Ангидритовый цемент получение этих видов вяжущих твердение применение

Обновлено: 19.04.2024

Гипсовые вяжущие– это порошкообразные материалы, состоящие из полуводного гипса (CaSO4 · 0,5H2O) и получаемые тепловой обработкой при температуре в пределах 105-180 ºС природного двуводного гипса (СаSO4 · 2H2O) или гипсосодержащих техногенных отходов (вторичных ресурсов).

При термообработке двуводного гипса в паровой среде под давлением в автоклавах или в водных растворов некоторых солей при атмосферном давлении образуется α-полуводный сульфат кальция (гипсовое вяжущее α-модификации). При обжиге сырья при 130-180 ºС получают β-полувод-ный сульфат кальция (гипсовое вяжущее β-модификации). Модификации полуводного гипса отличаются размерами и формой кристаллов: α-моди-фикация имеет более крупные кристаллы без пустот и пор; β-модифика-ция – бесформенные кристаллы, в которых много пор. Вследствие этого гипсовое вяжущее α-модификации имеет меньшую водопотребность, а затвердевший гипс из α-полугидрата приобретает повышенную плотность и прочность по сравнению с β-полугидратом.

Гипсовые вяжущие по традиции с некоторой условностью, отвечающей практическим целям, разделяют: на строительный гипс, состоящий из β-полугидрата; формовочный гипс того же состава с повышенными техническими свойствами; высокопрочный гипс, состоящий из α-полугидрата.

Твердение гипсовых вяжущих.При твердении идет реакция гидратации CaSO4 · 0,5H2O + 1,5H2O = CaSO4 · 2H2O.

Существует три основные теории твердения минеральных вяжущих, в том числе и гипсовых: Ле-Шателье, Михаэлиса, Байкова. Наиболее часто твердение полуводного гипса описывают кристаллизационной теорией Ле-Шателье. Согласно этой теории полуводный гипс, обладая достаточно высокой растворимостью в воде (8 г/л), присоединяет воду в растворе и превращается в двуводный гипс, который имеет меньшую растворимость (2 г/л) и выпадает в виде осадка из раствора. При этом раствор по отношению к полуводному гипсу вновь становится ненасыщенным, что вызывает растворение новых порций гипса. По мере увеличения количества кристаллов новой фазы они срастаются между собой, образуя кристаллический «сросток», являющийся основой твердеющей системы.

Свойства применение гипсовых вяжущих.Гипсовые вяжущие различают по тонкости помола. Существуют следующие индексы помола: I – грубый; II – средний; III – тонкий. С увеличением тонкости помола качественные показатели гипсовых вяжущих улучшаются.

Водопотребность – это количество воды затворения, которое необходимо для получения теста нормальной густоты. Водопотребность определяется по радиусу расплыва лепешки. Для реакции гидратации требуется лишь 18,6 % воды. Остальная вода, испаряясь, оставляет поры, поэтому снижается прочность затвердевшего материала. Гипсовые вяжущие, состоящие из β-модификации полуводного гипса, имеют высокую водопотребность (обычно 50-70 %). Водопотребность гипсовых вяжущих, состоящих из α-модификации полуводного гипса, значительно меньше – 35-45 %. Поскольку α-модификация (высокопрочный гипс) требует меньше воды для затворения, чем β-модификация (строительный гипс), то пористость затвердевшего материала в первом случае меньше, а прочность больше, чем во втором. В остальном свойства этих вяжущих практически одинаковы.

Сроки схватывания. Различают три вида гипсовых вяжущих по срокам схватывания: А – быстротвердеющий – не ранее 2 и не позднее 15 мин; Б – нормальнотвердеющий – не ранее 6 и не позднее 30 мин; В – медленнотвердеющий – не ранее 20 мин, конец схватывания не нормируется. Быстрое схватывание гипсовых вяжущих является во многих случаях положительным их свойством, позволяющим быстро извлекать изделия из форм. Однако нередко быстрое схватывание нежелательно. Для регулирования сроков схватывания (ускорения и замедления) в гипсовые вяжущие при затворении вводят различные добавки. В частности замедлителями схватывания являются добавки ПАВ (поверхностно-активных веществ).

