Смекни!
smekni.com

Технологическая линия по производству высокопрочного гипсового вяжущего (стр. 3 из 6)

Гипсовые вяжущие вещества характеризуются целым комплексом свойств, которые дают возможность оценить их качество и области при­менения.

К основным показателям качества относятся тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания теста, механическая прочность, старение и др.

К вспомогательным показателям качества можно отнести плотность(насыпная и истинная), коэффициент размягчения, деформативность, огнестойкость, область применения, морозостойкость, химическая стойкость и др.

Тонкость помола характеризует степень измельчения гипсового вя­жущего и выражается остатком в массовых процентах на стандартном сите №02, либо удельной поверхностью порошка вяжущего в м2/кг (см2/г). Обычно определяют внешнюю удельную поверхность гипсовых вяжущих, под которой понимают суммарную поверхность всех гипсовых кристаллов в единице объема или массы. Удельная поверхность гипсовых вяжущих, при­меняемых для строительных целей, определяемая методом воздухопроницания, находится в пределах 300…500 м2/кг, а высокопрочных – 90… 120 м2/кг. Тонкость помола влияет на водопотребность вяжущих, сроки схватывания и механическую прочность. Согласно ГОСТ 125 гипсовые вяжущие по сте­пени помола подразделяются на вяжущие грубого (индекс 1), среднего (ин­декс 2) и тонкого (индекс 3) помола.

Водопотребность. Водопотребность является важнейшим свойством гипсовых вяжущих и характеризует минимальное количество воды, необ­ходимое для получения теста заданной консистенции. Отношение количе­ства воды к массе гипсового вяжущего называется водогипсовым отноше­нием (В/Г).

Водопотребность зависит от многих факторов: состава сырья, способа получения вяжущего и тонкости его помола. Для сопоставления свойств различных гипсовых вяжущих стандартом принята величина нормальной

густоты теста.

Нормальная густота (НГ) выражается значением В/Г в % или в долях единицы, которое обеспечивает гипсовому тесту, получаемому при затво-рении вяжущего водой, стандартную консистенцию, характеризующуюся растекаемостью теста из цилиндра (вискозиметр Суттарда). Диаметр ле­пешки из теста нормальной густоты должен быть в пределах 180 ±5 мм.

Теоретически для гидратации полугидрата сульфата кальция необхо­димо 18,62% воды от массы вяжущего. Практически для получения теста нормальной густоты из (3-полугидрата сульфата кальция требуется 50…70%, для а-полугидрата сульфата кальция – 30…40%, для ангидрито­вых вяжущих – 30…35%. Водостойкие гипсовые вяжущие в зависимости от состава и технологии получения могут иметь нормальную густоту от 30 до 65%. Вода, остающаяся в гипсовом камне после гидратации испаряется, образуя в нем поры и капилляры, отрицательно влияющие на физико-технические свойства вяжущих.

Сроки схватывания определяются временем от момента затворения гипсового вяжущего водой до начала и конца схватывания, определяемые при помощи прибора Вика. Начало схватывания – время (мин) от момента затворения вяжущего водой до момента, когда свободно опущенная игла прибора Вика после погружения в гипсовое тесто не доходит до дна на 1…1.5 мм. Конец схватывания – время (мин) от момента затворения вяжу­щего водой до момента, когда свободно опущенная игла погружается в тес­то на глубину не более 1 мм.

Сроки схватывания зависят от модификационного состава гипсовых вяжущих. Быстротвердеющие вяжущие в основном содержат двугидрат, медленнотвердеющие – ангидрит. Содержание той или иной модификации в гипсовом вяжущем определяется режимом обжига гипса, регулируя кото­рый можно получать вяжущие с требуемыми свойствами по срокам схва­тывания. Так, например, получение многофазового гипсового вяжущего с преимущественным содержанием ангидрита (такое направление получило распространение в зарубежной практике производства) обеспечивает за­медленные сроки схватывания. В большой степени на сроки схватывания влияют тонкость помола вяжущих, водовяжущее отношение, длительность и условия хранения гипсовых вяжущих и другие факторы.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие делятся на 3 группы: быстротвердеющие, нормальнотвердеющие и медленнотвердеющие. Наиболее эффективным способом регулирования сроков схватывания гип­совых вяжущих является применение соответствующих добавок .

Механическая прочность затвердевшего гипсового вяжущего опре­деляется по результатам испытаний стандартных образцов на изгиб и (или) сжатие после твердения определенное время в соответствующих условиях в зависимости от вида вяжущего.

При стандартных режимах твердения прочность высушенных образцов в 2 и более раз выше прочности образцов через 2 ч после формования. Так проч­ность образцов из строительного гипса через 2 ч составляет 4.. .6 Мпа, а сухих 10…16 Мпа, из формовочного гипса соответственно – 6…8 и 18…20 Мпа, из высокопрочного – 15.. .20 и 35.. .40, супергипса – 22.. .30 и 60.. .70 Мпа.

