Где применяется гипс в строительстве

За последние столетия вкусы людей изменились кардинально. Дизайнеры используют новые стили в интерьере, или миксуют их между собой. Несмотря ни на что, классика всегда будет в моде. Неотъемлемый элемент в традиционной строительной отделке — гипс.

Отличительные свойства гипсового материала — прочность, однотонность окраски, пластичность. Эти качества позволяют без труда воплощать ваши любые идеи от лепнины с орнаментом до скульптур. Важно правильно эксплуатировать изделия, создать нужные условия хранения, с осторожностью реконструировать и тогда гипсовые товары будут служить столетия. Взгляните на храмы и дворцы как в России, так и во всём мире, где потрясающие интерьеры созданы с помощью гипса и алебастра.

Свойства строительного гипса

В состав гипса входят компоненты с множеством преимуществ, связи химических веществ очень прочные. Из-за такого сочетания вещество вполне можно назвать неповторимым материалом.

• Природное происхождение. Гипс — полностью экологичный материал, что даёт ему большое преимущество перед любым другим современным материалом. Изготовление — это и есть его добыча в природных условиях.
• Улучшенный влагообмен. В зданиях, где применена отделка из лепнины, воздух кажется чище, от этого и дышится легче, несмотря на то, что на улице высокая температура или наоборот, идёт дождь. Дело в том, что в водогипсовом отношении влага впитывается прекрасно, если вода в воздухе в достаточном количестве, тогда она отдается.
• Реставрация. Лепнину возможно полностью восстановить в отличие от стекла, камня, металла и древесины. В руках профессионалов после реставрационных работ лепнина может выглядеть идеально, несмотря на её годы. А вот с фарфором такое не пройдет, воссоздать отколотый кусочек у вазы не удастся так, чтобы это не было заметно, и ваза смотрелась как новенькая. А вот гипсовые изделия не выдают того, что к ним прикасалась рука мастера. Они всегда смотрятся отлично.
• Разнообразие декора.В руках профессионала гипс может принимать любую форму с самыми мелкими деталями в дизайне. Смело можно фантазировать: окрашивайте, патинируйте, грунтуйте или покрывайте любыми другими составами, которые придают блеск или создают иные визуальные качества. В отличие от других материалов, у гипса нет усадки, декор останется в первоначальном виде до момента, пока вы сами не захотите что-то изменить.

За прочность гипса и за срок его хранения мастера широко использовали его в декоративной отделке стен много столетий назад. Однако классический декор популярен и сегодня. Украшение стен лепниной имеет спрос среди обеспеченных людей, когда они украшают свои поместья. Также лепнина широко используется при строительстве храмов или иных культурных объектов (театры, музеи, консерватории, библиотеки). Гипс вписывается органично в архитектуру культурных объектов, это говорит об аристократичном вкусе дизайнера.

Как выбрать строительный гипс? Обзор

Где используют гипс

Используют гипс в повседневной жизни довольно часто:

Строительный гипс, алебастр история происхождения, производство где применяется, плюсы и минусы

• Внутренние отделочные работы — выравнивание потолков, внутренних и внешних стен помещений, вентиляционных коробов, в возведении перегородок;
• Производство барьеров против огня и звукоизоляционных конструкций;
• При изготовлении гипсокартона, арболита, сухой штукатурки, гипсостружечных и гипсоволокнистых плит и т.д.;
• Декор — архитектурные элементы, плитка, лепнина, сувенирные детали, дизайн ландшафта, оформление интерьера и т.д.;
• Реставрация лепнины и многих других изделий из алебастра;
• Составляющая гипсоцемента высшего качества.

Из чего делают гипс? Гипс и его характеристика

Нынешний строительный гипс или алебастр — составной элемент в приготовлении раствора, который производится традиционным путем термообработки гипсового камня, который добывается в карьерах. Обжигается минерал при температуре 150 — 180°С. После обработки следует стадия размола и просева, чтобы получился однородный порошок с разным размером гранул — крупные (иначе их называют грубыми), а также капсулы среднего и мелкого помолов.

С помощью мелкоячеистого сита определяют степень помола. Спустя 500 лет ничего не изменилось, способ остался таким же. Сначала просеиваются крупные гранулы, затем средние и после остаются мелкие. Этот остаток, который не прошел сквозь сито с отверстиями 0,2 мм, взвешивают.

• Индекс I получает материал, в котором крупных частиц осталось не более 23%. Этот помол и называют крупным.
• Индекс II — средний помол, где частиц крупных не более 14%.
• Индекс III — высококачественный мелкий помол. Здесь крупных частиц не должно быть более 2%.

