Gips budowlany i inne materiały są wykorzystywane w różnych sektorach gospodarki narodowej. Od dawna nikogo nie dziwią. Ale niewiele osób myśli o tym, czym właściwie jest spoiwo gipsowe, co służy jako surowiec do niego i jak się go pozyskuje. Ale do produkcji wszystkich materiałów budowlanych (tynków, zapraw murarskich, płyt gipsowych) i innych części należy najpierw przygotować surowce. W końcu właściwości gotowego materiału w dużej mierze zależą od jakości użytych surowców.
Koncepcja i kompozycja
Spoiwo gipsowe to przewiewny materiał, który składa się głównie z dwuwodnego gipsu. Skład gipsu uzupełniają również naturalne bezwodniki i niektóre odpady przemysłowe, do których należy siarczek wapnia.
Ta sama grupa obejmuje również substancje złożone. Należą do nich gips półwodny, wapno, żużel wielkopiecowy, cement.
Surowcem do produkcji są skały zawierające siarczany. zdefiniowany przez GOST,że do produkcji spoiwa gipsowego można użyć tylko kamienia gipsowego (spełniającego wszystkie wymagania dotyczące go w GOST 4013) lub fosfogipsu, który również spełnia wymagania dokumentów prawnych.
Charakterystyka spoiw gipsowych
Zaprawę gipsową należy stosować aż do całkowitego stwardnienia. Nie można go mieszać po rozpoczęciu procesu krystalizacji. Mieszanie powoduje zniszczenie powstałych wiązań między kryształami szkieletu. Powoduje to, że zaprawa traci swoją cierpkość.
Produkty gipsowe nie są wodoodporne. Ale producenci materiałów znaleźli wyjście z tej sytuacji. Naukowcy ustalili, że różne dodatki spoiw gipsowych mogą zwiększyć tę liczbę. Dlatego do składu materiału dodawane są różne substancje: wapno, kruszony żużel wielkopiecowy, żywice mocznikowe, ciecze organiczne, w tym krzem.
Stosowanie materiałów gipsowych nie wymaga stosowania dodatkowych wypełniaczy. Nie kurczą się, nie pojawią się pęknięcia na obrabianej powierzchni. Natomiast spoiwa gipsowe zwiększają objętość po całkowitym utwardzeniu. W niektórych sytuacjach dodawane są trociny, ogień, pumeks, keramzyt i inne materiały.
Kolejna cecha - materiały gipsowe przyspieszają proces korozji metali żelaznych (gwoździe, pręty zbrojeniowe, druty itp.). Ten proces jest jeszcze szybszy w mokrych warunkach.
Spoiwo gipsowe szybko wchłania wilgoć i traci aktywność. Dlatego podczas przechowywania itransport musi być zgodny z określonymi zasadami. Materiał można przechowywać tylko w suchym miejscu. Nawet przy tej zasadzie po trzech miesiącach przechowywania materiał straci około trzydziestu procent swojej aktywności. Materiał jest transportowany luzem lub pakowany w kontenery. Ważne jest, aby chronić go przed zanieczyszczeniami i wilgocią.
Produkcja
W tym procesie należy wykonać następujące procesy:
- kruszenie naturalnej substancji gipsowej;
- suszenie surowców;
- wpływ temperatury.
Kamień gipsowy jest podawany do bunkra, skąd wchodzi do kruszarki. Tam jest kruszony na kawałki, których wielkość nie przekracza czterech centymetrów. Po rozdrobnieniu materiał jest przesyłany do leja zasypowego za pomocą elewatora. Stamtąd w równych częściach wchodzi do młyna. Tam jest suszony i kruszony na mniejszą frakcję. Suszenie na tym etapie jest konieczne, aby przyspieszyć i ułatwić proces kruszenia materiału.
W młynku proszek jest podgrzewany do dziewięćdziesięciu stopni. W tym stanie transportowany jest do kotła gipsowego. To tam podczas procesu wypalania następuje uwolnienie wody z substancji. Proces ten zaczyna się od niskich temperatur (około osiemdziesięciu stopni). Ale wodę z materiału najlepiej usuwać w temperaturze od stu dziesięciu do stu osiemdziesięciu stopni.
