Маркировка гипсовых вяжущих веществ

Для строительных изделий и декоративных деталей рекомендуется применять гипс марок Г-2…Г-7 всех сроков твердения и степеней помола. Для производства штукатурных работ, затирки швов и для специальных целей применяют гипс марок Г-2…Г-25 нормального и медленного твердения, среднего и тонкого помола.

Вяжущие высшей категории для строительных изделий должны иметь прочность не ниже Г-5, максимальный остаток на сите №02 не более 12 %.

2.2.2. Основы технологии гипсовых и гипсобетонных изделий

Гипсовые вяжущие применяют при производстве гипсовой штукатурки, перегородочных стеновых плит (гипсолит) и панелей, стеновых камней, деталей, гипсовых сухих строительных смесей. Ангидритовый цемент применяют для устройства бесшовных полов, оснований под чистые полы ( в том числе сборных), в производстве легких бетонов и искусственного мрамора. Эстрих-гипс применяют аналогично ангидриту при устройстве полов.

Гипсолит – (гипсовые перегородочные плиты) в соответствии с требованиями ГОСТ выпускают толщиной 80…100 мм и длиной 800 мм. Торцевые и боковые грани выполняют в виде полукруглых желобков или пазов и гребней, заполняемых строительным раствором при сборке перегородок. Плиты изготавливают из гипсового теста и гипсобетонных смесей с заполнителями из древесных отпилок и волокон до 3 % по массе. Компоненты смешивают с водой в гипсомешалке при скорости вращения винтовых лопастей 600…1000 об/мин. Изделия формуют на карусельной машине в спаренных раздвижных формах. Стол машины вращается вокруг вертикального вала. При этом каждая из форм поочередно устанавливается под мешалкой. За один оборот в течение 7 мин машина формует 56 плит. За этот период гипсовая смесь должна схватиться и изделия выталкиваются из форм. Для обеспечения схватывания в период 5…6 мин гипс затворяют теплой водой ( Т=35…40 °С). Для ускорения сэхватывания в состав массы вводят 2…3 % вторичного двуводного гипса. Отформованные изделия сушат в тоннельных сушилках очищенными дымовыми газами или подогретым воздухом при температуре 100…120°С в течение 24…30 часов.

ГКЛ – гипсокартонные листы изготавливаются толщиной 10…12 мм, шириной 1200…1300 мм и длиной 250…3300 мм. Гипсовая масса из смеси гипса, воды, регулятора схватывания (СДБ, вторичный двугидрат, NaCl) из пропеллерно-скребкового смесителя подается на формующий стол. Гипсовая смесь равномерно распределяется по нажней картонной ленте. Края нижней ленты загибаются вверх, а затем к ним под формующими валками приклеивается жидким стеклом верхняя картонная лента. Гипсокартонная лента по конвейеру схватывания передвигается к отрезному станку. К моменту резки ленты на листы гипсовый сердечник схватывается. Листы поступают в туннельную сушилку. Прочность на изиб листов штукатурки повышается в случае использования для армирования вместо листов картона бумажной макулатуры, вводимой в смеситель в виде бумажной пульпы. Для изготовления гипсовых изделий применяется также технология прессования. Такая листовая штукатурка выпускается под названием гипсоволокнистых листов - ГВЛ. ГКЛ и ГВЛ монтируют по направляющим металлическим профилям с помощью саморезов.

Гипсобетонные панели используют для устройства перегородок в помещениях с влажностью до 60 %. Их изготавливают размером на комнату сплошными или с проемами толщиной 80…100 мм высотой 3 м и длиной 6 м. Гипсобетонные перегородки на 80 : дешевле кирпичных и на 125 % дешевле железобетонных, имеют хорошую звукоизоляцию, гипса, воды, песка, крупного заполнителя в виде пемзы, туфа, топливных шлаков, керамзита, аглопорита, древесных опилок, волокон, льняной костры. Панели армируют алюминиевой проволокой или деревянными рейками. Недостатками панелей являются хрупкость, пониженное сцепление с арматурой, ползучесть, низкая водостойкость. Изделия формуют литьем или прессованием, сушат при температуре 105…130 °С в течение 18…24 часов. В практике строительства для производства отделочных работ применяют сухие смеси на гипсовой основе.