Прочность. Определяется испытанием изготовленных из гипсового теста нормальной густоты образцов-балочек размером 4´4´16 см в возрасте 2-х часов на изгиб, а их половинок – на сжатие. В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе определяют марку гипсовых вяжущих: Г2, Г3, Г4, Г5, Г6, Г7, Г10…Г25 (цифра в обозначении марки показывает минимальную прочность на сжатие в МПа). При высыхании гипсовые изделия становятся прочнее примерно в 2 раза.




При увлажнении прочность затвердевшего гипса и изделий из него снижается. Изделия из гипса неводостойкие (коэффициент размягчения гипса колеблется в пределах 0,3-0,45 и зависит главным образом от его средней плотности). Водостойкость повышается: 1) применением интенсивных способов уплотнения жестких гипсобетонных смесей при формовании; 2) нанесением покровных пленок или пропитыванием изделий уплотняющими или гидрофобными веществами; 3) применением смешанных гипсовых вяжущих, которые являются более водостойкими (например, гипсоцементнопуццолановые вяжущие – ГЦПВ).

Гипсовые вяжущие применяют для получения гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, а также облицовочных изделий, вентиляционных коробов, плит для перегородок и т.п., используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60 %; при условии повышения водостойкости – для элементов наружных стен малоэтажных зданий.

Ангидритовые вяжущиесостоят в основном из ангидрита – безводного сульфата кальция CaSO4. В отличие от полуводного гипса они медленно схватываются и твердеют, но их прочность и водостойкость выше. Различают ангидритовое вяжущее(ангидритовый цемент) и высокообжиговый гипс (эстрихгипс).

Ангидритовое вяжущее получают обжигом гипсового сырья при 600-750 ºC и последующим тонким помолом продукта обжига с добавками катализаторов в количестве 5-7 % (извести, обожженных доломитов и т.д.) или одним только измельчением природного ангидрита с указанными добавками. Ангидритовое вяжущее состоит в основном из нерастворимого ангидрита, который с водой практически не взаимодействует. В присутствии указанных добавок-активизаторов ангидрит приобретает способность к взаимодействию с водой и твердению.

Начало схватывания ангидритового цемента наступает не ранее 30 мин, конец – не позднее 24 ч; предел прочности при сжатии через 28 суток твердения на воздухе составляет 10-20 МПа.

Высокообжиговый гипс получают путем тонкого помола продукта обжига двуводного природного гипса до температуры 800-950 °С, когда добавка-активизатор (СаО) возникает в обжигаемом сырье за счет термической диссоциации сульфата кальция. Начало схватывания теста из высокообжигового гипса наступает не ранее 2 ч, но его можно ускорить добавками, например NHSО4; прочность при сжатии такая же, как у ангидритового цемента (через 28 суток 10-20 МПа).

Ангидритовые вяжущие применяют при устройстве бесшовных полов, в растворах для штукатурки (в том числе наружной), для изготовления искусственного мрамора.

Ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) получают обжигом двуводного гипса в шахтных печах 600-700 С с последующим его помолом в порошок.

Применяют ангидритовый цемент для штукатурных и кладочных растворов, устройства полов и для изготовления искусственного мрамора.

Высокообжиговый гипс получают обжигом двуводного гипса или природного ангидрита при температуре 800-1000 °С в шахтных или вращающихся печах. Затем его измельчают в порошок.

Это вяжущее имеет среднюю плотность в рыхлом состоянии 900-1000 кг/м3, в уплотненном — 1300-1700 кг/м3, водопотребность — 30-35%. Начало схватывания - 2 ч, конец не нормируется.

Применяют его для кладочных и штукатурных растворов, для устройства полов, изготовления изделий из искусственного мрамора.

32. Крупноразмерные изделия на основе гипсовых вяжущих. Достоинства и недостатки. Области применения.