Cały proces obróbki termicznej jest podzielony na dwa etapy. Najpierw materiał jest trzymany w warniku przez trzy godziny. Tam usuwana jest woda i dwuwodny gipszamienia się w półwodny. Przez cały ten czas gips jest mieszany w celu równomiernego ogrzewania. Pod koniec określonego czasu substancja w stanie podgrzanym trafia do tzw. bunkra marnującego. Już się nie nagrzewa. Jednak ze względu na wysoką temperaturę samej substancji proces odwadniania trwa tam. Zajmuje to kolejne czterdzieści minut. Następnie segregatory są uważane za gotowe. I są wysyłane do magazynu gotowych produktów.
Utwardzanie materiału
Spoiwa gipsowe twardnieją po zmieszaniu proszku z wodą. W tym przypadku powstaje plastyczna masa, która twardnieje w ciągu kilku minut. Z chemicznego punktu widzenia istnieje proces, który jest przeciwieństwem tego, co wydarzyło się w procesie produkcyjnym. Po prostu dzieje się to znacznie szybciej. Oznacza to, że gips półwodny wiąże wodę, w wyniku czego powstaje dwuwodna substancja gipsowa. Cały ten proces można podzielić na trzy etapy.
W pierwszym etapie, półwodna substancja gipsowa jest rozpuszczana w wodzie, tworząc nasycony roztwór dwuwodzianu gipsu. Dihydrat ma wysoki wskaźnik rozpuszczalności. Dzięki temu proces przesycenia roztworu zachodzi bardzo szybko. W rezultacie - wytrącanie, czyli dwuwodzian. Te wytrącone cząstki sklejają się, rozpoczynając w ten sposób proces wiązania.
Następnym krokiem jest krystalizacja. Oddzielne kryształy substancji w miarę wzrostu zaczynają się łączyć i tworzyć mocną ramę. Podczas suszenia (wilgoć jest usuwana) wiązania między kryształami stają sięsilniejszy.
Zmień prędkość ustawień
W razie potrzeby proces wiązania można przyspieszyć lub odwrotnie. Robią to za pomocą dodatków, które są dodawane do spoiw gipsowych.
Rodzaje dodatków przyspieszających proces wiązania:
substancje zwiększające rozpuszczalność półwodzianu: siarczan sodu lub potasu, sól kuchenna i inne;
substancje, które będą centrum krystalizacji w reakcji: sole kwasu fosforowego, pokruszony gips naturalny i tak dalej
Najczęściej używany kruszony kamień gipsowy. Jego cząsteczki służą jako centra krystalizacji, wokół których kryształ będzie rósł w przyszłości. Większą wydajność charakteryzuje gips „wtórny”. Jest to gips, który przechodzi już etap wiązania i utwardzania siarczku wapnia. Do tego typu można zaliczyć produkty złamane i zmiażdżone.
Następujące substancje spowalniają proces wiązania:
zwiększenie plastyczności ciasta: roztwór kleju do drewna w wodzie, napar iglasty, emulsja kleju wapiennego, LST i tak dalej;
Rozrostowi kryształów zapobiega film, który tworzy się na półwodnych ziarnach gipsu pod wpływem substancji takich jak boraks, amoniak, opóźniacz keratyny, fosforany i borany metali alkalicznych, alkohol liliowy i inne
Warto zauważyć, że wprowadzenie dodatków przyspieszających proces niekorzystnie wpływa na wytrzymałość gipsu. Dlatego należy ich używać ostrożnie i dodawać w małych ilościach.
Czas ustawiania(twardnienie) w dużej mierze zależy od jakości surowca, czasu i warunków przechowywania, temperatury, w której następuje proces łączenia materiału z wodą, a nawet czasu mieszania roztworu.
Zbyt krótki czas wiązania jest zwykle związany z obecnością w materiale cząstek dwuwodzianu, które pozostały tam po wypaleniu. Czas wiązania wydłuży się również, jeśli masa gipsowa zostanie podgrzana do około czterdziestu pięciu stopni. Jeśli temperatura materiału wzrośnie jeszcze bardziej, proces ulegnie spowolnieniu. Długotrwałe mieszanie mieszanki gipsowej przyspieszy proces wiązania.
Różnice między teorią a praktyką
Cechą procesu utwardzania jest to, że gips, w przeciwieństwie do innych spoiw, zwiększa swoją objętość podczas utwardzania (do jednego procenta). Z tego powodu do uwodnienia substancji półwodnej potrzeba około cztery razy więcej wody niż powinno być w teorii. Teoretycznie woda wymaga około 18,6% masy materiału. W praktyce woda jest pobierana w celu uzyskania roztworu o normalnej gęstości w ilości do siedemdziesięciu procent. Aby określić zapotrzebowanie materiału na wodę, objętość wody określa się jako procent masy samego materiału, który należy dodać, aby uzyskać roztwór o normalnej gęstości (średnica placka 180+5 milimetrów).