Почему степень измельчения так важна? Чем меньше будут частицы гипса, тем лучше раствор будет засыхать. На приборе АДП-1 (ПСХ-2) устанавливают вердикт по качеству путем определения его удельной поверхности. Что касается раствора, то его вязкость определяется стандартом ГОСТ 125-79, и конечно, она зависит напрямую от степени помола. Размер частиц раствора влияет на водопотребность.

Для реакции полуводного алебастра до степени двуводного достаточно 18,6 % воды, однако такой раствор не подойдет для строительных работ. Нормальная вязкость раствора получается при добавлении 50 — 70 % воды (3-полугидрат). В случае, когда нужен густой раствор, достаточно добавить 35 — 45% воды. Также можно использовать ускоритель схватывания гипса для быстрого результата.

Алебастр. Срок годности

После высыхания гипс меняется в объёме. Как вы могли подумать, объём уменьшается, но в случае с гипсом он увеличивается. Деформация достигает до 1 %. Плотность алебастра особенно не отличается от гипса, разница в помоле. В случае производства скульптур из лепнины, это будет только плюсом, потому что, увеличиваясь и заполняя формы, рисунок получается идеальным и чётким.

За расширение в составе отвечает компонент ангидрит. Гипс, который обжигали при повышенных температурах, в большей степени подвержен деформации. Показатели снижаются несколькими способами:

• Увеличить объем воды в растворе;
• Добавить в состав замедлитель твердения;
• Ввести однопроцентную негашеную известь до 0,1%.

Гипс может потрескаться из-за неправильного замешивания раствора или во время создания масштабных изделий, когда используется большой объем материала. Избежать данной ситуации можно с помощью минеральных добавок.

Рассчитав раствор неправильно в соотношении пластичности при гнущих нагрузках, есть вероятность пластических деформаций. Из-за высокого уровня влажности увеличивается и ползучесть гипса. Снижают пластические изменения пуццолановые гидравлические присадки совместно с портландцементом.

Прочность гипса

В народе плотность гипса считают невысокой и воспринимают как достаточно хрупкий материал. При воздействии под определенным углом он и правда легко раскалывается. В то же время, прочность гипса на сжатие велика, именно он может выдержать такие нагрузки. Это отличительное свойство строительных материалов.

Нормальные свойства современного гипса прописаны в ГОСТ 23789—79 и ГОСТ 125—79. Гипс — материал непростой, чтобы его понять, важно знать некоторые свойства, характеристики и разновидности, которые напрямую влияют на прочность.

• Предел прочности гипса на сжатие. Специалист определяет прочность полуводного гипса путем изготовления раствора из бруска размером 4х4х16 см. Гипс застаивается 2 часа, после все детали собирают и проверяют на сжатие и изгиб. Приемлемый предел прочности готовых материалов делится на 12 марок: от Г-2 до Г-7, от Г-10 (шаг 3 до Г-25).
• Совокупная оценка. На упаковке есть обозначения А, В и С, что говорит о дополнительной скорости твердения гипса, также написана и степень помола. Индекс III имеет высшую категорию качества с характеристикой от Г-5. Для производства керамических и фарфорово-фаянсовых изделий гипс отбирают тщательно, требования к нему особые. Выбирайте марку компаний гипса со схватыванием 6-10 минут, не более 1% тонкость помола, от Г-10, 30% водопоглощение, расширение после засыхания не более 0,15%.
• Гипс и пористость. Объем пор от 40% до 60% в готовых твердых гипсовых изделиях. Чем больше добавить воды в раствор, тем больше будет количество пор, и прочность изделия — ниже. Важно соблюдать нормы изготовления строительного раствора. Перед подготовкой рассчитайте объём воды в материале, всё будет зависеть от размера частиц гипса. Чем мельче степень помола, тем больше воды заберёт смесь. В данном случае, от увеличения воды в пределах ГОСТ, прочность материала не изменится, а даже увеличится. Мастера предпочитают гипс с мельчайшим помолом для изделий с высокой степенью сжатия.
• Вода и гипс. Прочность алебастра можно повысить до 300% с помощью уменьшения водогипсового отношения до 0,4. По этой причине мастера выбирают материал с невысокой водопотребностью. Путём добавления специальных компонентов, например, синтетических жирных кислот или водорастворимых полимеров, схватывание замедляется. Густота смеси снижается до 15%, поэтому повышается прочность готового раствора.
• Прочность на растяжение. Нет единого показателя предела прочности гипса на сжатие или растяжение готовых товаров. Важно понимать, что алебастр лучше подается сжатию, а растяжение материал выносит в 10 раз хуже. Его не следует использовать в местах, где может измениться характеристика основы.

Как влажность влияет на прочность гипса?

