Строительные гипсы
Строительные гипсы — это строительный материал, применяемый для штукатурных и стяжечных растворов. Строительные гипсы не содержат гидравлических составляющих, как, например, цемент. Поэтому они твердеют только на воздухе.
В качестве сырья применяется гипсовый камень. В природе он встречается как содержащий кристаллическую воду сульфат кальция. Одна молекула сульфата кальция связывает две молекулы воды как кристаллическую воду. Это обозначают как сульфат кальция — дигидрат (CaS04 • 2Н2О). Гипсовый камень обжигается в ротационных туннельных печах в области низких температур при 300 «Сив области высоких температур до 1000 °С. При этом из гипсового камня частично или полностью удаляется кристаллическая вода (рис. «Количество кристаллической воды в гипсе»).
Обжиг в области низких температур до 300 °С:
CaS04 • 2Н2O + тепло ———————► CaS04 • 0,5Н2О + 1,5Н2O
Дигидрат-сульфат кальция Полугидрат-сульфат кальция
Обжиг в области высоких температур свыше 300 °С:
CaSO4 • 2Н2О + тепло ———————► CaS04 + 2Н2О
Дигидрат-сульфат кальция Сульфат кальция
Строительные гипсы порошкообразны и имеют цвет от белого до серого. При смешивании гипсового порошка с водой гипс воспринимает воду при бурной реакции и при этом нагревается.
Смешивание:
CaSO4 • 0,5Н2О + тепло + 1,5Н20 ———————► CaSO4 • 2Н2О + тепло
Дигидрат-сульфат кальция Полугидрат-сульфат кальция
У строительных гипсов время укладки от замешивания до начала твердения — короткое. В зависимости от вида гипса оно составляет от 8 до 25 минут. За это время гипсовый раствор должен быть выработан. При начале твердения он уже набирает около 40% своей конечной прочности. Начиная с этого времени гипс уже нельзя дальше укладывать, даже при дальнейшем добавлении воды.
Начало твердения может быть отодвинуто с помощью химических добавок при изготовлении. Аналогичное действие достигается при замесе гипсового раствора с добавкой небольшого количества воздушной извести. Теплая вода затворения и остатки старого гипса на инструментах и в корыте для раствора существенно уменьшают время переработки.
Время твердения строительных гипсов — от 1 до 20 часов. Избыточная вода затворения, которая не используется для кристаллизации, испаряется. При твердении гипсовый раствор немного расширяется и поэтому образует глухие штукатурные поверхности.
Гипсовые штукатурки могут воспринимать и отдавать влагу. Однако их структура при частой смене влажного и сухого состояния может разрушаться. Такие же повреждения будут иметь место, если гипсовые детали постоянно подвергать воздействию воды. Металлические детали в гипсовой штукатурке, как, например, стальные закладные детали, сетка-рабица и подвески, могут корродировать. Поэтому они должны иметь защиту от коррозии.
Строительные гипсы без добавок по DIN 1168
Формовочный гипс получается обжигом в низкотемпературной области и состоит преимущественно из сульфата кальция — полугидрата. Он применяется для штукатурных, формовочных работ и работ с сеткой-рабицей, для внутренней штукатурки и для изготовления гипсовых строительных плит. (рис. «Виды гипса по температуре обжига»)
Штукатурный гипс получается при обжиге в высоко- и низкотемпературной области и состоит из сульфата кальция — лолугидрата. Он начинает схватываться уже через 3 минуты, однако его можно значительно дольше использовать как формовочный гипс. Штукатурный гипс применяется для внутренней штукатурки и работ с сеткой-рабицей.
Способность гипса воспринимать воду, а также содержание кристаллической воды являются преимуществом при защите от пожаров. Вовремя пожара воспринятая вода и освобождающаяся кристаллическая вода образуют защитную зону из водяного пара вокруг оштукатуренных строительных конструкций. Гипсовые штукатурки толщиной не менее 15 мм считаются огнезащитными.
Если к формовочным или штукатурным гипсам на заводе добавляются специальные удерживающие добавки и наполнители, то гипсы получают определенные свойства.
Удерживающие добавки — это материалы, которые положительно влияют на такие свойства гипса, как консистенция, удерживание (сцепление) с оштукатуриваемой поверхностью или время твердения.
Наполнители, такие, как песок, вспученный перлит и вспученная слюда, могут добавляться для повышения количества материала.
Ненормированные строительные гипсы
Гипс для стяжек обжигают при температуре 1000 °С в области высоких температур, и он больше не содержит кристаллической воды. Он состоит из ангидрита (CaSO4) и небольшого количества жженой извести (СаО). Так как сам ангидрит не может воспринимать воду, то составляющая жженой извести действует как возбудитель. Стяжечный гипс имеет время твердения 20 часов, и он значительно тверже, чем прочие гипсы. Прочность на сжатие должна достигать не менее 25 Н/мм2.
Мраморный гипс — это штукатурный гипс, который пропитан квасцами (двойное количество) и еще раз обожжен. Этот чисто-белый гипс твердеет медленно и достигает высокой прочности. Он может смешиваться с красками. Затвердевший мраморный гипс (искусственный мрамор) может шлифоваться и полироваться и имеет вид настоящего мрамора.
