Гипсовые вяжущие вещества
Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, для получения которых используют сырье, содержащее сернокислый кальций. Чаще это природные гипс CaSO4×2H2O и ангидрит CaSO4, реже — некоторые побочные продукты химической промышленности.
Для производства гипсовых вяжущих в качестве сырья применяют природные двуводный гипс, ангидрит, глиногипс, а также отходы промышленности, состоящие в основном из двуводного сернокислого кальция или их смеси (фосфогипс, борогипс, фторогипс и др.).
Природный двуводный гипс – горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция CaSO4×2H2O.
По ГОСТ 4013 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95% двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90% в сырье 2-го и не менее 80 и 70% в сырье 3-го и 4-го сортов. В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2-5 % примесей, но часто их количество достигает 10-15% и более.
Природный ангидрит – горная порода осадочного происхождения, состоящая преимущественно из безводного сернокислого кальция CaSO4.
Фосфогипс – отход, образующийся при переработке природных апатитовых и фосфоритовых пород в удобрения, борогипс и фторогипс – при производстве борной кислоты и фтористых удобрений.
Из фосфогипсовых отходов путём их обжига с добавками алюмокремнезёмистых материалов (глины, золы, горючие породы и др.) при 800-1000оС можно получать ангидритовые вяжущие, пригодные для дорожного строительства и изготовления армированных сталью изделий.
|
|
|
Производство гипсовых вяжущих осуществляется путём помола и дегидратации двуводного гипса в соответствующих условиях.
При нагревании до 180оС двуводный гипс, содержащийся в природном сырье, превращается в полуводный (строительный гипс, высокопрочный гипс):
CaSO4×2H2O = CaSO4×0,5H2O + 1,5 H2O
При обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой (гипсоварочных котлах) вода выделяется из сырья (CaSO4×2H2O) в виде пара и образуется b-модификация CaSO4×0,5H2O, состоящая из мелких кристаллов с относительно высокой водопотребностью, чем обусловлена относительно невысокая прочность формирующегося при твердении гипсового камня. Эта модификация полуводного гипса представляет собой обычный или строительный гипс.
При обжиге в герметичных аппаратах (котлах-автоклавах) обезвоживание CaSO4×2H2O происходит в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного и вода выделяется в виде капель, в результате образуется a-модификация CaSO4×0,5H2O, состоящая из относительно крупных кристаллов с низкой водопотребностью (высокопрочный гипс).
|
|
|
При нагревании до 200оС гипс полностью обезвоживается и превращается в безводный растворимый ангидрит CaSO4, который имеет высокую удельную поверхность и пористость, ускоренное схватывание и пониженную прочность затвердевшего гипсового камня. В связи с этим следует избегать пережога при производстве низкообжиговых гипсовых вяжущих.
При нагревании до 450 … 750оС безводный гипс переходит в нерастворимый ангидрит ("намертво" обожённый), не обладающий сам по себе вяжущими свойствами, но приобретающий после помола с добавлением катализаторов способность медленно схватываться и твердеть (ангидритовый цемент).
При нагревании до 800 … 1000 оС нерастворимый ангидрит частично разлагается на оксид кальция, сернистый газ и кислород (с образованием соединения типа CaSO4×nCaO); размолотый в порошок, он приобретает свойства схватываться и твердеть вследствие наличия СаО (3…5%) – катализатора (высокообжиговый гипс, эстрих-гипс).
Технологический процесс производства гипсовых вяжущих из природного сырья включает его подготовку (дробление, помол гипсового камня) и последующую термообработку.
Для первичного дробления используют молотковые и щековые дробилки. Тонкое измельчение осуществляют в шахтных и шаровых мельницах.
|
|
|
Производство строительного гипса марок Г-2…Г-7, состоящего из b-полугидрата, осуществляется путём обжига сырья при нормальном атмосферном давлении при температуре 120 … 180оС в гипсоварочных котлах или в сушильных барабанах.
Гипсоварочный котёл – тепловой агрегат с внешним обогревом, обеспечивающий заданный температурный режим и непрерывное перемешивание заранее измельчённого материала. Продолжительность дегидратации (варки) гипса составляет от 50 мин до 2,5 ч.
В сушильном барабане гипс находится в прямом контакте с теплоносителем и обжигается в виде кускового материала (щебня). Таким способом можно получать как низкообжиговые, так и высокообжиговые гипсовые вяжущие. После обжига в сушильном барабане производится охлаждение и помол гипса.
Гипсовое вяжущее a-модификации (марок Г-10…Г-25) – «высокопрочный гипс» - получают в герметичных аппаратах под давлением в среде насыщенного пара. Обычно дегидратацию осуществляют в автоклаве под давлением 0,13…0,3 МПа, а сушку – в другом аппарате (например, в сушильном барабане) при 140…160оС. Иногда обезвоживание и сушку проводят в одном аппарате (например, демпфере).
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 64; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!