Добавь воды Экология

Процессы, происходящие при нагревании двуводного строительного гипса.

Гипсовый камень при нагревании сравнительно легко дегидратируется (обезвоживается) и в зависимости от степени нагревания дает ряд продуктов, значительно отличающихся по своим свойствам. Степень обезвоживания гипса зависит от температуры и длительности нагревания, а также от давления водяных паров. При нагревании уже до 65°С двуводный гипс начинает медленно переходить в полуводный. Поэтому при некоторых аналитических определениях гипсовых материалов нельзя во избежание искажения результатов поднимать температуру выше этого предела.

При 107-115°C двуводный гипс быстро теряет часть воды и превращается в полуводный гипс CaSO4*О,5Н2О, который известен в двух модификациях: A и B. Полуводный гипс в виде А-модификации образуется в том случае, когда вода выделяется из двугидрата в жидком состоянии, а в виде B-модификации, когда она выделяется в парообразном состоянии. Эти модификации отличаются размерами кристаллов, показателями преломления и некоторыми другими свойствами. В производственных  условиях полуводный гипс, получаемый в герметически закрывающихся аппаратах при нагревании гипса в атмосфере насыщенных водяных паров, состоит главным образом из А-модификации, а получаемый в аппаратах, сообщающихся с атмосферой, — из В-модификации. Во время сушки возможен переход из А в В-модификацию.

Полугидрат в А-модификации состоит из крупных кристаллов в виде длинных прозрачных игл или призм, В-полугидрат представляет собой мелкие кристаллы с нечетко выраженными гранями. При затворении водой А-полугидрат вследствие меньшей водопотребности и пониженной пористости обладает более высокой прочностью. При одинаковых же водогипсовых отношениях обе модификации полугидрата по прочности приближаются друг к другу; А-полугидрат схватывается медленнее В-полугидрата.

Полугидрат в А-модификации обезвоживается при 200-210°С, а В-полугидрат при 170-180°С. Двуводный гипс обезвоживается до полугидрата при полной перестройке кристаллической решетки, тогда как дегидратация А- и В-полугидратов происходит без видимых изменений структуры. Рентгенограммы обезвоженных продуктов и полугидратов почти идентичны. На этом основании такие продукты названы обезвоженными полугидратами.

По данным Д. С. Белянкина и Л. Г. Берга, А — обезвоженный полугидрат при температуре выше 220°С превращается в А – растворимый ангидрит, а В — обезвоженный полугидрат при температуре 320-360 0С переходит в В — растворимый ангидрит. Следовательно, А — обезвоженный полугидрат может существовать в весьма небольшом интервале температур. Обезвоженные полугидраты этих двух видов нестойки и быстро гидратируются на воздухе до обычных полугидратов.

Водопотребность растворимых ангидритов на 25-30% выше, чем полугидратов. Схватываются они быстрее, а прочность их ниже. Поэтому при обжиге строительного гипса следует избегать нагрева до температуры, при которой возможно образование растворимого ангидрита. Присутствие же обезвоженного полугидрата не оказывает вредного влияния на строительный гипс.

При дальнейшем повышении температуры растворимый ангидрит переходит в нерастворимый, причем в большом интервале температур (450-750 0С). Нерастворимый ангидрит трудно растворяется в воде и очень медленно или почти совсем не схватывается и не твердеет.

Различные модификации сернокислого кальция имеют кристаллические решетки трех типов: решетки двуводного гипса, полугидрата и ангидрита. Обезвоженные полугидраты имеют ту же решетку, что и полугидрат, а решетка растворимых ангидритов такая же, как и у нерастворимого ангидрита.

В температурном интервале 750-1000 0С продукт обжига вновь приобретает свойства схватываться и твердеть. При этих температурах сернокислый кальций частично разлагается, а в составе продукта обжига появляется некоторое количество свободной извести. При температуре обжига, превышающей 1000°С получается материал, содержащий больше свободной извести; он схватывается несколько быстрее.

Приведенные выше данные о температурах получения различных модификаций гипса характерны для опытов в лабораторных условиях; на заводах же гипсовые вяжущие вещества обжигаются при несколько более высоких температурах для ускорения процесса обжига.

Все гипсовые вяжущие можно разделить в основном на две группы. К первой относятся материалы, состоящие главным образом из полуводного гипса, а ко второй — из безводного гипса (ангидрита). Вяжущие вещества первой группы обжигаются при низких температурах и быстро твердеют, а вяжущие вещества второй группы получаются при высоких температурах и твердеют медленно.

Гипсовые вяжущие на основе полуводного гипса — это строительный гипс, формовочный гипс, технический (высокопрочный) гипс, медицинский гипс. К гипсоангидритовым вяжущим на основе безводного гипса относятся ангидритовое вяжущее и высокообжиговый гипс (эстрих-гипс). Наиболее распространено производство строительного гипса.

См. далее по теме: Свойства строительного гипса и его применение в строительстве; Сырьевые материалы строительного гипса; Нагревание строительного гипса; Производство строительного гипса; Твердение строительного гипса.