Содержание
Свойства строительного гипса, характеристики и применение
Строительный гипс – это природный минерал из класса сульфатов. Его химической формула CaSO4·2H2O (гидрат сульфата кальция). Так как в молекуле вещества содержится 2 атома воды, его также называют диаквасульфат кальция.
Мелкокристаллическая структура с большим количеством пор является и положительным качеством (дает легкость и устойчивость к высоким температурам), и отрицательным (не обеспечивает прочность и влагостойкость).
Оптимальная пористость изделия после отвердевания составляет 40-60%. Если она выше, изделие становится менее прочным и легко разламывается. Пористость зависит от количества воды, использованного при замешивании раствора.
Удельный вес материала – 2,6-2,75 г/см³. Плотность в рыхлом состоянии – 800-1100 г/м³, при уплотнении может достигать 1450 кг/м³.
Что представляет собой строительный гипс внешне?
Это порошок довольно мелкого помола, обычно белый или сероватый, иногда с желтым или розовым оттенком. Запах очень слабый, усиливается при добавлении воды.
Жидкий раствор (тесто) представляет собой серую массу со специфическим запахом. После высыхания приобретает белый или светло-серый цвет, поверхность готового изделия гладкая на ощупь.
Гипсовый раствор
Описание строительного материала
Гипс вырабатывают из гипсового камня. Для получения гипсового порошка камень обжигают во вращающихся печах и затем перемалывают до образования порошка. Более всего гипс распространен в строительстве.
Стены, оштукатуренные гипсовым раствором, способны поглощать излишнюю влагу и отдают ее при чересчур сухом воздухе.
Формула гипса
Название гипс произошло от греческого слова gipsos. Это материал относится к классу сульфатов. Его химическая формула СаSO4?2H2O.
Имеется две разновидности гипса:
- Волокнистый — селенит;
- Зернистый – алебастр.
Фото разновидностей гипса
Селенит
Алебастр
Марки
В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см. После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.
В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:
- Низкообжиговые – к ним относятся строительный, формовочный и высокопрочный.
- Высокообжиговые – созданные при высоких (до 1000°C) температурах эстрихгипс и ангидритовый цемент.
Характеристики гипса Г5
Эта марка строительного гипса имеет предел прочности при сжатии, равный 5. При изгибе этот параметр составляет 2,5. С помощью этого состава можно ремонтировать поверхности, заделывать трещины, углубления, выбоины и монтировать электроустановочные изделия. Гипс позволяет крепить маяки и профили при штукатурных работах.
Еще одной областью использования такого гипса является изготовление сухих строительных смесей при облицовочных работах. Степень помола составляет 14% при просеивании через сито с ячейками с размером 0,2 мм. Предел прочности образцов при сжатии составляет 5 МПа. Сроки схватывания варьируются от 6 до 30 минут. Рассматривая характеристики гипса марки Г 5, вы должны обратить внимание на предел прочности при изгибе, который составляет 25 кг/см2.
Технология производства
Месторождения природного гипса бывают осадочными, остаточными или метасоматическими (по типу формирования). В России крупные месторождения в основном осадочные. При разработке большинства залежей добыча ведется карьерным способом, но из-за природных условий на некоторых месторождениях приходится применять камерно-столбовой метод.
Добытое сырье доставляется на завод по переработке. Там оно измельчается сначала на шнековой дробилке, а затем на молотковой мельнице. После этого полученный порошок сушится и подвергается термической обработке – обжигу в специальных варочных котлах. Это самая распространенная технология производства строительного гипса, но есть и другие. Например, обжиг может проводиться во вращающихся печах или в мельницах совмещенного помола и обжига.
Чаще всего обжиг проходит при температуре 150-180°C. Сушка происходит двумя способами:
- В отрытой печи – вода выходит в виде пара. Полученный в результате β-гипс по структуре волокнистый с рыхлой кристаллической решеткой. Он довольно пористый, причем поры находятся и между волокнами, и внутри кристаллов. Его обычно используют в строительстве в качестве формовочного или вяжущего сырья.
- В автоклаве – вода выводится капельным методом. При обработке с высоким давлением влага начинает выделяться уже при малых (от 60°C) температурах. В результате получается менее пористый и более прочный алебастр, который можно измельчить в тончайший порошок. Также автоклавный метод дегидрации позволяет уменьшить количество примесей и получить очень чистый результат. Он заметно дороже, поэтому его используют в основном в медицине, например, для стоматологических слепков, и искусстве – скульптуры и декор из него выглядят аккуратно и получаются более прочными.