Таблица 2.2.

Технические свойства смеси «ВОЛМА-Слой»

С применением сухих смесей на основе гипса сегодня решается широкий круг задач по отделке интерьеров. К наиболее распространенным торговым маркам сухих строительных смесей на основе гипса относятся марки «Vitonit», KNAUF, «Плитонит», «Юнис-ХХI», «Атлас», «Старатели», «Боларс», «ВОЛМА». Хорошо зарекомендовали себя сухие смеси торговой марки KNAUF. Это тонкослойные (финишные) и толстослойные штукатурные смеси, шпатлевки, клеи. Например, штукатурка «Ротбанд» (Rotband-Haftputzgips)- универсальная сухая штукатурная смесь на основе гипсового вяжущего. Предназначена для оштукатуривания вручную стеновых поверхностей, имеющих шероховатую поверхность - кирпичной кладки, пенобетона внутри помещений с нормальной влажностью, включая кухни и ванные комнаты в жилых помещениях.

Сухая смесь на гипсовой основе «ВОЛМА-Слой» - гипсовая штукатука для ручного нанесения, не требующая шпатлевания. Содержит минеральные и водоредуцирующие добавки.Технические характеристики смеси приведены в табл. 2.2.

2.2.3.Основы технологии строительной воздушной извести

Строительной известью называют группу минеральных вяжущих, полученных в результате обжига ниже температуры спекания кальциево-магниевых карбонатных пород в шахтных или вращающихся печах. В процессе обжига при 900…1000 °С известняк подвергается диссоциации:

СаСO₃ = CaO + CO₂

Дробленый известняк крупностью не менее 20 мм в шахтную печь загружается сверху. В качестве топлива применяется природный газ. При сгорании топлива восходящие потоки продуктов сгорания просасываются через сырье и вызывает диссоциацию карбонатных пород. В нижней зоне печи известь охлаждается поступающим в шахту воздухом и отгружается при температуре 50…100 °С. Вращающиеся печи используют для обжига сырьевой мелочи – частиц крупностью 5…20 мм. Они производительнее, требуют меньших капитальных вложений, но вследствие потерь тепла характеризуются повышенным расходом топлива.

Продуктом обжига известняка является кусковой пористый материал - комовая негашеная известь – кипелка. Взаимодействие негашеной извести с водой называют гашением:

СаO + H₂O = Ca(OH)₂+ Q.

Гашение сопровождается выделением тепла. Продукт гашения – гашеная известь –легкий пушистый порошок Са(ОН)₂ . Гашение с избытком воды позволяет получить известковое тесто или известковое молоко.

Твердение извести на воздухе состоит в испарении воды, кристаллизации гидроксида кальция и карбонизации его под воздействием углекислого газа атмосферы:

Са(ОН)₂ + СO₂ + H₂O = CaCO₃ + H₂O.

Процесс твердения извести протекает медленно, прочность известковых растворов не велика. Процентное суммарное содержание в извести СаО и MgО называют активностью извести (А). В кальциевой воздушной извести доля MgО не превышает 5 %. По активности известь воздушную кальциевую делят на сорта: I сорт – А ≥ 90 %, II сорт – А ≥ 80 %, III сорт - А ≥ 70 %. На воздухе негашеная известь быстро карбонизуется и теряет активность. В гашеном виде она может долго храниться, не теряя своей активности. Работа с известью требует специальных мер безопасности, так как представляет собой щелочь.