Нельзя оставить без внимания то, как влажность влияет на прочность. Чем выше уровень влаги в помещении, тем ниже прочность гипса на сжатие. Если влага гипса повысилась всего на 1% (при уровне влажности 90-100%), прочность снижается сразу до 70%. А на 50% прочность снижается при водонасыщении до 15%. Влагонасыщение в 40% разрушает изделие.

Лепнина с повышенной плотностью переносит влагу намного лучше. Однако не стоит сомневаться в том, что гипсовый материал легко разрушать. Если изделие напиталось излишней влагой, нужно аккуратно положить его в сухое помещение и просушить, и всё вернется в прежнее состояние.

Показатель размягчения

Степень зависимости от влагонасыщения материалов из гипса определяется показателем размягчения. Формула: сначала изделия напитывают влагой, после высушивают и вычитают соотношение полученных показателей. Итог зависит от плотности изделия с показателями от 0,3 до 0,5, как упоминалось ранее, чем жёстче был раствор, тем выше результат. Нужно учесть, что после применения органических добавок прочность ухудшается, а минеральные присадки не сильно влияют.

Срок годности гипса

Хранение гипса происходит в мешках или ящиках россыпью, их держат на стеллажах выше 50 см, потому что правила хранения сухих порошков требуют максимально низкого уровня влажности. Срок годности гипса строительного должен соответствовать ГОСТ 2226-75. Для сохранения материала в первозданном виде обязательно действуйте по правилам. Порошки, которые используют в фарфоровой и керамической промышленности, хранить россыпью нельзя.

У полуводного гипса есть свои сроки хранения, поэтому при покупке материала обращайте внимание на дату производства. Если гипс будет храниться слишком долго, его свойства изменятся.

Что представляет процесс?

• Сухой и свежий минерал взаимодействует с влажным воздухом, после оболочка частицы полуводного гипса происходит молекула двугидрата.
• После замешивания такого гипса вы заметите, что он дольше застаивается, потому что пленка полугидрата не даёт связаться с водой.
• Готовые слепки намного прочнее, если водопотребность снизить.

Длительная выдержка усложняет процесс.

• К перегидратации порошка приводит увеличение толщины плёнки двугидрата.
• После увеличения водопотребности снижается срок, прочность и пластичность.

Исходя из информации выше: для работы лучше всего подойдёт свежий алебастр, срок хранения которого 1-2 месяца.

Из чего делают гипс и раствор

Перед тем как замесить раствор, подготовьте всё для работы. Смесь застывает очень быстро, поэтому для получения ожидаемого результата, нужно делать всё своевременно.

Техника правильной заливки форм.

• Нужно приготовить 2 части гипса и 1 равную часть воды. Для начала налейте воду в ёмкость. Равномерно вмешивайте сухой порошок, и тщательно размешивайте состав деревянным предметом или миксером строительным. В среднем смесь застывает от 4 до 30 минут, время зависит от размера частиц алебастра.
• Растворите клей животного происхождения в воде. В приготовленную смесь добавьте не более 2% клея. Если время застывания нужно продлить, тогда смело добавляйте известковый раствор.

Берите во внимание, что алебастр при застывании расширяется не более чем на 1%, об этом мы писали выше.

Сроки схватывания гипса и как их регулировать

Мы уже упоминали, что раствор гипса имеет свойство быстро затвердевать, но и этот процесс тоже можно урегулировать. Для начала мастер должен определить, что ему нужно: ускорить схватывание гипса или замедлить процесс. Если он изготавливает изделия в форме (отливка), то процесс затвердевания обязательно должен быть быстрым. Выбирайте материалы, которые соответствуют вашим запросам и качеству. Во время отделочных и реставрационных работ требуется низкая скорость застывания, которая необходима для выполнения нужных действий.

Растворы различаются по времени застывания.

• Твердеющий быстро — время процесса 2-15 минут с начала изготовления раствора.
• Твердеющий нормально — время процесса 6-30 минут.
• Твердеющий медленно — более 20 минут.

Срок схватывания зависит сразу от нескольких факторов:

• Измельчение частиц (чем они мельче, тем быстрее скорость);
• Полуводный гипс с элементами двугидрата схватывается заметно быстрее.
• Температура и длительность прокалывания сырья влияет на технологию изготовления;
• Раствор и температура сырья: холодный замес затвердевает дольше, чем разогретый на 40-45°. Если раствор перегреть до 90°, он потеряет свойства растворимости полуводного гипса, т.е. больше не перейдёт в состояние двугидрата, это значит, что застывание невозможно.
• Количественное соотношение воды и гипса. Это значит, что чем меньше добавить воды, тем быстрее пройдет затвердевание;
• Свойства и насыщенность замешивания;
• Дополнительные добавки в составе: опилки, песок, шлак, специальные химические добавки и полимеры уменьшают срок затвердевания раствора.