После обезвоживания химическая формула выглядит как CaSO4·0,5H2O. Полученный полуводный гипс измельчают в мелкий порошок и фасуют в бумажные или полиэтиленовые мешки.
Отличие гипса от алебастра
Алебастр — это материал, образующийся при прокаливании строительного связующего (гипса) при температуре 150–170°С. В процессе влага испаряется, а сырьё каменеет. После фрагменты разного размера перетирают в мелкодисперсный порошок — гипсовый алебастр, цвет которого варьируется от белого до серого.
Строительный гипс — измельчённый на производстве природный минерал — гидрат сульфата кальция (формула CaSO4·2H2O). Его сначала обезвоживают в аппаратах, поддерживающих температуру 95–100°С. В результате получают порошкообразный вяжущий продукт (CaSO4·0,5H2O).
Гипс — это большая группа материалов, отличающихся составом, которые применяются не только в строительной отрасли, но и в сфере медицины, искусства. Алебастр — это один из материалов гипсовой группы со схожими свойствами, имеющий узкую специфику применения в виде строительной смеси для отделочных работ и изготовления декоративных изделий.
Для простоты восприятия можно сказать, что гипс — это широкое понятие, а алебастр — узкое.
Алебастр – другой материал или тот же?
Из-за возникающей временами путаницы нужно знать, чем строительный гипс отличается от алебастра. Недавно даже по ГОСТу они считались одним материалом, но сейчас принято их различать.
Во-первых, алебастром называют карбонат кальция
(кальцит).
Это довольно твердый минерал, который при этом хорошо поддается обработке. Именно из него мастера Древнего Египта и Греции создавали свои алебастрово-белые творения – скульптуры и сосуды, а средневековые строители использовали тонкие пластины алебастра вместо оконных стекол. В качестве отделочного и поделочного камня используется алебастр-оникс – разновидность природного алебастра с красивым мраморным рисунком. Сейчас его добывают в Северной Африке, Мексике и США.
Второе вещество, называемое алебастром – гипсовый алебастр
, он же диаквасульфат кальция, то есть двухводный β-гипс. Его используют в строительстве как самостоятельный материал, вяжущую добавку и как сырье для производства строительных плит и блоков. Основное отличие алебастра от строительного гипса – ограниченная сфера употребления. Он не подходит для медицинских работ и производства формовочных изделий.
Фасованные мешки алебастра и гипса
Правильное хранение
За счет пористой структуры минерал легко впитывает влагу, поэтому существует ряд требований к его упаковке и хранению. Раньше основной упаковкой были бумажные мешки. Сейчас все чаще встречаются прочные мешки из полиэтилена, которые можно герметично закрыть, чтобы исключить попадание в порошок влаги. Но даже плотно упакованный порошок рекомендуется хранить в сухом вентилируемом помещении и избегать контакта мешков с землей.
Хранение строительного гипса
Даже правильно хранившийся порошок со временем слеживается и утрачивает свои свойства, но истечение срока годности не означает, что его нельзя использовать. Из-за такой неопределенности опытные мастера перед применением строительного гипса проводят его проверку. Для этого 100 г порошка разводят водой до густоты сметаны и наносят на гладкую поверхность с низкой адгезивностью, лучше всего металлическую или стеклянную. Если период затвердевания соответствует норме, смесь можно использовать без опасений.
Подготовка к нанесению или формовке
Смешиваясь с водой, полуводный гипс снова становится двухводным. Возникает вопрос: а зачем тогда нужны сушка и измельчение, если в итоге все возвращается к началу? Дело в том, что после обработки мелкокристаллическая структура материала становится более равномерной, уменьшается его пористость. Изделия из такого сырья крепче и долговечней, чем произведенные из необработанного.
Для получения рабочего раствора (теста) порошок аккуратно, небольшими порциями, засыпают в воду, непрерывно размешивая. Пропорции рассчитываются, исходя из чистоты сырья, тонкости помола, температуры воды. Нередко информацию о рекомендуемых пропорциях можно найти на упаковке, но как разводить строительный гипс, если такой информации нет?
В таких случаях действует усредненная формула: нужно взять 1 часть сухой смеси и 1 или 1,25 часть воды. В результате получится умеренно густое тесто, подходящее для большинства работ. Чем меньше воды, тем плотнее и прочнее получится изделие. Количество жидкости уменьшают с помощью специальных добавок: это может быть известь с глюкозой или мелассой, сульфитно-спиртовая барда и др.