2.2.4. Технология изделий на основе известковых вяжущих

В строительстве известь используется для приготовления побелочных составов, в производстве силикатных изделий (силикатного кирпича, силикатных бетонов, теплоизоляционных ячеистых силикатных изделий), кладочных и штукатурных растворов, в том числе сухих строительных смесей.

В 1880 г. немецким ученым Михаэлисом было установлено, что в автоклавных условиях (Р=0,8 МПа, Т= 180 °С) из известково-песчаных смесей могут быть получены прочные и сравнительно долговечные изделия. Химическое взаимодействие извести и кварцевого песка в автоклавных условиях приводит к образованию гидросиликатов кальция. Этот химический процесс лежит в основе твердения извести в силикатных изделиях:

Са(ОН)₂ + SiO₂ +( n-1)H₂O = CaO SiO₂ nH₂O.

сырьевая смесь для силикатного кирпича содержит 92…95 % кварцевого песка, 5…8 % извести и около 7 % воды.

Технология изготовления силикатного кирпича состоит в добыче песка и известняка, производстве извести, размола извести совместно с кварцевым песком в шаровой мельнице, приготовления известково-песчаной смеси, ее гашении. прессовании кирпича при давлении Р-15…20 МПа и запаривании его в автоклаве. Известково-песчаная смесь может гаситься в непрерывно вращающемся барабане острым паром по давлением 0,2 МПа или после смешивания с водой в смесителе гашение происходит при вылеживании в силосах в течение 6…9 часов. Формование кирпича производят в трехпозиционных полуавтоматических револьверных прессах при давлении 15…20 МПа. Прессованный сырец на вагонетках направляют в автоклав, где производится его запариваение под давлением 0,8…1,6 МПа в течение 10…14 часов.

Силикатный кирпич выпускают семи марок по прочности: 300,250,200, 150, 125, 100, 75; по морозостойкости - F50, F35, F25, F15. Средняя плотность кирпича 1800…2100 кг/м³. Силикатный кирпич применяют для возведения стен и перегородок. Его нельзя применять для кладки фундаментов, так, как он не водостоек а также для кладки печей и дымовых труб, так как он не жаростоек.

Силикатный бетон получают из смеси кварцевого песка 70…80 %, молотого песка с удельной поверхностью 200…250 м²/кг – 8…15 % и смолотой негашеной извести с удельной поверхностью 400...500 м²/кг -6…10 %.

Сырьевую смесь приготавливают в бетоносмесителях принудительного действия, изделия формуют на виброплощадках. После выдерживания изделия твердеют в автоклавах по режиму: 2 ч – подъем давления, 8…9 ч – изотермическое запаривание при этом давлении, 2…3 ч – спуск давления. Прочность изделий при сжатии составляет 15…40 МПа, а при вибропрокате – до 60 МПа. Недостаток изделий – повышенная деформативность. Модуль упругости в 2 раза ниже, чем у цементных бетонов. Плотные силикатные изделия применяют для сухом и нормальном режиме эксплуатации в жилых, промышленных и общественных зданиях, за исключением фундаментов.

Ячеистые автоклавные силикатные бетоны – пеносиликаты и газосиликаты получают введением в рецептуру устойчивой технической пены или газообразователей. Ячеистые силикатные бетоны могут иметь плотность от 300 до 1200 кг/м³ и коэффициент теплопроводности – 0,06…0,38 Вт/мК. Это легкие бетоны теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного назначения. Ячеистые бетоны выпускаются с прочностью от 0,8 до 15 МПа.

2.2.5.Технология магнезиальных вяжущих и изделий из них

Магнезиальные вяжущие – это воздушные вяжущие вещества, получаемые в результате обжига при температуре 700…800 °С и помола природного магнезита или доломита в шахтных или вращающихся печах. Обжигом магнезита при температуре 700…800°С получают каустический магнезит:

MgСO₃ = MgO + CO₂.