Добавки для гипса. Как выбрать?

В строительных магазинах представлен широкий ассортимент добавок для смесей. Они различаются по составу и принципу действия. На случай, если вы делаете смесь самостоятельно, учитывайте правильное соотношение веществ (пропорции), нужно верно всё соблюсти. Если пренебречь требованиями, качество раствора станет заметно хуже: уменьшится твёрдость, способность впитывания влаги и удержания сырости увеличится, пластичность раствора так же уменьшится.

Улучшение раствора гипса. 5 видов добавок.

Смазки матриц

Перед работой с гипсом нужно купить специальную смазку для форм. Она будет помогать беспроблемному разделению слепка и матрицы.

• Для разделения гипса от гипса растворите в керосине стеарин и парафин.
• В производстве рельефов с непростыми узорами применяйте мыльную пену, кальцинированную соду, медный купорос и поташ.
• Для изготовления гипсовых изделий в больших объёмах лучше растворить в ацетоне эпоксидную смолу и использовать её.
• Промышленные смазки изобрели для всех видов изделий.

Если вы замешиваете гипс в домашних условиях, в качестве смазки используйте кальциевое мыло. Приготовить его можно так: 7 стаканов воды смешайте с 1 бруском масла и 2 кусками мыла (7:1:2).

Увеличить твердость алебастра

Твёрдость — это способность вещества сопротивляться проникновению более твёрдого материала. В быту это помогает уберечь изделия от неосторожного воздействия, разрушения и царапин. Мастера добавляют в раствор разные компоненты, чтобы материал был как можно твёрже. У каждого есть свой профессиональный рецепт замеса алебастра. Ниже самые популярные из них:

• Добавьте в гипс окись кальция (известь). Высушите изделие в комнатной температуре.
• Пропитайте только что изготовленный декор жидкостью борнокислого аммония 5% и просушите при температуре 30 градусов.
• Добавьте кремниевой кислоты — не более 50% — в воду для замеса. В последствии нагрейте отливку не более 60 градусов.
• Используйте в растворе бур, после обработайте формы хлористым барием и разогретым мыльным раствором.
• Обработайте отливки эссенцией глауберовой соли.
• Пропитайте готовый алебастр железным или медным купоросом.
• Выдержите в эссенции алюмокалиевых квасцов изделие в течении суток, а после прогрейте материал до 550 градусов.

Как увеличить срок хранения гипса

Гипс прослужит долгие и долгие столетия при правильном обращении (соблюдении норм влажности и температуры) и профессиональной реставрации. Лепнины из алебастра повредит постоянная сильная влажность с весомыми перепадами температур или влияние резких порывов ветра, и, конечно, полное нахождение в воде.

Увеличить водостойкость материалов возможно несколькими способами:

• уплотните готовую смесь;
• примените различные добавки, о которых мы говорили выше (кремний, смолы, пуццолановые добавки, портландцемент, гранулированный шлак);
• обработайте поверхность влагоотталкивающими растворами (баритовое молоко, синтетическую смолу, гидрофобные составы).

Выбирайте только качественный металл для основы, эта важная составляющая несет опасную разрушительность. При взаимодействии железа и влаги появляется ржавчина, в итоге коррозия увеличивается в объёме и начинает рушить конструкцию изнутри. Используйте только нержавеющие материалы в любых железных элементах. Детали обязательно должны быть обработаны специальными антикоррозийными средствами.

Такая стихия, как огонь не страшна алебастру. Разрушение начинается только после 5 часов постоянного воздействия, а в современном мире этот факт не стоит учитывать.

Взаимодействие с гипсом требует отличных знаний в химии. Несмотря на доступность и относительно низку цену гипса, истинных мастеров в этой профессии очень мало. Залить гипсом готовую форму может любой человек — от мала до велика. Но создать качественную лепнину, которая будет служить многие столетия и не разрушаться, может только профессионал с большим опытом работы и арсеналом своих личных рецептов раствора.

Источник lepart.su

Гипс как сырье

Легкий и экономичный в работе гипс применяется человечеством веками. Сегодня гипс – это один из самых распространённых строительных материалов. Он используется для декоративной отделки стен и потолков в современном дизайне интерьера, для производства гипсокартона, штукатурок, наливных полов, клеев и т.д.

Свое название гипс получил от греческого «γύψος» (gypsos). Именно греки одни из первых стали применять гипс в строительстве.