Разведение строительного гипса
Разведение строительного гипса
Готовую смесь используют сразу после приготовления. Повторное перемешивание начавшей схватываться смеси не сделает ее пригодной для работы – наоборот, это ухудшит ее свойства и после застывания поверхность изделия или оштукатуренной стены быстро начнет трескаться и разрушаться. Попытки «обновить» готовую смесь добавлением воды или новой порции порошка приведет к таким же результатам.
Производство гипса
Гипс — это белый или серый минерал, найденный в земной коре. Он химически известен как водный сульфат кальция (CaSO4.2H2O), который получают путем добычи из обширных артерий руды, расположенной на разных уровнях глубины. Давление под землей, наличие примесей в виде других минералов, влияют на качество вещества, начиная от цвета и заканчивая его плотностью.
Гипсовый камень, который называют алебастром, хорошо подходит для создания различных фигур и декоративных украшений в интерьер. Этот камень полупрозрачен по своей природе. Он состоит приблизительно из 30 % ограниченной воды в естественном состоянии. Эту воду вынимают из кристалла путем непрерывного нагревания до получения из него белого порошка.
Породы и залежи будущего гипса добываются и поверхностным способом. Для этого используются драги, способные перерабатывать и просеивать поступающий концентрат из карьеров. В результате промывки более тяжелые частицы оседают на дне сита.
Добыча, из чего делают гипс
Некоторые месторождения гипсовой руды содержат около 80 % гипса, что отлично подходит для производства различных материалов. Сырая гипсовая руда может быть переработана в различные продукты, такие как добавка к портландцементу, почвенный кондиционер, промышленные и строительные штукатурки и гипсокартон.
Гипсовая руда, добываемая в карьерах и подземных рудниках, измельчается и складируется рядом с заводом. По мере необходимости складированная руда дополнительно измельчается и просеивается до примерно 50 миллиметров в диаметре. Если содержание влаги в добытой руде превышает 0,5 %, руду необходимо высушить в роторной сушилке или в роликовой мельнице с подогревом. Массу, высушенную в роторной сушилке, направляют на валковую мельницу, где ее измельчают до такой степени, что 90 % ее плотности составляет менее 149 микрометров (мкм).
Измельченный гипс выходит из мельницы в потоке газа и облака пыли и фасуется для дальнейшей обработки. Руду иногда сушат в вальцовой мельнице путем нагревания газового потока, так что сушка и измельчение выполняются одновременно, и ротационная сушилка не требуется. Тонкоизмельченная гипсовая руда известна как земляная штукатурка, которая может использоваться в качестве почвенного кондиционера.
Состав
Гипс состоит из сульфата кальция, кристаллизованного с разной степенью гидратации. В большинстве случаев материал относится к сульфату кальция в форме дигидрата, а другие формы могут отличаться друг от друга дополнительными названиями, например, полугидрат, кальцинированный гипс. Основными преимуществами гипсового пигмента являются яркость, объемность и вязкость.
Состав надежно фиксируется и принимает любые формы. При этом его плотность позволяет создавать физическую нагрузку на него. После высыхания его плотность практически не уступает глине по своему составу.
Гипс сам по себе является нейтральной солью, которая, в отличие от карбоната, не буферизует рН циркуляционной воды. Когда речь идет о растворимости, не имеет значения, используется ли гипсовый пигмент в кислотном или нейтральном процессе изготовления.
Отстойник
Гипсоотстойник применяется для отделения при фильтрации каждого компонента из состава, входящего в минерал. При применении необходимо активно промывать все составляющие для полного отделения. Чаще всего этот тип инструмента применяется для отделения гипса и песка при открытом способе добычи.
Микрочастицы находятся в жидкости, которую необходимо постоянно удалять. При промывке тяжелые частицы оседают на дне отстойника, и после просушки поступают на дальнейшую обработку.
Сроки схватывания
Строительный гипс относится к быстросхватывающимся вяжущим. В зависимости от марки, помола, количества воды для затвора, наличия примесей и добавок сроки схватывания могут изменяться.
По срокам схватывания он разделен на группы:
- А – 2 минуты до начала, 15 минут до конца схватывания. Этот вид называют быстросхватывающимся.
- Б (марки с Г-2 по Г-7) – процесс начинается через 6 минут и заканчивается через 30. Это нормальносхватывающееся вяжущее – подходит для большинства строительных и отделочных работ.
- В – начало схватывания через 20 минут. Сроки окончания не нормируются, поэтому определить, сколько застывает строительный гипс медленносхватывающегося типа, можно только после проверки конкретной партии.
Изменение сроков схватывания
Обычно для затвора теста используют холодную воду. Теплая (40-45°C) вода ускоряет процесс схватывания, а использование горячей (90-100°C) воды останавливает его – при высоких температурах не происходит растворения полугидрата.
