Материаловедение: Конспект лекций (Темы 1.1-2.4. Общие свойства материалов. Материалы и изделия на основе древесины), страница 13

При t=125° и  p=0,2-0,3 МПа двуводный гипс разлагается с образованием α – модификации полуводного гипса и 1,5 молекулы воды

CaSO₄ ∙ 2H₂O -^t,-^p→  α CaSO₄ ∙ 0,5H₂O + 1,5 H₂O

В этих условиях образуются плотные крупные кристаллы с пониженной водопотребностью. Так поучают высокопрочный гипс.

При  t=150-170° двуводный гипс разлагается с образованием β – модификации полуводного гипса и 1,5 молекулы воды

CaSO₄ ∙ 2H₂O -^t,→ β CaSO₄ ∙ 0,5H₂O + 1,5 H₂O

При этом образуются мелкие пористые кристаллы. Так получают строительный, формовочный и технический гипс.

При t=170-210°С полуводный гипс теряет воду и образуется обезвоженный ангидрид и вода   2 (α, β ∙  CaSO₄ ∙ 0,5H₂O) ^t→ 2 CaSO₄ + H₂O

При этом не происходит изменения кристаллической решётки. При  t=210-360°С происходит изменения кристаллической решётки ангидрида и он переходит в растворимый ангидрид.  Его появление при производстве гипсовых вяжущих не желательно, так как он мгновенно схватывается. При  t=400-500°С растворимый ангидрид → в нерастворимый ангидрид, его появление при производстве гипсовых вяжущих тоже  не желательно, так как он не обладает вяжущими свойствами, однако, при введении в его состав катализаторов он приобретает свойства взаимодействовать с H₂O, таким образом, получают ангидритовый цемент.

При  t=800-1000° ангидрит  частично разлагается с образованием CaO, который выполняет роль  катализатора.

2 CaSO₄  →  2 CaO + 2 SO₂ +  O₂

Таким  образом, получают эстрих-гипс.

Свойства гипсовых вяжущих.

Твердение гипса обуславливается переходом полуводного гипса в двуводный. CaSO₃  ∙ 0,5H₂O +1,5H₂O → CaSO₄  ∙ 2H₂O

Твердение гипсовых вяжущих, так же как и всех неорганических вяжущих происходит, согласно теории академика Байкова, в 3 стадии.

1.  Гидратация (пластичное состояние) - полуводный гипс растворяется до насыщенного раствора - получение гипсового теста нормальной густоты. Для процесса гидратации теоретически требуется 17,2% воды затворения от массы гипса, остальная вода испаряется, снижая прочность изделия. Таким образом на водопотребность, пористость и прочность влияет температура получения гипсового вяжущего (температура обжига), так Β-гипс обладает водопотребностью 50-70% от массы вяжущего, следовательно, обладает большей пористостью и меньшей прочностью, чем α-гипс (водопотребность 30-40%), который кстати и назван высокопрочным.

2. Коллоидация – так как полуводный гипс обладает большей растворимостью, чем двуводный, то образуется раствор, насыщенный по отношению к полуводному гипсу и перенасыщенный по отношению к двуводному. В пересыщенном растворе двуводный гипс раствориться не может и выпадает в осадок в виде коллоидного раствора – этот период соответствует схватыванию.

3. Кристаллизация – рост коллоидных частиц и образование кристаллов двуводного гипса. Кристаллы срастаются между собой, образуя структуру твердения. Этот период соответствует собственно твердению.

Марка гипсовых вяжущих определяется по пределу прочности на изгиб и сжатие образцов-балочек стандартных размеров 40х40х160 мм, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты и испытанных через 2 часа после изготовления (см. табл. 4).

Таблица 4

Требования к строительному гипсу по прочности (марки гипса)

Марки Г1 - Г7, Г10, Г 13, Г 16, Г 19, Г 20, Г 22, Г 25.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие делятся на быстросхватывающиеся (от 2 - 10 мин.) и медленно схватывающиеся (15-30 мин.).