Изделия, получаемые на основе гипсового вяжущего, разделяют на гипсовые и гипсобетонные. Гипсовые – гипс. тесто + мин./орган. добавки; гипсобетонные – бетон. смесь + мелкозернист./крупные неорган. заполнители (мин.: шлак, ракушечник; орган.: древесные опилки, древ. шерсть, камыш. Могут быть сплошные и пустотелые, армированные и неармированные.

Достоинства: быстрое твердение; малый вес, достаточно высокая прочность, низкая теплопроводность и высокие звукоизоляционные свойства; легко поддается механической обработке, хорошо окрашивается в различные цвета.

Недостатки: низкая водостойкость

Применение – для изготовления перегородочных плит и панелей, вентиляционных коробов, гипсокартонных листов (сухая штукатурка), акустических плит, приготовления гипсовых и известково-гипсовых штукатурных растворов, различных архитектурно-декоративных деталей методом отливки.

33. Декоративно-отделочные изделия на основе гипсовых вяжущих. Достоинства и недостатки. Область применения.

Разнообразие бетонных облицовочных материалов достигается за счет использования специальных технологий. Полученный штампованный бетон имеет декоративную поверхность под природный пиленый или рваный камень, плитняк, кирпич и т.д Для повышения долговечности сверху изделия, применяемые для внутренней и наружной отделки стен, полов и тротуаров, защищают прозрачным полимерным покрытием.

Популярность декоративного камня из гипса объясняется его замечательными качествами:

Небольшой вес материала.

Красивый внешний вид.

Возможность получить разную фактуру и различные расцветки.

Хорошие звуко- и теплоизоляционные характеристики.

Гигиеничность и экологичность.

Положительное влияние на микроклимат в помещении.

Недостатки декоративной плитки:

Высокое водопоглощение и низкая морозостойкость.

Риск покупки некачественной продукции.

Применяют гипсовый декоративный камень для внутренней и наружной отделки помещений, им декорируют арки, дверные проемы, лоджии и балконы, камины.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Ангидритовое вяжущее получают обжигом природного двуводного гипса при температуре 600. 700°С с последующим его измельчением с добавками — катализаторами твердения (известью, смесью сульфата натрия с медным или железным купоросом, обожженным доломитом, основным доменным гранулированным шлаком и др.). Ангидритовое вяжущее можно получить также путем помола природного ангидрита с указанными выше добавками.

Ангидритовое вяжущее было предложено П. П. Будниковым следующего состава: известь — 2. 5%; смесь бисульфата или сульфата натрия с железным или медным купоросом — по 0,5. 1% каждого; доломит, обожженный при 800. 900°С, — 3. 8%, основной гранулированный доменный шлак — 10. 15%. Железный и медный купоросы уплотняют поверхность затвердевшего ангидритового цемента, вследствие чего катализаторы не выделяются и не образуют выцветы на поверхности изделия. Действие катализаторов объясняется тем, что ангидрит обладает способностью образовывать комплексные соединения с различными солями в воде неустойчивого сложного гидрата, который затем распадается, образуя Са8O4-2Н2О.

Ангидритовый цемент — это медленно схватывающееся вяжущее вещество с началом схватывания не ранее 30 мин, концом — не позднее 24 ч. Марки ангидритового цемента по прочности при сжатии М50, 100, 150 и 200. Применяют ангидритовые цементы Для приготовления кладочных и отделочных растворов, бетонов, производства теплоизоляционных материалов, искусственного мрамора и других декоративных изделий.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс) является разновидностью ангидритовых цементов. Его получают обжигом природного гипса или ангидрита при температуре 800. 1000°С с последующим тонким измельчением. При этом происходит не только полное обезвоживание, но и частичная диссоциация (разложение) ангидрита с образованием СаО (в количестве 3. 5%). При затворении водой СаО действует как катализатор по схеме твердения ангидритового цемента, рассмотренной выше. Высокообжиговый гипс медленно схватывается и твердеет, но водостойкость и прочность при сжатии (10. 20 МПа) позволяют успешно использовать его при устройстве мозаичных полов, изготовлении искусственного мрамора и др. Изделия из высокообжигового гипса мало-, тепло- и звукопроводны, они обладают по сравнению с изделиями из гипсового вяжущего более высокой морозостойкостью, повышенной водостойкостью и меньшей склонностью к пластическим деформациям.