Механическая прочность затвердевшего гипсового камня зависит от его плотности. По Б.Г. Скрамтаеву прочность пропорциональна четвертой степени его плотности. Я.И. Вихтером предложена зависимость между прочностью на сжатие Ксжи средней плотностью рср гипсового камня в сухом состоянии:

Rсж=К* рср3,1

'где К – коэффициент, численно равный прочности гипса при средней плотности, равной 1; рср – средняя плотность затвердевшего гипса, г/см3.

Чем выше коэффициент К, тем более эффективно применение гипсо-даого вяжущего при изготовлении изделий.

Увеличение плотности за счет снижения водогипсового отношения и интенсивного уплотнения является эффективным мероприятием, способст­вующим повышению прочности.

Старение гипсовых вяжущих веществ – это изменение их свойств (водопотребности, сроков схватывания, прочности) во время хранения. ного-4ние может быть естественным и искусственным.

При естественном старении происходит изменение свойств гипсовых вяжущих при обычных температурах в естественных условиях хранения. Положительная роль естественного старения проявляется до 20…30 сут их хранения. При дальнейшем хранении прочность снижается, увеличивается водопотребность и частичная перекристаллизация мелких частичек дву­гидрата сульфата кальция в более крупные. По этой причине гипсовое вя­жущее необходимо хранить в закрытых емкостях (силосах).

Искусственное старение – изменение свойств гипсовых вяжущих пу­тем ускорения процесса старения до нескольких минут за счет частичной гидратации вяжущего искусственным оводнением. Оводнение осуществляется в закрытых смесителях путем обработки вяжущего насыщенным водяным паром при температуре 100°С и выше. В результате такой обработки вяжущее приобретает пониженную водопотребность и на 20…30% повы­шенную прочность. Хранить такое вяжущее следует не более 10 сут.

Плотность. Значения истинной, насыпной в уплотненном и в рыхлом состоянии плотности гипсовых вяжущих составляют соответственно 2,6.. .2,75 г/см3, 1200… 1450 и 800… 1100 кг/м3. Её определяют по ГОСТ 6427.

Удельная поверхность. Внешняя удельная поверхность гипсовых вя­жущих веществ – это суммарная поверхность всех зерен в единице объема или массы. Полная удельная поверхность – это сумма внешней поверхно­сти и поверхности пор и капилляров. На удельную поверхность влияет размер, форма и микроструктура частиц вяжущего, которые зависят от спо­соба производства вяжущих.

Внешняя удельная поверхность гипсовых вяжущих, применяемых для строительных целей, находится в пределах 0,3…0,5 м /г, а высокопрочных -0,09…0,12м2/г.

Водостойкость гипсовых вяжущих оценивается по коэффициенту раз­мягчения.

Гипсовые вяжущие в зависимости от величины коэффициента размяг­чения делятся на:

неводостойкие (НВ) – Кр < 0,45;

средней водостойкости (СВ) – 0,45 < Кр < 0,6;

повышенной водостойкости (ПВ) – 0,6 < Кр < 0,8 ;

водостойкие (В) – Кр > 0,8.

Неводостойкость гипса объясняется высокой растворимостью двугид­рата сульфата кальция, его высокой проницаемостью и расклинивающим действием молекул воды при проникании в межкристаллические полости (эффект Ребиндера). Структура затвердевшего гипсового камня

характери­зуется высокой сообщающейся пористостью, удлиненными кристаллами двугидрата сульфата кальция, которые имеют между собой точечные со­единения, имеющие тенденцию к разрыву при небольших напряжениях, и полости, в которые проникает вода, ослабляя связи и растворяя двугидрат. В.П. Балдин отмечает и еще одну причину – это развитие кристаллизаци­ного давления за счет перекристаллизации мелких кристаллов двугидрата.

Мономинеральные гипсовые и ангидритовые вяжущие являются воздушными неводостойкими веществами (НГВ). Гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ) и композиционные гипсовые вяжущие (КГВ) относятся к классу водостойких гипсовых вяжущих (ВГВ) и в зависимости от состава исходных компонентов могут быть любой категории водостойкости (ТУ 21-0284757-90).

Деформативность. Полугидрат сульфата кальция при схватывании и твердении в первоначальный период обладает способностью увеличиваться в объеме примерно на 05,…1 %. Увеличение объема еще не схватившейся пасты не имеет вредных последствий, а часто является преимуществом при изготовлении различных изделий или ремонтных работах. Расширение затвердевшего гипсового вяжущего обусловлено наличием в нем растворимого ангидрида, поскольку он при твердении увеличивается на 0,05…0,15 %. Гипсовые вяжущие, полученные при более высокой температуре и содержащие повышенное количество растворимого ангидрида, характеризуются большим объемным расширением. Высокопрочное гипсовое вяжущее при твердении обычно имеет расширение около 0,2 %.

При дальнейшем твердении и высыхании происходит усадка в пределах 0,05…0,1%.

Затвердевшие воздушные гипсовые вяжущие характеризуются сильно выраженными пластическими деформациями под действием нагрузок (ползучесть). Эти деформации малы, если образцы находятся в сухом состоянии. Но даже незначительное увлажнение вызывает резкое увеличение необратимых деформаций, особенно под действием изгибающих нагрузок. Это ограничивает возможности применения гипсовых неводостойких вяжущих в несущих конструкциях, особенно, изгибаемых.