При выполнении некоторых работ требуется раствор с увеличенным или уменьшенным сроком схватывания. В таких случаях используют различные добавки. Их условно разделяют на 4 класса:
- Изменяющие растворимость без вступления в химическую реакцию. К таким относятся аммиак и этиловый спирт, замедляющие отвердевание. Некоторые из них, например, хлорид натрия, при изменении концентрации могут ускорить процесс.
- Образующие труднорастворимые соединения в виде своего рода защитной пленки на поверхности вещества и тормозящие переход полугидрата в дигидрат. Для гипса это борная кислота, фосфат натрия, бура.
- Центры кристаллизации, ускоряющие отвердевание. Например, фосфат СаНРО4 * 2Н2О – садоводам он известен как удобрение преципитат.
- Поверхностно-активные добавки, пластификаторы. В процессе адсорбции делают тесто более подвижным и уменьшают количество воды, нужной для затвора. Это известково-клеевой замедлитель, сульфитно-дрожжевая бражка, кератиновый замедлитель.
Скорость отвердевания можно замедлить и добавлением примесей-наполнителей. Это могут быть песок, опилки, шлак, другие мелкофракционные вещества.
Свойства строительного гипса
Обычный гипсовый блок, используемый для строительных целей, представляет собой высокопористую массу, объем воздушных каналов может достигать 50-55%. Плотность камня из строительного гипса составляет 2,6-2,75г/см3, для насыпной массы 900-1000 кг/м3 в прессованном, но неотвержденном состоянии, строительная смесь может уплотняться до 1400 кг/м3.
Сухой твердый гипсокамень легко выдерживает нагрев до 450-500оС, через 100-120 мин после начала теплового воздействия поверхность начинает отслаиваться до постепенного разрушения. Теплопроводность гипсоблока составляет 0.259 ккал/м град/час при комнатной температуре.
Степень помола
Полученный в процессе обработки перегретым паром под давлением 1,5-2,5Ат строительный гипс сырец условно разделяют на три сорта
- Первый сорт материала соответствует фракции, оставляющей на сите с плотностью отверстий 918 ед. на см2 не более 15% начального объема. Это наиболее активная и прочная фракция строительного гипса;
- Ко второму сорту относят более вязкие массы с остаточной влагой не более 0.1% массы, после прохождения ситового теста на сетке должно оставаться не более 25%;
- Третий сорт, строительный гипс особо тонкого помола, оставляет на сите не более 2% массы.
Понятно, что чем мельче зерно кальциевого ангидрида, тем быстрее происходит водопоглощение и больше гидравлических связей образуется между отдельными зернами строительного гипса, тем прочнее и тверже поучается гипсовый камень.
Прочность на сжатие и изгиб
Предел прочности для строительного гипса первой категории определяется, как 55 кг/см2. Вторая категория после завершения процесса затвердевания должна выдерживать статическую нагрузку на уровне 40 кг/см2. Примерно через четыре часа затвердевший строительный камень после подсушивания должен выдерживать до 200 кг/см2.
Прочность на изгиб для высушенного камня составляет 30% от статического сжатия для не армированного материала и 65% для армированной массы. Увеличение влажности камня всего на15% может снизить прочность на 40-60%.
Нормальная густота, отношение
Количество воды, требуемое для образования внутренних связей между зернами, зависит от химического состава. Для α-гипса на основе полугидрата требуется 35-38% воды от веса строительного гипсокамня, для более слабого вязкого β-полугидрата, из которого производится основная часть строительного гипсоматериала, необходимо 50-60% водного растворителя.
Густота гипсовой смеси на первых минутах соответствует обойному клею, через 10 мин. это уже густая сметана, и еще через 5 мин. – вязкая, крошащаяся масса. Введением добавок на основе СЖК, квасцовых гелей или даже извести густоту можно стабилизировать, а общее водопотребление строительного материала снизить на 10%.
Армирование гипсовых плит и блоков
Несмотря на внутреннюю однородность застывшей гипсовой массы, прочность блоков и плит на изгиб считается недостаточной. Особенно сложно работать с тонкими плитами и листами. Зачастую падение строительной гипсовой облицовки со стены на пол означает разрушение и накол материала. Строительные гипсовые блоки армируются полиэфирным рубленым волокном, тонколистовые панели укрепляются введением стекловолокна и распушенной целлюлозы.
Сроки высыхания
Отвердевание гипса происходит с выделением тепла, то есть это экзотермическая реакция. Это способствует тому, что за время высыхания он немного (до 1%) увеличивается в объеме. Это отличает его от других вяжущих, в том числе цемента, которые при отвердевании дают усадку.
Первая стадия отвердевания – схватывание. Полужидкая масса густеет, теряя пластичность, и становится более плотной. На второй стадии раствор становится твердым, но сохраняет рыхлую структуру. На третьей, финальной, стадии вместе с испаряющейся водой уходит рыхлость и материал окончательно твердеет, становясь прочным.
Сколько строительный гипс сохнет до полного отвердевания, зависит от марки, количества взятой для затвора воды и наличия добавок. В основном он набирает прочность через 20-30 минут после нанесения или отливки, а окончательное высыхание происходит через 2 часа.
Технические характеристики
Если вы хотите использовать гипс, марки и их характеристики вас должны заинтересовать. Всего их 12. У всех гипсовых смесей характеристики обладают большим сходством. Среди основных особенностей строительного гипса следует выделить плотность, которая варьируется от 2,60 до 2,76 г/см2. Материал обладает плотной мелкозернистой структурой. В рыхлонасыпном виде плотность изменяется от 850 до 1150 кг/м2.
Если материал представлен в уплотненном виде, то этот параметр варьируется от 1245 до 1455 кг/м2. Довольно важной особенностью является время высыхания. Среди основных преимуществ следует выделить быстрое затвердевание и схватываемость. На 4-ой минуте после замешивания гипс начинает твердеть, спустя 30 минут он застывает полностью. Готовый раствор в связи с этим необходимо немедленно расходовать.
Изменение прочности
Подготовленный для формовки, отделочных или строительных работ гипс может содержать примеси – песок, опилки, торф, костра – из-за чего он становится менее прочным. Особенно сильно прочность снижают органические наполнители. Но таким образом повышается адгезивность, то есть улучшается сцепляется с другими поверхностями.
Повысить прочность готового изделия можно с помощью других добавок. Это может быть негашеная известь, действующая как катализар ангидрита, или сульфитно-дрожжевая бражка, изменяющая процесс кристаллизации.
Достоинства
При выборе стройматериалов всего решающими факторами становятся его цена, простота в работе и быстрое отвердевание. Но стоит учитывать и другие, не менее важные характеристики строительного гипса:
- Экологичность
. Полностью натуральный материал, гипоаллергенный, не содержит вредных веществ. Помогает поддерживать в помещении благоприятный микроклимат. - Долговечность.
Постройки из него выдерживают не менее 15-20 циклов замораживания-оттаивания. В условиях сухого климата без резких перепадов температуры строения и изделия сохраняются особенно хорошо. - Пожарная безопасность.
Сам по себе минерал не горюч, способен выдерживать длительное воздействие температуры в 600-700°C, а выделение влаги при воздействии высоких температур замедляет распространение огня. - Низкая теплопроводность.
Может использоваться для утепления помещений. - Легкость.
При высокой прочности у него низкая плотность, всего 1200-1500 кг/м³. Благодаря этому он вдвое легче цемента. - Доступность.
Среди вяжущих гипс – самый доступный. Его легко добыть, а при обработке он не требует сложных или энергоемких технологий.
О температуре плавления и насыпном весе
Для замедления схватывания в гипс добавляется водорастворимый животный клей. Важно упомянуть еще и удельный вес, который представляет собой отношение массы к занимаемому им объему. Объемный и насыпной вес примерно одинаковы. Довольно часто потребители интересуются еще и тем, какую температуру претерпевает гипс. Эта характеристика еще называется температурой плавления. Нагревание может происходить до 700 ˚С без разрушения. Огнестойкость довольно высокая. Разрушение происходит лишь через 8 часов после воздействия высокой температуры.
Если вы хотите приобрести описываемый материал, то вас должны заинтересовать марки гипса по прочности. Например, строительный материал при сжатии обладает параметром прочности от 4 до 6 МПа. Если перед вами высокопрочный гипс, то этот параметр у него варьируется от 15 до 40 МПа. У высушенных образцов прочность может быть в три раза выше. Материал соответствует еще и государственным стандартам 125-79 (СТ СЭВ 826-77).
Недостатки
Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:
- Гигроскопичность. Из-за пористой структуры минеральное сырье впитывает большое количество воды. Это свойство ограничивает применение строительного гипса во влажной среде.
- Низкая влагостойкость. В результате намокания высока вероятность деформации изделия или постройки.
- Коррозия металлической арматуры, проложенной внутри строительных блоков. Поэтому для армирования построек лучше использовать натуральные волокнистые материалы – дерево, камыш и пр.