5. Воздушная известь. Получение и гашение. Область применения.

Сырье и производство. Для получения воздушной извести пригодны карбонатные породы (известняки, мел, ракушечник, доломитизированные известняки), в которых содержание примесей глины, кварцевого песка и т. п. не превышает 6 %.

Обжиг такого сырья производится до полного удаления диоксида углерода, в результате получают продукт, состоящий в основном из СаО и MgO. Чем выше суммарное содержание свободных оксидов кальция и магния, тем выше качество извести. В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести: кальциевую — MgO не более 5%, магнезиальную — 5. 20 %, доломитовую — 20. 40 %.

Обжиг сырья производят в шахтных печах, реже во вращающихся или установках для обжига во взвешенном состоянии и кипящем слое. Основные реакции, происходящие при обжиге:

СаСО8 = СаО + СО2 и MgCO3 = MgO + СО2

Реакции разложения этих карбонатов обратимы и зависят от температуры и парциального давления углекислого таза. При термической диссоциации карбоната кальция давление углекислого газа достигает атмосферного при температуре около 900 °С, а карбоната магния — около 400 °С. Это и есть теоретически нормальные температуры обжига карбонатов. Практически для удовлетворительного хода обжига температуру печного пространства доводят до 1000. 1200 °С (диссоциация карбонатов резко ускоряется).

При оптимальной температуре обжига чистого известняка до полного удаления СОг (теоретически 44 %) его масса уменьшается почти в 2 раза, объем же продукта лишь на 10. 12 %. Получаемая в виде кусков известь представляет собой весьма пористый материал, состоящий в основном из мелких кристаллов (0,5. 2 мкм) оксида кальция и частично оксида магния, что и предопределяет ее высокую реакционную способность при взаимодействии с водой.

Гашение извести заключается в том, что вода, соприкасаясь с кусками негашеной извести, поглощается ею, всасываясь в поры, и одновременно химически взаимодействует с оксидами кальция и магния, образуя их гидроксиды:

СаО + НаО = Са(ОН)2 и MgO + Н2О = Mg(OH)2

При этом 1кг извести-кипелки выделяет ПбОкДж теплоты, которая переводит часть воды в парообразное состояние. Пар вызывает в извести внутренние растягивающие напряжения, под действием которых происходит ее измельчение в тонкий порошок (тоньше, чем у цемента).

В зависимости от количества воды, взятой при гашении, можно получить гидратную известь-пушонку, известковое тесто или известковое молоко.

Для получения извести-пушонки, представляющей собой тонкий белый порошок, теоретически достаточно 32,13 % воды от массы извести-кипелки. Практически воды берут в 2. 3 раза больше (60. 80 %), так как при гашении часть ее испаряется. Порошок извести-пушонки состоит из очень тонких частиц и в 2. 3 раза и более превышает объем исходной извести-кипелки.

При гашении извести в тесто расход воды увеличивают до 2. 3ч (по массе) на 1 ч извести-кипелки; при еще большем количестве воды получают известковое молоко.

Применение: Воздушная известь - распространенное вяжущее вещество. Растворы из нее употребляют для каменной кладки для этой же цели можно пользоваться и смешанными растворами (сухие строительные смеси), состоящими из извести, цемента и песка. Они прочнее известковых и пластичнее цементных.

Известковые растворы применяют также для штукатурных работ как в смеси со строительным гипсом, так и без него. Известково-гипсовые растворы твердеют быстрее известковых, а схватываются медленнее гипсовых. Для штукатурных работ употребляют также известково-цементные растворы.