В Древнем Египте гипс использовался как раствор или штукатурка, а алебастр или селенит (разновидности гипса) — для изготовления статуэток, ваз, предметов интерьера и прозрачных пластин, которые устанавливались вместо оконного стекла. Римляне обнаружили, что при сильном нагреве гипса выделяется влага и получается идеальная штукатурка.

ФОРМУЛА И СТРУКТУРА ГИПСА

Гипс — это сульфат кальция (CaSO4), который может присутствовать в разных модификациях с кристаллической водой (Н2О):

Химический состав чистого гипса:

Химическая формула для гипсового вяжущего такая же, как и для натурального гипса — CaSO4*2 Н2О. Поэтому, как и натуральный гипс, строительный гипс является биологически качественным, абсолютно безопасным строительным материалом.

Гипс кристаллизуется в моноклинной сингонии. Поэтому кристаллы имеют пластинчатый, а иногда столбчатый или игольчатый (волокнистый) облик.

Мы видим на рисунке, что связанные между собой ионы Са 2+ и две анионные группы SO4 2- формируют двойные слои, окруженные молекулами воды. Таким образом ионы Са окружены двумя молекулами воды и шестью ионами кислорода группы SO4, и образуется спайность по плоскости симметрии, располагаясь как пластинки или столбики в блестящие каскады.

СВОЙСТВА ГИПСА

Согласно генетической классификации горных пород гипс относится к породам осадочного происхождения. Действительно, гипс образовался путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.

Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. В природе встречаются также чешуйчатые породы гипса, самый знаменитый и ценный представитель которых «роза пустыни», стоимость некоторых экземпляров этого камня может достигать на аукционах сотни Евро.

Выдающиеся свойства и особенности гипса делают его важным минеральным строительным материалом, незаменимым для строительства современных зданий и сооружений.

По цвету кристаллы гипса различают от бесцветных и белых, до красноватых, желтоватых, бурых, голубых и серых тонов. Оттенок гипса зависит от примесей и включений, которые в небольшом количестве распределенные в гипсе не ухудшают свойства породы.

Гипсовые кристаллы при изломе характеризуются занозистым эффектом, а сама порода имеет стеклянный блеск.

Плотность гипса — 2300 кг/м 3 .

Твердость по минералогической шкале Мооса — 1,5 — 2. Согласно данной шкале тальк имеет твердость — 1, алмаз — 10.

Горная порода гипс

Горная порода гипс относится к породам осадочного происхождения. Образуется путем кристаллизации из перенасыщенной сульфатом кальция морской воды или как сульфидный продукт выветривания.

Селенит

Селени́т — морфологическая разновидность минерала гипс, отличается характерным параллельно-волокнистым строением агрегатов. В англоязычных источниках термин «селенит» (Selenite) принято использовать для обозначения всех прозрачных кристаллов и агрегатов гипса.

Алебастр

Алеба́стр (от греч. ἀλάβαστρος) — название двух различных минералов: гипса (диаквасульфата кальция) и кальцита (карбонат кальция). Первый — алебастр (алавастор), которым мы пользуемся в наши дни; второе — по большей части название материала в античности.

Гипсовый минерал «Роза пустыни»

«Роза пустыни» — нарицательное название разновидности минерала гипса, имеющего характерные сростки кристаллов гипса с примесями песка (розеток), внешне напоминающие цветок розы.

ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА

Помимо химически связанной (кристаллизационной) воды, гипс имеет и химически несвязанную (гигроскопическую) влагу

Она собирается на поверхности и в порах гипсового камня. Это же свойство сохраняется и в строительном гипсе, и в изделиях на его основе.

Как видно в разделе выше, в составе гипса содержится почти 21% воды. Поэтому материалы на основе гипса отличаются повышенными характеристиками в области огнезащиты и пожарной безопасности. Например, при нагревании гипсокартонного листа, толщиной 12 мм с 1 м 2 поверхности испаряется 2,5 л кристаллизационной воды. Для подогрева и испарения этого количества воды нужно более 7 000 КДж теплоты. Пока вся вода не испарится, температура изделия не превысит 100-110°C!

СУХИЕ СМЕСИ

3 дня, 20% теории, 80% практики

Номенклатура материалов и комплектных систем КНАУФ

Возможности и преимущества систем сухого строительства и штукатурных работ. Правильный подбор продукции КНАУФ для решения различных строительных задач.

Источник www.knauf.ru

Свойства строительного гипса, характеристики и его применение

Что общего между недавно найденным древнеегипетским саркофагом и современными настенными покрытиями? И то, и другое сделано из одного материала. Сейчас его принято называть строительным гипсом. Информация из этой статьи поможет понять, почему его ценят мастера и архитекторы на протяжении нескольких тысячелетий.

