кварц, глинистые минералы и углекислый кальций. Качество гипсовых вяжущих веществ тем выше, чем меньше примесей в сырье.

Строительный гипс. Получение строительного гипса основано на термической обработке природного двуводного гипса по реакции

СаSO₄·2Н₂О = CaSO₄ 0,5Н₂О + 1,5 Н₂О - q. (4.4)

Эта реакция протекает сравнительно быстро при температуре 140-190 ⁰С.

Известно несколько способов производства строительного гипса, различающихся методом обжига. Гипс можно обжигать:

● в шахтных, кольцевых, камерных и вращающихся печах с последующим измельчением продукта обжига;

● в варочных котлах с предварительным помолом гипсового камня;

● одновременно с помолом в одном аппарате.

Ниже приведена схема наиболее распространенного способа получения строительного гипса в варочных котлах:

Гипсовый камень, доставляемый на завод в кусках, дробят в дробилках, затем измельчают в порошок в мельнице и направляют в варочный котел (рис. 4.3). В варочных котлах получают однородный по качеству строительный гипс, не загрязненный золой топлива. Недостаток этого способа заключается в том, что при повышенной влажности гипсового камня требуется его сушка перед измельчением в порошок, что усложняет производственный процесс.

Рис. 4.3. Варочный котел для получения строительного гипса

1 - мешалка; 2 - привод; 3 - электродвигатель; 4 - котел;

5 - жаровые трубы; 6 - выгрузочный желоб; 7 - днище

Наиболее совершенным способом получения строительного гипса является способ совмещенного помола и обжига гипсового камня, позволяющий широко механизировать и автоматизировать производственный процесс (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Схема производства строительного гипса путем

одновременного обжига и помола в шаровой мельнице

1 - бункер; 2. - тарельчатый питатель; 3 - смесительная камера; 4 – шаровая

мельница; 5 – сепаратор; 6, 7 – шнеки; 8 – циклон; 9 – склад готовой продукции

Высокопрочный гипс. Строительный гипс получают нагреванием природного гипса при нормальном давлении; при этих условиях образуется β-модификация полуводного гипса, обладающая повышенной водопотребностью при затворении (60-80 % воды). По этой причине затвердевший гипсовый камень имеет высокую пористость и низкую прочность.

При нагревании же двуводного гипса под давлением получается полуводный гипс в виде α-модификации α-CaSО₄·0,5H₂O), которая образуется в форме коротких плотных кристаллов с несколько большей плотностью и имеет значительно меньшую водопотребность при затворении (40-45 % воды), что позволяет получать затвердевший гипсовый камень с большими плотностью и прочностью.

Определение: гипс, полученный нагреванием под давлением, называют высокопрочным.

Eгo получение основано на термической обработке двуводного гипса насыщенным паром под давлением не более 1,3 атм (избыточных), что соответствует температуре пара 124 ⁰С, с последующей сушкой.