Обжигом долмитаита при температуре 650…900°С получают каустический магнезит:

MgСO₃СаСО₃ = MgO СаСО₃ + CO₂.

Для затворения применяют не воду, а концентрированные растворы солей FeSO₄ или MgCl₂6H₂O – бишофит. Дозировка бишофита по массе должна составлять 33…38 МПа. Через 28 суток прочность искусственного камня составляет 20…60 МПа, в случае применения каустического доломита прочность не превышает 30 МПа.

В процессе твердения образуется оксихлорид магния 3MgOMgCl₂6H₂O и кристаллизуется Mg(OH)₂.

Магнезиальные вяжущие вещества применяют для производства бетонов с органическими заполнителями. При использовании древесной стружки получают теплоизоляционный фибролит, а при введении опилок – ксилолит, применяемый при возведении стен и полов. В сочетании с неорганическими заполнителями получают штукатурные растворы, плиты искусственного мрамора, лестничные ступени и подоконные плиты. Формовка изделий производится прессованием, после чего они направляются в камеры сушки. Магнезиальные вяжущие вещества относят к воздушным вяжущим. Изделия из магнезиальных вяжущих должны защищаться от увлажнения и эксплуатироваться в помещениях с влажностью не более 60 %.

2.2.6. Растворимое стекло

Растворимое стекло представляет собой сплав щелочных натриевых – Na₂OnSiO₂ и калиевых силикатов К₂OnSiO₂. Сырьем служит смесь тонкоизмельченных и перемешанных между собой кварцевого песка, кальцинированной соды и сульфата натрия или поташа. Смесь сплавляют в стекловаренной печи в течение 7…10 ч и выпускают в разборные вагонетки. При быстром охлаждении продукт распадается на полупрозрачные куски – силикат-глыбу. Для получения жидкого стекла силикат-глыбу растворяют запариванием под давлением 0,3…0,8 МПа. Отношение n= SiO₂/Na₂O называется модулем стекла. В строительстве используют стекло с модулем в пределах 2,7…3,3.Растворение происходит тем медленнее, чем выше модуль и ниже температура. Жидкое стекло может быть получено в автоклавных условиях из смеси аморфного кремнезема и едкого натра. Жидкое стекло твердеет на воздухе под действием углекислого газа:

Na₂OnSiO₂+CO₂=Na₂CO₃+nSiO₂.

Жидкое стекло применяется для укрепления (силикатизации) грунтов, для изготовления жароупорных обмазок, для силикатных кислотоупорных цемента и замазок, кислотоупорных и жаростойких бетонов с температурой применения до 1300°С, для уплотнения бетонов, укрепления поверхности стеновых камней.

Нельзя применять в конструкциях, подвергающихся длительному воздействию воды, щелочей или фосфорной и кремнефтористоводородной кислот. Жидкое стекло транспортируют и хранят в плотной таре, в бочках и цистернах.

Силикатная замазка состоит из 10 в.ч. андезита, 40…42 в.ч. жидкого натриевого стекла плотностью 1,45 г/см³ с модулем n=2,7 и 6 в.ч. кремнефтористого натрия. Избыток кремнефтористого натрия снижает прочность и ускоряет твердение, недостаток замедляет схватывание, снижает стойкость в слабых кислотах. Для снижения пористости замазок в рецептуру вводят 1 % фурилового спирта или 3 % фурфурола от массы жидкого стекла.

Кислотоупорный цемент – порошкообразный тонкоизмельченный материал состоящий из 95…97 % кварцевого песка и 5 % кремнефтористого натрия, затворяет жидким стеклом.

Начало схватывания не ранее 30 мин, конец - не позднее 6 часов. Твердеет при температуре не ниже 10°С. При температуре выше 25°С твердение ускоряется. Используется для приготовления кислотоупорного бетона. Применяется для облицовки химической аппаратуры, для кислотоупорной кладки, обмазки, окраски поверхностей, подвергающихся действию кислот.