Гипсовые вяжущие вещества

Сырьем для их производства является природный гипс, основной ком­понент которого кристаллический дигидрат сульфата кальция CaSО₄ • 2Н₂О.

Строительный гипс

Строительный гипс (полуводный гипс, или алебастр) - CaSО₄∙ 0,5H₂O, получают нагреванием природного гипса при 120 - 170°. При этом проис­ходит частичное обезвоживание с образованием, так называемого, бета-полугидрата:

CaSО₄∙ 2H₂О = CaSO₄∙0,5H₂O + l,5H₂O↑

Запись формулы полугидрата в виде CaSO₄∙0,5H₂O означает, что на каждые две молекулы CaSО₄ в кристаллической решетке строительного гипса приходится одна молекула воды.

При твердении полугидрат присоединяет полторы молекулы воды, снова превращаясь в дигидрат:

CaSO₄∙0,5H₂O + 1,5Н₂О = CaSО₄∙2H₂О

Высокопрочный гипс

Основой высокопрочного (медицинского) гипса - CaSО₄ • 0,5Н₂О явля­ется альфа-полугидрат, получаемый нагреванием природного гипса при 105 - 130° при повышенном давлении в автоклаве. Происходящая при этом реакция:

CaSО₄∙2H₂О = CaSO₄∙0,5H₂O + 1,5Н₂О

отличается от реакции получения строительного гипса только тем, что от­щепляющаяся вода удаляется не в виде пара, а в жидкой форме. В резуль­тате кристаллы полугидрата получаются крупными и плотными, и удельная поверхность альфа-полугидрата в 2,5 - 5 раз ниже, чем удельная поверх­ность бета-полугидрата.

Реакция твердения высокопрочного гипса, так же, как и строительно­го, протекает по уравнению

CaSО₄ • 0,5Н₂О + 1,5Н₂О = CaSО₄ ∙ 2Н₂О

Скорость твердения альфа-полугидрата меньше, чем у бета-полугидрата, и продукт твердения - гипсовый камень - является в 1,5-2 раза более плотным и прочным, чем продукт твердения строительного гипса.

Ангидрит

Ангидритовые вяжущие вещества (ангидритовый цемент) состоят в основном, из безводного сульфата кальция - CaSО₄ (продукта обжига при­родного гипса).

Обжиг природного гипса для получения ангидрита проводят при 600 -800°:

CaSО₄ • 2Н₂О = CaSО₄ + 2H₂O↑

При твердении ангидрита, как и в случае строительного гипса, проис­ходит реакция гидратации, обратная реакции получения:

CaSО₄ + 2Н₂О = CaSО₄ • 2Н₂О

Гидратация происходит чрезвычайно медленно. Для ускорения тверде­ния вводят добавки гашеной или негашеной извести в количестве 5 - 10% (такая смесь называется ангидритовым цементом).

Эстрих-гипс

Эстрих-гипс, или высокообжиговый гипс - CaSО₄ ∙ СаО, получают пу­тем обжига природного гипса при температуре 800 - 1000° в присутствии небольшого количества угля или кокса.

При этом наряду с реакцией полного обезвоживания дигидрата:

CaSО₄ • 2Н₂О = CaSО₄ + 2H₂O↑,

происходит частичное разложение сульфата:

CaSО₄ + С = СаО + SО₂ + CO↑

Образующийся продукт состоит в основном из CaS0₄ с добавкой 2 - 10% СаО и близок к составу ангидритового цемента.

Реакции, происходящие при твердении эстрих-гипса, описываются уравнениями:

CaSО₄ + 2Н₂О = CaSО₄ • 2Н₂О

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

Эстрих-гипс схватывается и твердеет медленно, почти без увеличения объема и с образованием прочного камня. Кроме того, по завершении реак­ции карбонизации Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃ + Н₂Опродукт твердения приобретает существенную водостойкость, и поэтому эстрих-гипс часто называют гидравлическим гипсом.

Поиск по сайту: