Твердение и свойства гипсовых вяжущих
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Учебные вопросы:
1. Воздушные вяжущие вещества;
2. Гидравлические вяжущие вещества
Вяжущие вещества - строительные материалы для изготовления бетонов и растворов.
Различают:
- неорганические (минеральные) вяжущие вещества (цемент, гипс, известь и др.);
- органические (битумы, дегти, пеки).
Минеральные вяжущие вещества (обычно порошкообразные) при смешивании с водой (иногда с водными растворами солей) образуют пластичную массу, приобретающую затем камневидное состояние.
Воздушные – условия твердения и эксплуатации воздушно-сухие
| Классификация минеральных вяжущих по условию твердения и эксплуатации
| Гидравлические – условия твердения и эксплуатации влажные
| Смешанные и известковые и гипсовые
| Разновидности портланцемента
|
Рисунок 1- Классификация минеральных вяжущих
Их делят на:
- гидравлические, способные твердеть и сохранять прочность на воздухе и в воде (напр., портландцемент);
- воздушные, твердеющие и сохраняющие прочность только на воздухе (гипс, известь)
Вопрос 1 ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Для вяжущих воздушноготвердения характерна сравнительно высокая растворимость как веществ, из которых состоит вяжущее, так и соединений, которые образуются в результате реакции гидратации.
Поэтому изделия из этих вяжущих при контакте с водой теряют свою прочность, а при действии проточной водой размываются – коэффициент размягчения менее 0,5.
Следовательно, их можно использовать только для изготовления изделий, эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях внутри помещения.
Гипсовые вяжущие. Сырье и условия получения
Гипсовыми вяжущими веществами принято называть тонкомолотые материалы, состоящие из полуводного гипса (СaSO4 * 0,5H2O) или ангидрита (CaSO4).
Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служат сульфатные горные породы (природный каменный материал – гипс, представляющий собой осадочную горную породу, образовавшуюся примерно 100 – 200 млн лет назад в результате испарения участков Мирового океана), преимущественно минерал - двуводный гипс (СаSO4*Н2О).
Получение гипсовых вяжущих основано на способности двуводного гипса СaSO4 * 2H2O в процессе нагревания частично или полностью отдавать кристаллизационную воду (дегидратировать):
СaSO4 * 2H2O = СaSO4 * 0,5H2O + 1,5H2O
и постепенно теряет часть химически связанной воды, а при температуре от 110 до 180°С становится полуводным гипсом. После тонкого измельчения этого продукта обжига получают гипсовое вяжущее вещество.
По условию тепловой обработки, от которой в дальнейшем зависят свойства полученных веществ, гипсовые вяжущие подразделяют на:
- низкообжиговые гипсовые вяжущие;
- высокообжиговые гипсовые вяжущие;
Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества условно разделяют на:
- строительный;
- формовочный;
- высокопрочный гипсы.
Гипс строительный получают путем «варки» сырья при температуре 140 -1600С и является продуктом обжига тонкоизмельченного двуводного гипса.
На отдельных заводах после обжига гипс подвергают вторичному помолу.
Он относится к мелкокристаллической разновидности гипсового вяжущего вещества, что увеличивает водопотребность при затворении строительного гипса водой до стандартной консистенции теста.
В отвердевшем состоянии обладает невысокой прочностью - 2...16 МПа.
Но прочность на сжатие уменьшается с увлажнением образцов.
Гипс формовочный состоит также из полугидрата сульфата кальция, отличаясь от гипса строительного большей тонкостью помола.
Гипс высокопрочный является продуктом тонкого помола полугидрата, получаемого в результате тепловой обработки в условиях, в которых вода из гипса выделяется в капельно-жидком состоянии.
Такие условия возможны в автоклаве в среде насыщенного пара при давлении 0,15 ... 0,3 МПа. Вместо автоклавов возможно использование в качестве тепловой среды водных растворов некоторых солей, например хлористого кальция.
Гипс высокообжиговый (эстрихгипс). При температурах обжига (800 ... 950°С) помимо обезвоживания гипсового сырья происходит и частичная термическая диссоциация с образованием СаО, активизирующим химическое взаимодействие вяжущего с водой и ускоряющим процессы твердения.
Начало схватывания наступает не ранее 2 ч, предел прочности при сжатии составляет 10 .,. 20 МПа, а водостойкость несколько выше, чем у гипсовых вяжущих и ангидритового цемента.