Kolejną różnicą w praktyce jest to, że po usunięciu nadmiaru wody podczas suszenia w materiale tworzą się pory. Z tego powodu kamień gipsowy traci swoją wytrzymałość. Wyeliminuj ten moment przez dodatkowe suszenie. Produkty gipsowe suszone są w temperaturze nieprzekraczającejsiedemdziesiąt stopni. Jeśli jeszcze bardziej zwiększysz temperaturę, rozpocznie się reakcja odwadniania substancji.
Wpływ temperatury na otrzymaną substancję
Aby uzyskać spoiwo gipsowe, kamień gipsowy poddaje się działaniu wysokich temperatur. W zależności od wartości tej temperatury, gips może być dwojakiego rodzaju:
Niskopalny, do produkcji którego obróbka surowców odbywa się pod wpływem temperatury od stu dwudziestu do stu osiemdziesięciu stopni. Surowcem w tym przypadku jest najczęściej gips półwodny. Główną różnicą tego materiału jest duża szybkość krzepnięcia
Wysokopalne (anhydryt), które powstają w wyniku wysokiej temperatury (ponad dwieście stopni). Utwardza taki materiał dłużej. Ustawienie trwa również dłużej
Każda z tych grup z kolei zawiera kilka różnych materiałów.
Rodzaje segregatorów o niskim zapłonie
Spoiwo gipsowe tej kategorii zawiera następujące materiały:
Gips budowlany. Do jego produkcji niezbędny jest dobór odpowiednich surowców. Dopuszcza się produkcję gipsu do prac budowlanych, stosując jako surowiec spoiwo klasy piątej i wyższej, którego bilans na sicie wynosi nie więcej niż dwanaście procent. Do produkcji wyrobów budowlanych odpowiednie jest spoiwo należące do gatunku od drugiego do siódmego, niezależnie od czasu wiązania i stopnia rozdrobnienia. Elementy dekoracyjne wykonane są z materiałów tego samego typu. Z wyjątkiem gruboziarnistych substancji mielących ipowoli chwytając. Mieszanki tynków gipsowych produkowane są z substancji klasy 2-25, z wyjątkiem spoiwa o zgrubnym szlifowaniu i szybko twardniejącym
Gips wysokowytrzymały może charakteryzować się jednym z kilku gatunków (o indeksach od 200 do 500). Wytrzymałość tego materiału wynosi około 15-25 MPa, czyli jest znacznie wyższa niż w przypadku innych typów
Tynk formierski ma duże zapotrzebowanie na wodę i wysoką wytrzymałość w stanie utwardzonym. Wykonuje się z niego wyroby gipsowe: formy ceramiczne, elementy porcelanowo-fajansowe itp
Materiały anhydrytowe
Ten gatunek z kolei tworzy dwie substancje:
cement anhydrytowy otrzymywany przez obróbkę w temperaturach do siedmiuset stopni;
Strych-gips, powstający pod wpływem siarczanu wapnia w temperaturze powyżej 900 stopni
Skład gipsu anhydrytowego obejmuje: od dwóch do pięciu procent wapna, mieszaninę siarczanu z witriolem (miedź lub żelazo) do jednego procenta, od trzech do ośmiu procent dolomitu, od dziesięciu do piętnastu procent wielkiego pieca żużel.
Cement anhydrytowy ma powolne wiązanie (od trzydziestu minut do dnia). W zależności od wytrzymałości dzieli się na następujące gatunki: M50, M100, M 150, M200. Cement tego typu znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie. Służy do:
produkcja kleju, tynku lub zaprawy murarskiej;
produkcja betonu;
produkcja artykułów dekoracyjnych;
produkcja izolacji termicznejmateriały
Gips strusiowy ma następujące właściwości:
- Powolne chwytanie.
- Wytrzymałość do dwudziestu megapaskali.
- Niska przewodność cieplna.
- Dobra izolacja akustyczna.
- Odporny na wilgoć.
- Odporny na mróz.
- Nieco zdeformowane.
Są to główne, ale nie wszystkie zalety, jakie ma gips struś. Jego zastosowanie opiera się na tych wskaźnikach. Służy do tynkowania ścian, produkcji sztucznego marmuru, mozaiki i tak dalej.
Podział segregatora na typy
Właściwości spoiw gipsowych pozwalają nam podzielić je na kilka różnych grup. Używa się do tego kilku klasyfikacji.