Воздушную известь используют в смеси с активными минеральными добавками для приготовления известково-пуццолановых, известково-шлаковых и ряда других цементов. Известь применяют в качестве вяжущего при производстве известково-песчаных изделий и ряда других бесцементных строительных деталей. В чистом виде или в смеси с мелом и красителями эта известь служит материалом для побелок, окрасок и декоративных целей.

термическая обработка двуводного природного гипса в интервале t 450—750 е до полного обезвоживания, а при использовании природного ангидрита его сушат для облегчения помола.

пористость затвердевшего АЦ меньше пористо­сти СГ, составляя 30—35%.

Расход воды меньше (30—40%).

Удельный вес 2,8—2,9 г/см 3 , объем­ный вес в рыхлом состоянии — 850—1100 кг/м 3 , а в уплотненном — 1200—1500 кг/м 3 .

Ангидритовое вяжущее вещество не относится к быстротвердеющим (схватывание не ранее чем через 30 мин от момента затворения, а конец схватывания не позже 24 ч.)

выпускают четырех марок: 50, 100, 150, 200.

2). Эстрих-гипс

повышенная водостойкость и морозостойкость

менее склонен к пластическим деформациям

Применение

1)Ангидритовый цемент:

для кладочных и штукатурных строительных растворов, для подготовки пола под линолеум. Использовать изделия из ангидритового цемента можно лишь при изоляции их от воздействия воды

2). Эстрих-гипс

штукатурные и декоративные растворы, искусственный мрамор, для устройства мозаичных полов

ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ. СВОЙСТВА. ТВЕРДЕНИЕ. ПРИМЕНЕНИЕ.

Свойства

Воздушную известь делят на 2 сорта (первый и второй сорт).

Сырье: кальциево-магниевые карбонатные горные породы — мел, известняки, доломитизированные известняки, доломиты, мергелистые известняки, отличающиеся большим разнообразием химического состава и физи­ческих свойств.

Хим.состав: угле­кислый кальций СаСОз (не менее 85%), углекислый магний MgC03 (не более 7%) и глинистые ве­щества SiO2+Al2О3+F2О3 (не более 8%).

Процесс производства состоит из операций добычи известняков, подго­товки их к обжигу, заключаю­щейся в дроблении и сортиров­ке, и обжига.

Активность извести зависит от хим. состава известняков и качества обжига. На понижение активности изв. влияют посто­ронние примеси, а также пережог и недожог известняка.

Гашение извести. Одним из важнейших свойств негашеной извести СаО является гидратация (способность ее бурно соединяться с водой). СаО + Н 2О = Са(ОН) 2

В ходе реакции гидратации выделяется тепло в количестве 277 ккал на 1 г окиси кальция, t выше 500°.

Негашеную известь называют кипелкой вследствие бурного взаимодействия с водой.

После гашения полученный гидрат окиси кальция может иметь вид сухого порошка (пушонки) или известкового теста в зависимости от количества воды, израсходованной на ее гашение. Количество воды, расходуемое при гашении извести в тесто, зависит от способа гашения, содержания примесей в извести. В среднем на это расходуется до 2,5 л воды на 1 кг кипелки. В известковом тесте удерживается приблизительно 50% воды.

Диаметр частицы пушонки приблизительно равен 6 мк, а частицы известкового теста равны примерно 1 мк.

Известь негашеная молотая:

получают из комовой обожженной извести в виде порошка.

имеет ряд преимуществ в срав­нении с известью в виде пушонки или теста:

При гашении извести в тесто расходуется 250% воды и частицы извести отде­ляются друг от друга водными пленками из-за избытка воды. При этом затвердение протекает очень медленно из-за длительного удаления избытка воды. Прочность затвердевшего продукта невелика.При добавлении же к молотой негашеной извести примерно 130—150% воды при пониженной температуре среды, препятствующей повышению температуры, гашение протекает спокойно, а получающаяся пластичная масса сравнительно быстро (30—60 мин ) схва­тывается и твердеет.