Его применяют для изготовления декоративных и отделочных материалов, например искусственного «мрамора», штукатурных растворов, устройства бесшовных полов и подготовки под линолеум.
Отличительной особенностью гипсовых вяжущих веществ является их низкий срок схватывания, что вызывает определенное неудобство при производстве строительных работ.
По срокам схватывания они разделяются на:
- быстротвердеющие;
- нормальнотвердеющие;
- медленнотвердеющие.
Для продления сроков схватывания в гипсовое тесто нередко вводят добавки-замедлители, например кератиновый клей, сульфитно-дрожжевую бражку и др. Они адсорбируются частицами гипса, что затрудняет их растворение и начало схватывания.
Твердение и свойства гипсовых вяжущих
Как и любые вяжущие вещества, гипсовые вяжущие при смешивании с водой образуют пластичное тесто, превращающееся со временем в камневидное тело.
В процессе твердения гипсовых вяжущих можно выделить три этапа:
1) подготовительный - образование раствора, насыщенного по отношению к продуктам гидратации;
2) период коллоидации (схватывание) - переход новообразований в раствор в гелеобразном виде, минуя растворение;
3) период кристаллизации (твердение) - перекристаллизация коллоидных частиц в большие кристаллы и образование сростка.
При твердении строительного гипса происходит химическая реакция присоединения воды и образования двуводного сульфата кальция CaSO4*0,5H2O + 1,5Н20 = CaS04*2H20.
Схватывание (загустевание) гипсового теста начинается с образования рыхлой пространственной коагуляцнонной структуры, в которой кристаллики двугидрада связаны слабыми ван-дер-ваальсовыми силами молекулярного сцепления.
После схватывания происходит твердение, обусловленное ростом кристаллов новой фазы, их срастанием и образованием кристаллизационной структуры.
Свежеизготовленные гипсовые изделия сушат (при 60—70°С), что повышает прочность контактов срастания кристаллов и самих изделий вследствие удаления пленочной воды.
Основными характеристиками гипсовых вяжущих служат:
- сроки схватывания,
- тонкость помола,
- прочность при сжатии и растяжении,
- водопотребность и др.
Тонкость помолахарактеризуется массой гипсового вяжущего (% пробы, взятой для просеивания, но не менее 50 г), оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм. Установлены три степени помола, обозначаемые соответственно I, II, III: I (грубый помол) -остаток на сите не более 30 %; II (средний помол)- остаток на сите не более 15%; III (тонкий помол)— остаток на сите не более 2 %.
Водопотребностьгипсового вяжущего определяется количеством воды, % массы вяжущего, необходимым для получения гипсового теста стандартной консистенции (диаметр расплыва 180±5 мм).
По срокам схватывания ГОСТ 125-79 предусматривает выпуск следующих вяжущих;
быстротвердеющего (индекс А) - с началом схватывания не ранее 2 мин, конец - не позднее 15 мин;
нормально твердеющего(индекс Б) - с началом схватывания не ранее 6 мин, конец - не позднее 30 мин;
медленнотвердеющего (индекс В) - с началом схватывания не ранее 20 мин (конец схватывания не нормируется) .
В зависимости от степени помола различают вяжущие:
- грубого;
- среднего;
- тонкого помола с максимальным остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм не более соответственно 23% 14% и 2%, обозначаемые индексами I, II и III.
Марку гипсовых вяжущих (от Г-2 до Г-25) характеризуют по прочности при сжатии образцов- балочек 40x40x160 мм в возрасте 2 ч после затворения водой. Минимальный предел прочности при сжатии соответствующих марок меняется в пределах 2-25 МПа, а при изгибе- 1,2-8,0 МПа.
Чтобы получить гипсовое удобоукладываемое тесто, необходимо взять 60-80% воды от массы вяжущего, а на химическую реакцию гидратации требуется лишь 18,6% воды. Избыток ее остается в порах, затем испаряется, поэтому получившийся в результате твердения полуводного гипса гипсовый камень обладает высокой пористостью, достигающей 40-60% и более. Чем больше воды затворения, тем выше пористость камня, а прочность его соответственно меньше. Прочность гипсовых образцов, высушенных при температурах до 330 К, в 2-2,5 раза выше прочности влажных образцов после 1,5 ч твердения.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|