- Низкая прочность. Побочный эффект пористой структуры. Гипсовое покрытие легко поцарапать, причем иногда для этого даже не нужны инструменты.
Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.
Варианты применения
Гипс используется в строительстве самостоятельно и в качестве добавки к цементным смесям для повышения вязкости и лучшего сцепления с поверхностью. Также он нужен для изготовления строительных материалов. В их числе:
- Гипсокартон – состоит из двух слоев картона, между которыми находится сердечник из гипса с наполнителями. Широко используется для создания межкомнатных перегородок, арок, декоративных потолков.
- Гипсоволоконные плиты – монолитные листы с добавлением волокон целлюлозы. От предыдущего материала отличаются повышенной прочностью и возможностью использовать во влажных помещениях (для этого подойдет влагостойкая разновидность).
- Гипсостружечные плиты – относительно новый материал, пока не получивший особого распространения на российском рынке. Состоят на 80% из CaSO4·2H2O и на 15% из древесной стружки. При изготовлении не используются отходы деревообрабатывающих производств – только особым образом измельченная окоренная древесина. Такие плиты подходят для внутренних отделочных работ. К перегородкам из них можно смело крепить мебель, так как по прочности они превосходят остальные варианты.
- Пазогребневые плиты – используются для возведения межкомнатных перегородок и облицовки. Их производят из разных материалов, но разновидность на основе дигидрата сульфата кальция особенно удачна. Она достаточно прочная, с малым весом и высоким уровнем звукоизоляции, безопасная – хороший ответ на вопрос, для чего нужен строительный гипс в составе. Выпускаются влагостойкие виды.
- Штукатурки – пластичные, легкие в работе, высокоадгезивные и не дающие усадки. Экономно расходуются, позволяют получить ровную, гладкую поверхность. Улучшают звуко- и теплоизоляцию помещения.
Применение строительного гипса в качестве штукатурки
Изделия из гипса
Также распространено его применение в областях, далеких от строительства. К примеру, это удачное сырье для изоляционных материалов в нефтяной отрасли.
Где применяют строительный гипс?
В строительстве дигидрат кальция используют как самостоятельно, в виде порошка, так и для изготовления различных материалов, к примеру:
- Гипсокартонных, гипсоволоконных, пазогребневых и гипсостружечных плит, которые применяются для создания арок, внутренних перегородок и потолков с декором. В зависимости от вида и назначения, эти листы часто обработаны специальными составами, что позволяет устанавливать их в условиях повышенной влажности. Они прочные, безопасные и хорошо изолируют помещения от внешних шумов и звуков, а также выдерживают большие нагрузки;
- Штукатурок и шпаклевок. Гипс придает таким материалам пластичность, способствует более экономному расходу, дает возможность создать идеальную поверхность и отшлифовать ее при необходимости.
- Разнообразных декораций. Лепнина из гипса может иметь стандартные или необычные формы, легко окрашивается и крепится с помощью недорогих клеевых смесей.
Вне строительства гипсовый порошок тоже используется, к примеру, в нефтедобывающей промышленности. Из него производят материалы для консервации и изоляции нефтяных скважин.
Гипс как сырье
Легкий и экономичный в работе гипс применяется человечеством веками. Сегодня гипс – это один из самых распространённых строительных материалов. Он используется для декоративной отделки стен и потолков в современном дизайне интерьера, для производства гипсокартона, штукатурок, наливных полов, клеев и т.д.
Свое название гипс получил от греческого «γύψος» (gypsos). Именно греки одни из первых стали применять гипс в строительстве.
В Древнем Египте гипс использовался как раствор или штукатурка, а алебастр или селенит (разновидности гипса) — для изготовления статуэток, ваз, предметов интерьера и прозрачных пластин, которые устанавливались вместо оконного стекла. Римляне обнаружили, что при сильном нагреве гипса выделяется влага и получается идеальная штукатурка.
ФОРМУЛА И СТРУКТУРА ГИПСА
Гипс — это сульфат кальция (CaSO4), который может присутствовать в разных модификациях с кристаллической водой (Н2О):
Химический состав чистого гипса:
Химическая формула для гипсового вяжущего такая же, как и для натурального гипса — CaSO4*2 Н2О. Поэтому, как и натуральный гипс, строительный гипс является биологически качественным, абсолютно безопасным строительным материалом.
Гипс кристаллизуется в моноклинной сингонии. Поэтому кристаллы имеют пластинчатый, а иногда столбчатый или игольчатый (волокнистый) облик.