Изделия из негашеной молотой изв. отличаются несколько большей плотностью, прочностью и водостойкостью, чем другие виды извести

Твердение

Известь твердеет очень медленно и показывает невысокую прочность. Последнее объясняется тем, что известковое тесто при твер­дении дает большую усадку и сильно растрескивается вследствие испарения воды, что значительно сокращает объем теста.

Поэтому в чистом виде известь в строитель­стве никогда не применяют, а используют ее в смеси с песком, роль которого заклю­чается в создании устойчивого скелета, предупреждающего большую усадку, в облег­чении выделения воды.

Процесс твердения извести протекает в три стадии:

1 — во время высыха­ния извести уплотняется гидрат окиси кальция — уменьшается расстояние между частицами.

2 стадия — переход из коллоидальных систем в кристаллические образования и возникновение из них кристаллических сростков в виде Са(ОН)2.

3- карбонизация извести с образованием кристаллических сростков из кристаллов карбоната кальция.

Применение

для из­готовления строительных раст­воров и бетонов. Прочность растворов сохраняется только в воздушно-сухих условиях.

для изготовления строительных растворов для каменной кладки надземных сооружений и для штукатурки.

для производства силикатного кирпича, известково-зольных вяжущих веществ, которые используют для полу­чения кладочных известково-зольных растворов или автоклавного мелкозернистого бетона различных изделий.

Ангидритовое вяжущее – продукт тонкого помола нерастворимого ангидрита с добавками-катализаторами. Нерастворимый ангидрит, природный или искусственно полученный, приобретает способность к гидратации.

В качестве катализаторов твердения вводят сульфаты (натрия, калия, железа и др), а также материалы, содержащие некоторое количество свободной извести (доменный шлак, известь, обожженный доломит, и др.). Соли вводят в количестве до 2%, известь 2-3%, обожженный доломит 5-8%, шлак – 10-15%. Наиболее часто применяют известь.

· дробление гипсового камня

· обжиг при 600-750 0 С

· помол ангидрита с катализаторами

· сушка природного ангидрита при 170-180 0С

· помол с катализаторами

Процесс твердения заключается в гидратации нерастворимого ангидрита с последующей его перекристаллизацией.

Начало схватывания не ранее 30 мин, конец не позднее 24 ч.

Тонкость помола – не более 15% остатка на сите №008.

На 28 сутки твердения растворные образцы на ангидритовом вяжущем 1:3 имеют марки по прочности 50, 100, 150, 200.

Водостойкость – Кр=0,4-0,5, т.е. вяжущее воздушное, но более водостойкое, чем строительный гипс (за счет наличия негидратированного ангидрита и повышенной плотности). ГЦПВ на ангидритовом вяжущем имеет марки до 400.

При твердении дает небольшую усадку (не увеличивается в объеме в отличие от низкообжиговых гипсовых вяжущих).

Применяют для бесшовных полов, для устройства основания пола, для изготовления гипсобетонных стеновых изделий, для изготовления искусственного мрамора, для изготовления растворов штукатурных и кладочных.

Это вяжущее, получаемое одно- или двухкратным обжигом маложелезистого гипсового камня совместно с активизаторами при 600-750 0 С и последующим тонким помолом. Требования к сырью: гипсовый камень должен содержать не менее 98,5% двуводного сульфата кальция, не больше 0,05% оксида железа.

· Затвердевший отделочный цемент имеет блестящую поверхность, хорошо шлифуется и полируется.

· Прочность на 28 сутки до 35 Мпа.

· Имеет степень белизны не менее 90%.

· Начало схватывания не позднее 2-5 часов

Применяют для изготовления искусственного мрамора, в отделочных растворах, в архитектурных формах.

Высокообжиговый гипс (эстрих-гипс)

Получают обжигом природного гипсового камня при 800-1000 0 С с последующим помолом. При этом гипс обезвоживается, а некоторое количество сульфата кальция разлагается, образуя свободную известь СаО, которая является катализатором твердения. СаО отличается от продукта, получаемого при разложении карбонатов. Она не карбонизуется, не гидратируется водяным паром.

Читайте также: