10 група 20.10. Урок 9-10

Тема уроку: Загальні відомості про в’яжучі матеріали, їх класифікація.

Гіпс будівельний.

Мета: вивчення цього матеріалу дозволить вам знати:

-        Загальні відомості про в’яжучі матеріали, їх класифікація;

-       Повітряні вяжучі речовини. Гіпсові вяжучі речовини.

1.Загальні відомості про в’яжучі матеріали, їх класифікація

Неорганічними в'яжучими речовинами називають порошкоподібні матеріали, які при змішуванні з водою утворюють пластично-вязке тісто, здатне згодом мимовільно твердіти у результаті фізико-хімічних процесів.
Властивість в'яжучих матеріалів скріплювати між собою зерна піску, гравію, щебеню в процесі переходу з пластичного стану в твердий, використовується для виготовлення бетонів, будівельних розчинів, силікатної цегли, азбестоцементу і т.д.
Неорганічні в'яжучі застосовувалися ще в стародавності. Так, при будівництві морських споруд у І в. н.е. в Древньому Римі було помічено, що коли вапно змішати з тонкомолотою обпаленою глиною, то отриманий на їхній основі виріб не тільки здобуває водостійкість, але і підвищує свою міцність, знаходячись у воді. Таке вапно з глиняною добавкою назвали гідравлічним. Російські будівельники назвали таке в'яжуче «цементом» і використовували його при будівництві Десятинної церкви і Софійського собору в Києві, стін Московського Кремля.
У 1825 р., в наукових працях російського військового техніка Е. Челієва з'явилося повідомлення з описом технології одержання цементу шляхом випалу до спікання суміші вапняку і глини. Одночасний винахід цементу був запатентований англійцем Аспідом, який порівнюючи затверділий стан цементного каменю з гірською породою, що добувалася біля м. Портленда, назвав свій винахід «портландцементом».
Неорганічні в'яжучі залежно від умов твердіння і експлуатації прийнято класифікувати на повітряні, гідравлічні й в'яжучі автоклавного твердіння.
Повітряні в'яжучі можуть тверднути і набирати міцність тільки на повітрі. До цієї групи відносяться гіпсові, магнезіальні, вапняні в'яжучі, рідке скло.
Гідравлічні в'яжучі тверднуть та зберігають міцність не тільки на повітрі, але й у воді. За хімічним складом гідравлічні в'яжучі являють собою складну оксидну систему – СаО - SiО₂ - Аl₂О₃ - Fе₂О₃. До гідравлічних в'яжучих відносять: портландцемент і його різновиди, глиноземистий цемент і його різновиди, гідравлічне вапно і романцемент.
В'яжучі речовини автоклавного твердіння здатні тверднути й утворювати міцній камінь в автоклавах в умовах підвищених температур, тиску і вологості. До таких в'яжучих речовин належать вапняно- кремнеземисті, вапняно-шлакові й вапняно-зольні.

