Гипсовые строительные материалы и изделия (стр. 3 из 3)
Ангидрит – безводный сульфат кальция (
в природе обычно залегающий под слоями гипса. Химически чистый ангидрит содержит, % по массе: СаО – 41,2, 
– 58,8. Ангидрит состоит из преимущественно мелких кристаллов, имеет белый с различными оттенками цвет. Применяется он для производства безобжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.Гипсосодержащие породы (глиногипс, гажа, арзик) состоят из трех основных компонентов: гипса, глины и карбонатов и представляют собой тонкодисперсную механическую смесь или рыхлые, слабосцементированные образования серого, желтоватого или бурого цвета. Химико минералогический состав гипсосодержащих пород варьируется в широком диапазоне даже в пределах одного месторождения (содержание
может изменяться от 30 до 70 %). Вяжущие вещества из гипсосодержащих пород по свойствам значительно уступают материалам, приготовленным из относительно чистого природного двуводного гипса. Поэтому их применяют для получения гипсовых вяжущих только в местах добычи, если нет более качественного сырья.Гипсосодержащие отходы образуются во многих производствах химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также при десульфатизации промышленных газов. Эти отходы представляют собой влажные порошки или шламы с характерным цветом и запахом, содержащие в той или иной форме значительное количество различных модификаций сульфата кальция.
Гипсосодержащие отходы, как правило, содержат значительное количество влаги (15…150 %), а также различное количество водорастворимых кислот и других вредных примесей, негативно влияющих на сроки схватывания и другие свойства получаемых вяжущих веществ. Поэтому прежде чем использовать отходы для производства гипсовых вяжущих веществ, их необходимо высушивать, производить промывку или нейтрализацию вредных примесей, что приводит к увеличению энергозатрат и усложняет технологический процесс производства. Другим недостатком этих отходов является неоднородность их химического и минералогического состава даже в условиях одного отдельно взятого предприятия.
Указанные недостатки сдерживают применение гипсосодержащих отходов в качестве сырья для производства гипсовых вяжущих веществ и в качестве добавки для производства портландцемента. Однако в последние годы в нашей стране и за рубежом накоплен значительный опыт в этой области. Полученные результаты показывают возможность и перспективность переработки гипсосодержащих отходов (прежде всего фосфогипса) в вяжущие вещества.
3Основные свойства гипсовых вяжущих
Основными техническими свойствами гипсовых вяжущих, применяемых для изготовления строительных изделий и производства строительных работ, являются: стандартная консистенция гипсового теста, сроки схватывания, тонкость помола, марка гипсового вяжущего по прочности.
3.1 Тонкость помола
Сущность метода определения тонкости помола заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Пробу вяжущего массой 50 г, взвешенную с погрешностью не более 0,1 г и предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (323±5) К (50±5) °С, высыпают на сито и производят просеивание вручную или на механической установке. Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г вяжущего. Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. При арбитражных испытаниях за основу принимают ручное просеивание.
3.2 Стандартная консистенция (нормальная густота)
Стандартная консистенция характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из полого цилиндра без дна с внутренним диаметром 50 мм и высотой 100 мм (вискозиметра Суттарда), при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (180±5) мм. При этом строго регламентируется время эксперимента – 45 с. Стандартную консистенцию выражают в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсового теста указанной удобоукладываемости, к массе гипсового вяжущего в граммах.
Гипсовое вяжущее, состоящее в основном из полуводного гипса α – модификации, характеризуется стандартной консистенцией 35…45 %, а β-модификации – 50…80 %, в то время как теоретически для гидратации требуется всего 18,6 % воды от массы вяжущего вещества. Вследствие значительного количества химически не связанной воды затвердевший гипсовый камень имеет большую пористость – 30…50 %.
Гипсовое тесто стандартной консистенции в дальнейшем используют для определения сроков схватывания и предела прочности гипсовых вяжущих.
3.3 Сроки схватывания
Сроки схватывания гипсового вяжущего определяют с помощью прибора Вика с иглой, измеряя время от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста стандартной консистенции. Приготовленным тестом заполняют форму-кольцо, установленную на пластинке, и через каждые 30 с производят погружение в тесто иглы прибора Вика массой 300 г. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место поверхности гипсового теста.
Начало схватывания определяют промежутком времени с момента всыпания вяжущего в воду до момента, когда свободно опущенная игла при погружении в тесто впервые не дойдет до поверхности пластинки, а конец схватывания – когда игла погружается на глубину не более 1 мм. Сроки схватывания выражают количеством минут.
3.4 Марка гипсовых вяжущих по прочности
Марку определяют испытание на предел прочности трех образцов-балочек размером 40х40х160 мм, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции. Через 2 ч после начала перемешивания вяжущего с водой затвердевшие образцы испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки балочек – на сжатие. По пределу прочности на сжатие и изгибе гипсовые вяжущие делят на 12 марок: от Г-2 до Г-25. Цифры в обозначении марки показывают минимальный предел прочности при сжатии в Мпа. При этом марки Г-2...Г-7 обычно соответствуют полуводному гипсу β-модификации, а Г-10…Г-25 – α-модификации.
Заключение
Самыми распространенными воздушными вяжущими веществами является известь воздушная и гипс.
Гипсовые вяжущие вещества получают из осадочной горной породы, которая состоит из двуводного гипса, путем ее обжига при температуре 110-900°С, и помола до или после этой обработки. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и твердеть.
Гипсовые воздушные вяжущие вещества, получаемые при температуре (110-480°С), состоят, главным образом, из полуводного гипса, и характеризуются быстрым твердением; получаемые при высоких температурах (600-900°С) состоят, преимущественно, из безводного гипса, и отличаются медленным твердением.
Строительный гипс относится к низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам. Его применяют для оштукатуривания стен и потолков в зданиях при относительной влажности воздуха не более 60% из-за гигроскопичности гипса.
Актуальность будущей работы заключается в том, что энергозатраты на переработку отходов превышают затраты энергии припереработки природного гипсового камня, следовательно, перспективным направлением в решении этой проблемы является разработка и внедрение технологических процессов, позволяющих понизить эти затраты.
Библиографический список
1. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников/ Научное издание –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.-368с.
2. Баженов, Ю. М. Технология бетона / М. Ю. Баженов. - М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007.-528с.
3. Гладков, Д. И. Вяжущие вещества и применение их в строительстве / Д. И. Гладков. –Белгород:БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004.-293с.
4. Неверов, А. С. Современные строительные материалы / А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. И. Цырлин. - М.: Изд-во Вышэйшая школа, 2007.-222с.
5. Сидоров, В. И. Строительные материалы / В. И.Сидоров, Э. П. Агасян, Т. П. Никифорова. –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007.-312с.
6. Шмитько, Е.И. Химия цемента и вяжущих веществ / Е. И. Шмитько, А. В. Крылова, В. В. Шаталова –М.: Химия, КолосС, 2004.-248с;
7. Айрапетов Г.А., Безродный О.К. и др. Строительные материалы. – Ростов н/Д.: Изд-во Феникс, 2007.-623 с.