Твердение и применение гипсовых вяжущих веществ

При твердении строительного гипса происходит химическая реак­ция присоединения воды и образования двуводного сульфата каль­ция:

CaS0₄ 0, 5H₂0 + 1, 5Н₂0 = CaS0₄-2H₂0.

При гидратации 1 кг полугидрата выделяется 133 кДж тепла.

Поскольку растворимость полугидрата в воде 8 г/л (считая на СаБОд), а двугидрата - 2 г/л, то вскоре после затворения строительно­го гипса водой создаются условия для образования в пересыщенном растворе зародышей кристаллов двугидрата. Схватывание (загу- стевание) гипсового теста начинается с образования рыхлой про­странственной коагуляционной структуры, в которой кристаллики двугидрата 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 температуре 60-70°С), что повышает проч­ность контактов срастания кристаллов и самих изделий вследствие удаления пленочной воды. Можно обойтись и без сушки, если уменьшить количество воды затворения за счет введения в гипсовые растворы и бетоны пластифицирующих добавок и применения ин­тенсивного уплотнения.

Гипсовые вяжущие применяют для изготовления гипсовых дета­лей и гипсобетонных изделий - перегородочных панелей, сухой штукатурки и т.п., а также для приготовления штукатурных раство­ров (внутренней штукатурки) и получения гипсоцементнопуццола- новых вяжущих (ГЦПВ).В России получили известность пазогреб- невые гипсовые плиты для перегородок фирмы " Кнауф" (Германия) размером 900x300x80 мм. Для эксплуатации в помещениях свыше 60% применяют гидрофобизированные плиты.

7 - 9^£ 53

В процессе твердения гипсовый раствор немного увеличивается в объеме (до 1%), что благоприятствует изготовлению архитектурных деталей способом литья.

Воздушная известь

Известь (как и гипс) - древнейшее вяжущее вещество. Ее применя­ли за несколько тысяч лет до нашей эры.

Воздушная известь - продукт умеренного обжига кальциево- магниевых карбонатных горных пород: мела, известняка, доломити- зированного известняка, доломита с содержанием глины не более 6%.

Основной составляющей известняка является карбонат кальция (СаСОз). Обжигают известняк при температуре 900-1200°С до воз­можно более полного удаления С0₂ по реакции:

СаСОз = СаО + С0₂.

Продукт обжига содержит кроме СаО (основной составной части) также и некоторое количество оксида магния, образовавшегося в ре­зультате термической диссоциации карбоната магния:

MgC0₃ = MgO + С0₂.

Чем выше содержание основных оксидов (СаО + MgO) в извести, тем пластичнее известковое тесто и тем выше ее сорт. Содержание непогасившихся частиц, к которым относятся частицы недожога и пережога, снижает качество извести. Недожогом называют оставшие­ся зерна сырья - известняка, которые отощают известковое тесто, ухудшают его пластичность и пескоемкость. Пережог представляет собой остеклованный трудногасящийся оксид кальция, уплотненный при высокой температуре. Частицы пережога гидратируются очень медленно с увеличением своего объема, что может вызвать растрес­кивание штукатурки, известковых изделий.

Обжиг известняка чаще всего производят в шахтных печах, в ко­торые известняк поступает в виде кусков размером 8-20 см (рис. 8.1), обжиг мелких кусков известняка может производиться во вращаю­щихся печах. При обжиге известняка удаляется углекислый газ, со­ставляющий 44% от массы СаСОз, поэтому комовая негашеная из­весть получается в виде пористых кусков, активно взаимодействую­щих с водой.

Гашение воздушной извести заключает­ся в гидратации оксида кальция при дей­ствии воды на комовую негашеную из­весть:

СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂.

Гашение сопровождается разогревом массы вследствие выделения значительно­го количества тепла - 950 кДж/кг, В про­цессе гашения куски негашеной извести самопроизвольно диспергируются, распа­даясь на тонкие частицы Са(ОН)₂ размером в несколько микронов (тоньше, чем у це­мента). Воздушная известь является един­ственным вяжущим веществом, которое превращается в тонкодисперсное состоя­ние химическим диспергированием. Гро­мадная удельная поверхность частиц Са(ОН)₂ обуславливает большую водо- удерживающую способность и пластич­ность известкового теста. После отстаива­ния известковое тесто содержит около 50% твердых частиц Са(ОН)₂ и 50% воды. Каж­дая частица окружена тонким слоем ад­сорбированной воды, играющей роль свое- '------------------------------------------------------------------------------ т------- ¹

образной гидродинамической смазки. Вы- Рис. 8.1. Шахтная печь: сокая пластичность известкового теста в 1 -шахта печи; 2 - загру- смеси с песком - это свойство, которое так зочный механизм; 3-зона. ценится при изготовлении строительных подогрева; 4 - зона обжи- растворов. га; 5 - зона охлаждения;

Гашение комовой извести в тесто на ^ " ^гР^ебень,? " Р^аз"

грузочный механизм специализированных растворных заводах ^rj

производят в известегасильных машинах.

Механизированное гашение ускоряет процесс, повышает качество известкового теста. На небольших стройках комовую известь сначала гасят в творилах, и известковое тесто через сетку сливают в известе- гасильную яму, в которой завершается гашение. Известковое тесто выдерживают в яме не менее двух недель. Нельзя применять извест­
ковое тесто, в котором осталась непогасившаяся известь, так как ее гашение в штукатурке и кладке вызовет растрескивание затвердевше­го известкового раствора.

В зависимости от количества воды, добавляемой к комовой извес­ти, можно получить известковое тесто или гидратную известь (пу­шонку). Гашение извести в пушонку осуществляют в гидраторах не­прерывного действия, в которых выделяющееся тепло и водяные па­ры используются для превращения комовой извести в тончайший порошок плотностью 400-450 кг/м³. При гашении в пушонку известь увеличивается в объеме в 2-3, 5 раза; в большей степени " распушивается" высокоактивная известь с высоким содержанием СаО.