Определение и основные характеристики

Строительный гипс – это природный минерал из класса сульфатов. Его химической формула CaSO4·2H2O (гидрат сульфата кальция). Так как в молекуле вещества содержится 2 атома воды, его также называют диаквасульфат кальция.

Мелкокристаллическая структура с большим количеством пор является и положительным качеством (дает легкость и устойчивость к высоким температурам), и отрицательным (не обеспечивает прочность и влагостойкость).

Оптимальная пористость изделия после отвердевания составляет 40-60%. Если она выше, изделие становится менее прочным и легко разламывается. Пористость зависит от количества воды, использованного при замешивании раствора.

Удельный вес материала – 2,6-2,75 г/см³. Плотность в рыхлом состоянии – 800-1100 г/м³, при уплотнении может достигать 1450 кг/м³.

Что представляет собой строительный гипс внешне? Это порошок довольно мелкого помола, обычно белый или сероватый, иногда с желтым или розовым оттенком. Запах очень слабый, усиливается при добавлении воды.

Жидкий раствор (тесто) представляет собой серую массу со специфическим запахом. После высыхания приобретает белый или светло-серый цвет, поверхность готового изделия гладкая на ощупь.

Марки

В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см.

После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.

В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:

• Низкообжиговые – к ним относятся строительный, формовочный и высокопрочный.
• Высокообжиговые – созданные при высоких (до 1000°C) температурах эстрихгипс и ангидритовый цемент.

Технология производства

Месторождения природного гипса бывают осадочными, остаточными или метасоматическими (по типу формирования). В России крупные месторождения в основном осадочные. При разработке большинства залежей добыча ведется карьерным способом, но из-за природных условий на некоторых месторождениях приходится применять камерно-столбовой метод.

Добытое сырье доставляется на завод по переработке. Там оно измельчается сначала на шнековой дробилке, а затем на молотковой мельнице. После этого полученный порошок сушится и подвергается термической обработке – обжигу в специальных варочных котлах. Это самая распространенная технология производства строительного гипса, но есть и другие. Например, обжиг может проводиться во вращающихся печах или в мельницах совмещенного помола и обжига.

Чаще всего обжиг проходит при температуре 150-180°C. Сушка происходит двумя способами:

• В отрытой печи – вода выходит в виде пара. Полученный в результате β-гипс по структуре волокнистый с рыхлой кристаллической решеткой. Он довольно пористый, причем поры находятся и между волокнами, и внутри кристаллов. Его обычно используют в строительстве в качестве формовочного или вяжущего сырья.
• В автоклаве – вода выводится капельным методом. При обработке с высоким давлением влага начинает выделяться уже при малых (от 60°C) температурах. В результате получается менее пористый и более прочный алебастр, который можно измельчить в тончайший порошок. Также автоклавный метод дегидрации позволяет уменьшить количество примесей и получить очень чистый результат. Он заметно дороже, поэтому его используют в основном в медицине, например, для стоматологических слепков, и искусстве – скульптуры и декор из него выглядят аккуратно и получаются более прочными.

После обезвоживания химическая формула выглядит как CaSO4·0,5H2O. Полученный полуводный гипс измельчают в мелкий порошок и фасуют в бумажные или полиэтиленовые мешки.

Алебастр – другой материал или тот же?

Из-за возникающей временами путаницы нужно знать, чем строительный гипс отличается от алебастра. Недавно даже по ГОСТу они считались одним материалом, но сейчас принято их различать.

Во-первых, алебастром называют карбонат кальция (кальцит). Это довольно твердый минерал, который при этом хорошо поддается обработке. Именно из него мастера Древнего Египта и Греции создавали свои алебастрово-белые творения – скульптуры и сосуды, а средневековые строители использовали тонкие пластины алебастра вместо оконных стекол. В качестве отделочного и поделочного камня используется алебастр-оникс – разновидность природного алебастра с красивым мраморным рисунком. Сейчас его добывают в Северной Африке, Мексике и США.

Второе вещество, называемое алебастром – гипсовый алебастр, он же диаквасульфат кальция, то есть двухводный β-гипс. Его используют в строительстве как самостоятельный материал, вяжущую добавку и как сырье для производства строительных плит и блоков. Основное отличие алебастра от строительного гипса – ограниченная сфера употребления. Он не подходит для медицинских работ и производства формовочных изделий.

Фасованные мешки алебастра и гипса

Правильное хранение

За счет пористой структуры минерал легко впитывает влагу, поэтому существует ряд требований к его упаковке и хранению. Раньше основной упаковкой были бумажные мешки. Сейчас все чаще встречаются прочные мешки из полиэтилена, которые можно герметично закрыть, чтобы исключить попадание в порошок влаги. Но даже плотно упакованный порошок рекомендуется хранить в сухом вентилируемом помещении и избегать контакта мешков с землей.