 2. Повітряні в'яжучі речовини
 Гіпсові в'яжучі речовини
Гіпсові в'яжучі речовини (ДСТУ Б В. 2.7-82-99) – складаються головним чином з напівводяного гіпсу чи ангідриду.
С ировиною для одержання гіпсових в'яжучих найчастіше служить природний гіпсовий камінь, що переважно складається з мінералу гіпсу СаSО₄ · 2Н₂О а також ангідрит СаSО₄, відходи промисловості (фосфогіпс, борогіпс).
В основу класифікації гіпсових в'яжучих покладена температура теплової обробки.
Низьковипалювальні гіпсові в'яжучі виготовляють тепловою обробкою природного гіпсу при температурі 110-180^оС. При зазначеному температурному режимі відбувається дегідратація сировини з одержанням напівгідрату СаSО₄ · 0,5 Н₂О:
СаSО₄ · 2Н₂О СаSО₄ · 0,5Н₂О + 1,5Н₂О.
До низьковипалювальних гіпсових в'яжучих відносять будівельний, високоміцний і формувальний гіпс.
Будівельний гіпс складається в основному з кристалів -модифікації
СаSО₄·0,5Н₂О, містить частки сировини, що не розклалася, і незначну кількість CaSО₄. Його одержують у варочних чи казанових печах. Міцність при стиску складає 10-12 МПа.
Високоміцний гіпс одержують термічною обробкою високосортного гіпсового каменю в герметичних апаратах під тиском пари. Зазначена технологія дозволяє одержати більш активну ?-модифікацію напівводяного сульфату кальцію СаSО₄ · 0,5Н₂О, тому міцність високоміцного гіпсу при стиску 15-25 МПа.
Формувальний гіпс застосовується для виготовлення форм у керамічній і фарфоро-фаянсової промисловості, містить незначну кількість домішок, в основному складається з модифікації напівгідрату.
Високовипалювальні гіпсові в'яжучі (естрих-гіпс) одержують шляхом випалу гіпсового каменю при високих температурах 600-900^оС.
При вказаній температурній обробці сировини відбувається повна дегідратація з утворенням ангідриту СаSО₄:
СаSО₄ · 2Н₂О СаSО₄ + 2Н₂О.
Високовипалювальний гіпс, на відміну від будівельного, повільно схоплюється і твердіє, але його водостійкість і міцність при стиску вище (10-20 МПа).
Технічні характеристики гіпсових в'яжучих оцінюються визначенням тонкості помелу, водопотреби, строків тужавлення, міцності при згині й стиску, водостійкості.
Істинна щільність гіпсових в'яжучих – 2,6...2,75 г/см³;
Насипна щільність – 800...1100 кг/м³;
Водопотреба визначається кількістю води, потрібної для приготування тіста стандартної консистенції (діаметр розпливу 180±5 мм).
Для отримання тіста нормальної густоти з -модифікації СаSО₄·0,5Н₂О потрібно 50...70% води, а з ?-модифікаціі СаSО₄·0,5Н₂О - 30...40%.
Строки тужавлення. За строками тужавлення гіпсові в'яжучі поділяють на три групи: А – швидкотверднучі (з початком тужавлення не раніше 2 хв. і кінцем не пізніше -15 хв.), Б – нормальнотверднучі (з початком тужавлення не раніше 6 хв. і кінцем – не пізніше 30 хв.), В – повільнотверднучі (початок тужавлення не раніше 20 хв.).
Міцнісні показники гіпсових визначають випробуванням зразків балочок розмірами 40x40x160 мм з гіпсового тіста стандартної консистенції через 2 години після виготовлення.
Для гіпсових в'яжучих встановлено 12 марок за міцністю при стиску (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25, де цифра означає нормовану межу міцності при стиску.
Маркування гіпсу здійснюється з урахуванням його міцності, строків тужавлення та тонкості помелу, наприклад гіпсова в'яжуча речовина з позначкою Г-5-А-ІІ ДСТУ Б В 2.7-82-99 відповідає марці Г-5, є швидкотверднучою і характеризується середньою тонкістю помелу.
Водостійкість гіпсових виробів є невисокою: коефіцієнт розм’якшення становить 0,35...0,4.
Гіпсові в’яжучі застосовують для виготовлення гіпсобетонних виробів(перегородкові панелі), сухої штукатурки, штукатурних розчинів, гіпсоцементнопуццоланових в'яжучих (ГЦПВ) а також для виробництва ГКЛ( гіпсокартонніх листів).

Тест

     1. Гіпсові вяжучі отримують термічною обробкою гіпсової сировини?

2. Чи є природній гіпсовий камінь вихідною сировиною для отримання гіпсових в’яжучих?

3. Чи можна визначити тонкість помелу гіпсу за його залишком на ситі №02 після просіювання?

4. Що відбувається з гіпсовими в’яжучими матеріалами під час тужавлення?

А) розширюються;

Б) стискуються;

В) стають гігроскопічними?

5. Які терміни тужавлення має будівельний гіпс?

А) від 2 хв. До 30 хв.;

Б) понад 1 годину;

В) 1-2 години?

6. Чи всі гіпсові в’яжучі можна застосовувати для приготування розчинів?

7. Чи можна застосовувати будівельний гіпс у вологих умовах?

8. Чи можна пришвидшити час тужавлення гіпсових вяжучих?

9. За якої температури випалюють природній гіпсовий камінь для отримання будівельного гіпсу?

А) 90-110⁰С;

Б) 160-170⁰С;

В) 180-200⁰С?

10. На скільки марок поділяються низьковипалювальні гіпсові вяжучі за міцністю на стиск і вигин:

А) 12 марок;

Б) 10 марок;

В)8 марок?

11. Які з перерахованих вяжучих є повітряними?

А) портландцемент;

Б) гіпс;

В) гідравлічне вапно.

12. Чи в'яжучі речовини автоклавного твердіння здатні тверднути й утворювати міцній камінь в автоклавах в умовах підвищених температур, тиску і вологості?