Następujące grupy są rozróżniane według czasu ustawienia:
Grupa „A”. Zawiera środki ściągające, które szybko wiążą. Zajmuje to od dwóch do piętnastu minut
Grupa „B”. Segregatory z tej grupy zapadają się w ciągu sześciu do trzydziestu minut. Nazywane są one agentami normalnie konfigurującymi
Grupa „B”, która obejmuje wolno wiążące spoiwa. Ustawienie zajmuje ponad dwadzieścia minut. Górny limit nie jest ustandaryzowany
Stopień zmielenia zależy od cząstek pozostających na sicie. Wynika to z faktu, że spoiwa gipsowe zawsze pozostają na sicie o oczkach 0,2 mm. GOST wskazuje następujące grupy:
Zgrubne mielenie lub pierwsza grupa wskazuje, że do 23 procent materiału pozostaje na sicie
Średnio zmielony(druga grupa), jeśli na sicie pozostaje nie więcej niż czternaście procent spoiwa
Dokładne mielenie (trzecia grupa) wskazuje, że pozostałość substancji na sicie nie przekracza dwóch procent
Materiał jest testowany pod kątem wytrzymałości na zginanie i ściskanie. W tym celu z zaprawy gipsowej przygotowuje się pręty o wymiarach 40 x 40 x 160 milimetrów. Dwie godziny po wyprodukowaniu, po zakończeniu procesów krystalizacji i hydratacji, rozpoczynają się testy. Spoiwa gipsowe (GOST 125-79) są podzielone na dwanaście klas według wytrzymałości. Mają indeksy od dwóch do dwudziestu pięciu. Wartości wytrzymałości na rozciąganie w zależności od gatunku gromadzone są w specjalnych tabelach. Widać to nawet w samym GOST.
Główne parametry i rodzaje materiałów można rozpoznać po ich oznakowaniu. Wygląda mniej więcej tak: G-6-A-11. Ten napis będzie oznaczał:
- G- spoiwo gipsowe.
- 6 - klasa materiału (oznacza, że wytrzymałość jest większa niż sześć megapaskali).
- A - określa rodzaj przez ustawienie czasu (czyli szybkie twardnienie).
- 11 – wskazuje stopień zmielenia (w tym przypadku średni).
Zakres zastosowania materiałów gipsowych
Technologia spoiw gipsowych umożliwia uzyskanie materiałów nadających się do zastosowania w różnych dziedzinach. Gips jest najszerzej stosowany w budownictwie. Skalę jego zastosowania można porównać z użyciem cementu. Spoiwo gipsowe ma pewne zalety w porównaniu z tym samym cementem. Na przykład jego produkcja zużywa mniej paliwa o prawiecztery razy. Jest higieniczny, odporny na ogień, ma porowatość od trzydziestu do sześćdziesięciu procent, niską gęstość (do półtora tysiąca kilogramów na metr sześcienny). Te cechy określiły zakres materiału.
Gips jest szeroko stosowany do tynkowania. Jego zastosowanie nie zależy od gatunku materiału. Stosuje się spoiwo z drobnymi i średnimi cząstkami mielącymi, normalnie i wolno twardniejące. Gips jest dodawany do tynków wapiennych i piaskowych. Poprawia to wytrzymałość roztworu po wyschnięciu. A warstwa tynku na powierzchni staje się gładka i lekka, nadająca się do dalszego wykończenia.
Substancje gipsowe należące do klas od G-2 do G-7 wykorzystywane są do produkcji paneli działowych, arkuszy tzw. suchego tynku oraz innych wyrobów gipsowo-betonowych. Są dodawane do roztworów w celu uzyskania kompozycji do prac wewnętrznych.
Wyroby i części ceramiczne, porcelanowe i fajansowe wykonane są z dodatkiem spoiwa gipsowego, należącego do klas od G-5 do G-25. Spoiwo musi należeć do kategorii substancji normalnie wiążących i drobno zmielonych.
Spoiwo gipsowe służy do przygotowania zaprawy, która służy do uszczelniania okien, drzwi, ścianek działowych. W tym celu odpowiednie są niższe gatunki materiałów.
Jak widać, właściwości spoiwa gipsowego umożliwiają wykorzystanie materiału do różnych celów i na różnych polach działalności. Jest trwały, mrozoodporny,higieniczny, ekologiczny, ognioodporny materiał. Jego cechy jakościowe są określane przez przynależność do określonej grupy materiałów na określonej podstawie.