Хранение строительного гипса

Даже правильно хранившийся порошок со временем слеживается и утрачивает свои свойства, но истечение срока годности не означает, что его нельзя использовать. Из-за такой неопределенности опытные мастера перед применением строительного гипса проводят его проверку. Для этого 100 г порошка разводят водой до густоты сметаны и наносят на гладкую поверхность с низкой адгезивностью, лучше всего металлическую или стеклянную. Если период затвердевания соответствует норме, смесь можно использовать без опасений.

Подготовка к нанесению или формовке

Смешиваясь с водой, полуводный гипс снова становится двухводным. Возникает вопрос: а зачем тогда нужны сушка и измельчение, если в итоге все возвращается к началу? Дело в том, что после обработки мелкокристаллическая структура материала становится более равномерной, уменьшается его пористость. Изделия из такого сырья крепче и долговечней, чем произведенные из необработанного.

Для получения рабочего раствора (теста) порошок аккуратно, небольшими порциями, засыпают в воду, непрерывно размешивая. Пропорции рассчитываются, исходя из чистоты сырья, тонкости помола, температуры воды. Нередко информацию о рекомендуемых пропорциях можно найти на упаковке, но как разводить строительный гипс, если такой информации нет?

В таких случаях действует усредненная формула: нужно взять 1 часть сухой смеси и 1 или 1,25 часть воды. В результате получится умеренно густое тесто, подходящее для большинства работ. Чем меньше воды, тем плотнее и прочнее получится изделие. Количество жидкости уменьшают с помощью специальных добавок: это может быть известь с глюкозой или мелассой, сульфитно-спиртовая барда и др.

Разведение строительного гипса

Разведение строительного гипса

Готовую смесь используют сразу после приготовления. Повторное перемешивание начавшей схватываться смеси не сделает ее пригодной для работы – наоборот, это ухудшит ее свойства и после застывания поверхность изделия или оштукатуренной стены быстро начнет трескаться и разрушаться. Попытки «обновить» готовую смесь добавлением воды или новой порции порошка приведет к таким же результатам.

Сроки схватывания

Строительный гипс относится к быстросхватывающимся вяжущим. В зависимости от марки, помола, количества воды для затвора, наличия примесей и добавок сроки схватывания могут изменяться.

По срокам схватывания он разделен на группы:

• А – 2 минуты до начала, 15 минут до конца схватывания. Этот вид называют быстросхватывающимся.
• Б (марки с Г-2 по Г-7) – процесс начинается через 6 минут и заканчивается через 30. Это нормальносхватывающееся вяжущее – подходит для большинства строительных и отделочных работ.
• В – начало схватывания через 20 минут. Сроки окончания не нормируются, поэтому определить, сколько застывает строительный гипс медленносхватывающегося типа, можно только после проверки конкретной партии.

Изменение сроков схватывания

Обычно для затвора теста используют холодную воду. Теплая (40-45°C) вода ускоряет процесс схватывания, а использование горячей (90-100°C) воды останавливает его – при высоких температурах не происходит растворения полугидрата.

При выполнении некоторых работ требуется раствор с увеличенным или уменьшенным сроком схватывания. В таких случаях используют различные добавки. Их условно разделяют на 4 класса:

1. Изменяющие растворимость без вступления в химическую реакцию. К таким относятся аммиак и этиловый спирт, замедляющие отвердевание. Некоторые из них, например, хлорид натрия, при изменении концентрации могут ускорить процесс.
2. Образующие труднорастворимые соединения в виде своего рода защитной пленки на поверхности вещества и тормозящие переход полугидрата в дигидрат. Для гипса это борная кислота, фосфат натрия, бура.
3. Центры кристаллизации, ускоряющие отвердевание. Например, фосфат СаНРО4 * 2Н2О – садоводам он известен как удобрение преципитат.
4. Поверхностно-активные добавки, пластификаторы. В процессе адсорбции делают тесто более подвижным и уменьшают количество воды, нужной для затвора. Это известково-клеевой замедлитель, сульфитно-дрожжевая бражка, кератиновый замедлитель.

Скорость отвердевания можно замедлить и добавлением примесей-наполнителей. Это могут быть песок, опилки, шлак, другие мелкофракционные вещества.

Сроки высыхания

Отвердевание гипса происходит с выделением тепла, то есть это экзотермическая реакция. Это способствует тому, что за время высыхания он немного (до 1%) увеличивается в объеме. Это отличает его от других вяжущих, в том числе цемента, которые при отвердевании дают усадку.