Мы видим на рисунке, что связанные между собой ионы Са 2+ и две анионные группы SO4 2- формируют двойные слои, окруженные молекулами моды. Таким образом ионы Са окружены двумя молекулами воды и шестью ионами кислорода группы SO4, и образуется спайность по плоскости симметрии, располагаясь как пластинки или столбики в блестящие каскады.
СВОЙСТВА ГИПСА
Согласно генетической классификации горных пород гипс относится к породам осадочного происхождения. Действительно, гипс образовался путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.
Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. В природе встречаются также чешуйчатые породы гипса, самый знаменитый и ценный представитель которых «роза пустыни», стоимость некоторых экземпляров этого камня может достигать на аукционах сотни Евро.
Выдающиеся свойства и особенности гипса делают его важным минеральным строительным материалом, незаменимым для строительства современных зданий и сооружений.
По цвету кристаллы гипса различают от бесцветных и белых, до красноватых, желтоватых, бурых, голубых и серых тонов. Оттенок гипса зависит от примесей и включений, которые в небольшом количестве распределенные в гипсе не ухудшают свойства породы.
Гипсовые кристаллы при изломе характеризуются занозистым эффектом, а сама порода имеет стеклянный блеск.
Плотность гипса — 2300 кг/м 3 .
Твердость по минералогической шкале Мооса — 1,5 — 2. Согласно данной шкале тальк имеет твердость — 1, алмаз — 10.
Горная порода гипс
Горная порода гипс относится к породам осадочного происхождения. Образуется путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.
Селенит
Селени́т — морфологическая разновидность минерала гипс, отличается характерным параллельно-волокнистым строением агрегатов. В англоязычных источниках термин «селенит» (Selenite) принято использовать для обозначения всех прозрачных кристаллов и агрегатов гипса.
Алебастр
Алеба́стр (от греч. ἀλάβαστρος) — название двух различных минералов: гипса (диаквасульфата кальция) и кальцита (карбонат кальция). Первый — алебастр (алавастор), которым мы пользуемся в наши дни; второе — по большей части название материала в античности.
Гипсовый минерал «Роза пустыни»
«Роза пустыни» — нарицательное название разновидности минерала гипса, имеющего характерные сростки кристаллов гипса с примесями песка (розеток), внешне напоминающие цветок розы.
ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА
Помимо химически связанной (кристаллизационной) воды, гипс имеет и химически связанную (гигроскопическую) влагу, которая собирается на поверхности и в порах гипсового камня. Это же свойство сохраняется и в строительном гипсе, и в изделиях на его основе.
Как видно в разделе выше, в составе гипса содержится почти 21% воды. Поэтому материалы на основе гипса отличаются повышенными характеристиками в области огнезащиты и пожарной безопасности. Например, при нагревании гипсокартонного листа, толщиной 12 мм с 1 м 2 поверхности испаряется 2,5 л кристаллизационной воды. Для подогрева и испарения этого количества воды нужно более 7 000 КДж теплоты. Пока вся вода не испарится, температура изделия не превысит 100-110°C!
Что такое гипс, его свойства и применение
Если вы задались вопросом о том, что такое гипс, то должны знать, что он представляет собой минерал, относящийся к классу сульфатов. Известны две разновидности этого материала, одна из которых называется волокнистой, а другая — зернистой. Последняя является алебастром.
Общая информация
- красноватым;
- серым;
- белым;
- бурым;
- желтоватым.
Волокнистые разновидности дают занозистый излом. Плотность материала составляет 2,3 г/см 3 . Формула гипса выглядит следующим образом: CaSO4·2H2O. По текстуре материал массивный.
Свойства и разновидности
Когда вы будете изучать вопрос о том, что такое гипс, то узнаете, что при нагревании материал переходит в CaSO4•1/2•H2O. Предел по температуре составляет 107 °C. При смачивании водой затвердевает и схватывается, а в соляной кислоте растворяется.
На сегодняшний день известны 3 разновидности, среди них:
- селенит;
- «марьино стекло»;
- алебастр.
Первый является параллельно игольчатым и обладает шелковистым блеском. Прозрачный толстолистовой – это «марьино стекло». Окрашенным мелкозернистым может быть алебастр.
Применение
- чернильницы;
- столешницы;
- вазы.
Если вас заинтересовал вопрос о том, что такое гипс, то вы должны знать: материал используется и в сыром виде в качестве удобрения, а также для получения глазури, эмали и краски в промышленности и целлюлозно-бумажной отрасли.
Обожженный материал используется для слепков и отливок. Это могут быть карнизы и барельефы. В медицине и строительстве материал выступает в качестве вяжущего. Более плотные разновидности выполняют функции поделочного материала.