Первая стадия отвердевания – схватывание. Полужидкая масса густеет, теряя пластичность, и становится более плотной. На второй стадии раствор становится твердым, но сохраняет рыхлую структуру. На третьей, финальной, стадии вместе с испаряющейся водой уходит рыхлость и материал окончательно твердеет, становясь прочным.

Сколько строительный гипс сохнет до полного отвердевания, зависит от марки, количества взятой для затвора воды и наличия добавок. В основном он набирает прочность через 20-30 минут после нанесения или отливки, а окончательное высыхание происходит через 2 часа.

Изменение прочности

Подготовленный для формовки, отделочных или строительных работ гипс может содержать примеси – песок, опилки, торф, костра – из-за чего он становится менее прочным. Особенно сильно прочность снижают органические наполнители. Но таким образом повышается адгезивность, то есть улучшается сцепляется с другими поверхностями.

Повысить прочность готового изделия можно с помощью других добавок. Это может быть негашеная известь, действующая как катализар ангидрита, или сульфитно-дрожжевая бражка, изменяющая процесс кристаллизации.

Достоинства

При выборе стройматериалов всего решающими факторами становятся его цена, простота в работе и быстрое отвердевание. Но стоит учитывать и другие, не менее важные характеристики строительного гипса:

• Экологичность. Полностью натуральный материал, гипоаллергенный, не содержит вредных веществ. Помогает поддерживать в помещении благоприятный микроклимат.
• Долговечность. Постройки из него выдерживают не менее 15-20 циклов замораживания-оттаивания. В условиях сухого климата без резких перепадов температуры строения и изделия сохраняются особенно хорошо.
• Пожарная безопасность. Сам по себе минерал не горюч, способен выдерживать длительное воздействие температуры в 600-700°C, а выделение влаги при воздействии высоких температур замедляет распространение огня.
• Низкая теплопроводность. Может использоваться для утепления помещений.
• Легкость. При высокой прочности у него низкая плотность, всего 1200-1500 кг/м³. Благодаря этому он вдвое легче цемента.
• Доступность. Среди вяжущих гипс – самый доступный. Его легко добыть, а при обработке он не требует сложных или энергоемких технологий.

Недостатки

Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:

• Гигроскопичность. Из-за пористой структуры минеральное сырье впитывает большое количество воды. Это свойство ограничивает применение строительного гипса во влажной среде.
• Низкая влагостойкость. В результате намокания высока вероятность деформации изделия или постройки.
• Коррозия металлической арматуры, проложенной внутри строительных блоков. Поэтому для армирования построек лучше использовать натуральные волокнистые материалы – дерево, камыш и пр.
• Низкая прочность. Побочный эффект пористой структуры. Гипсовое покрытие легко поцарапать, причем иногда для этого даже не нужны инструменты.

Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.

Варианты применения

Гипс используется в строительстве самостоятельно и в качестве добавки к цементным смесям для повышения вязкости и лучшего сцепления с поверхностью. Также он нужен для изготовления строительных материалов. В их числе:

• Гипсокартон – состоит из двух слоев картона, между которыми находится сердечник из гипса с наполнителями. Широко используется для создания межкомнатных перегородок, арок, декоративных потолков.
• Гипсоволоконные плиты – монолитные листы с добавлением волокон целлюлозы. От предыдущего материала отличаются повышенной прочностью и возможностью использовать во влажных помещениях (для этого подойдет влагостойкая разновидность).
• Гипсостружечные плиты – относительно новый материал, пока не получивший особого распространения на российском рынке. Состоят на 80% из CaSO4·2H2O и на 15% из древесной стружки. При изготовлении не используются отходы деревообрабатывающих производств – только особым образом измельченная окоренная древесина. Такие плиты подходят для внутренних отделочных работ. К перегородкам из них можно смело крепить мебель, так как по прочности они превосходят остальные варианты.
• Пазогребневые плиты – используются для возведения межкомнатных перегородок и облицовки. Их производят из разных материалов, но разновидность на основе дигидрата сульфата кальция особенно удачна. Она достаточно прочная, с малым весом и высоким уровнем звукоизоляции, безопасная – хороший ответ на вопрос, для чего нужен строительный гипс в составе. Выпускаются влагостойкие виды.
• Штукатурки – пластичные, легкие в работе, высокоадгезивные и не дающие усадки. Экономно расходуются, позволяют получить ровную, гладкую поверхность. Улучшают звуко- и теплоизоляцию помещения.

Применение строительного гипса в качестве штукатурки

Изделия из гипса

Также распространено его применение в областях, далеких от строительства. К примеру, это удачное сырье для изоляционных материалов в нефтяной отрасли.

Источник atlantlepnina.ru