Дополнительно о применении
Для многих народов он был кормильцем. Целые города возводились из гипса. Из него выпиливались кристаллические блоки, которые шли на возведение стен. Белый камень ослепительно сияет на солнце. В этом можно убедиться и сегодня, когда от старинных городов остались лишь руины.
Во всем мире скульпторы не обходятся без этого минерала. Он стоит недорого, весит мало и удобен в обработке. Ценится малярами-штукатурами, травматологами и производителями бумаги.
Происхождение
Месторождения
Ознакомившись с описанием гипса, вы должны узнать еще и об основных месторождениях, которые встречаются на всех континентах. Российские разработки ведутся, в основном, на территориях Кавказа и Урала. Добывается минерал в горных районах Америки и Азии. Соединенные штаты являются чемпионом гипсового производства. Существуют месторождения еще и в предгорьях Альп.
Технические характеристики
Описываемый минерал обладает довольно плотной мелкозернистой структурой. В рыхлом насыпном виде плотность может изменяться от 850 до 1150 кг/см 3 . В уплотненным виде этот параметр достигает 1455 кг/см 3 . Знакомясь с описанием гипса, вы обратите внимание на одно из его преимуществ, которое выражено в быстром твердении и схватываемости. На четвертой минуте после замешивания раствора начинается первая стадия высыхания, а уже через полчаса материал застывает.
Готовый гипсовый раствор требует немедленного расходования. Для замедления схватывания к ингредиентам добавляется водорастворимый животный клей. Среди свойств гипса следует выделить температуру плавления. Материал можно нагревать до 700 °C без разрушения. Изделия из гипса довольно огнестойкие. Они начинают разрушаться лишь через 6 часов после воздействия высокой температуры.
Прочность гипса тоже часто учитывается. При сжатии этот параметр может варьироваться от 4 до 6 МПа. Если речь идет о высокопрочном материале, то он достигает 40 МПа и даже может превысить это значение. У хорошо высушенных образцов прочность в 3 раза выше. Минерал соответствует государственным стандартам 125-79. Он обладает теплопроводностью, которая равна 0,259 ккал/м*град/час. Интервал температур при этом равен пределу от 15 до 45 °C.
Белый гипс растворяется в воде в небольших количествах:
- При 0 °C в одном литре могут раствориться 2,256 г.
- Если температура повышается до 15 °C, растворимость увеличивается до 2,534 г.
- Это значение возрастает до 2,684 г при 35 °C.
Если происходит дальнейшее нагревание, то растворимость снижается.
Описание, область применения и свойства строительного гипса
Работать с гипсовым раствором необходимо очень быстро. Время начала полимеризации может составить от 8 до 25 минут после затворения раствора. Конечное значение зависит от разновидности. В момент начала твердения минерал набирает около 40 % конечные прочности. При этом процессе белый гипс не покрывается трещинами, поэтому можно отказаться от различных заполнителей при замешивании раствора с известковым составом. Строительная разновидность снижает трудоемкость и затраты на проведение работ.
Область использования и свойства высокопрочного и полимерного гипсов
По химическому составу высокопрочная разновидность схожа со строительной. Однако у последней более мелкие кристаллы. Высокопрочный обладает крупнофракционными частицами, поэтому имеет меньшую пористостью и высокую прочность. Этот материал получается при термической обработке гипсового камня в условиях герметичности.
Областью использования является изготовление строительных смесей и возведения несгораемых перегородок. Из высокопрочного минерала изготавливают формы для производства фаянсовых и фарфоровых изделий. Полимерный вид еще называется синтетическим и больше знаком ортопедам-травматологам. На его основе изготавливаются гипсовые бинты для наложения повязок при переломах. Но область применения гипса не является единственным преимуществом, среди прочих следует выделить:
- легкую накладываемость;
- устойчивость к влаге;
- меньший вес по сравнению с обычными гипсовыми повязками.
В заключение
Формула гипса должна быть вам известна, если вы заинтересовались этим минералом. Важно поинтересоваться еще и другими свойствами, а также разновидностями. Среди прочих следует выделить формовочную, скульптурную и целлакастовую.
Последняя используется для изготовления бинтов, а структура позволяет растягивать материал во всех направлениях. Наиболее высокопрочным является скульптурный гипс, в котором не содержатся примеси. Среди свойств гипса белого цвета можно выделить его безупречную белизну.
Источник https://melt-spb.ru/raboty-s-betonom/melkodispersnyj-gips.html
Источник https://www.knauf.ru/academy/gips-kak-syr-e/
Источник https://fb.ru/article/366836/chto-takoe-gips-ego-svoystva-i-primenenie