Химия цемента и вяжущих веществ. Андреева Н.А. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

26 27
Н. А. Андреева. Химия цемента и вяжущих веществ
Глава 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ
2.1. Дегидратация гипса. Гипсовые вяжущие
Гипсовые вяжущие – это материалы на основе полуводного гип-
са или ангидрита. Относятся к воздушным вяжущим веществам.
В зависимости от температуры тепловой обработки гипсовые вя-
жущие разделяют на две группы:
1) низкообжиговые (собственно гипсовые, на основе
CaSO
4
⋅ 0,5H
2
O), получаемые при температуре 120–180 °С. Они харак-
теризуются быстрым твердением и сравнительно низкой прочностью.
К ним относятся:
строительный гипс – «алебастр»;
формовочный гипс;
высокопрочный гипс;
медицинский гипс;
2) высокообжиговые (ангидритовые, на основе CaSO
4
), получае-
мые при температурах 600–900 °С. Возможно получение ангидритово-
го вяжущего и без обжига (путем помола природного ангидрита с до-
бавками – активаторами твердения). Ангидритовые вяжущие отлича-
ются от гипсовых медленным твердением и более высокой прочностью.
К ним относятся:
эстрихгипс (высокообжиговый гипс);
ангидритовый цемент;
отделочный цемент.
Основным природным сырьем для получения гипсовых вяжущих
является гипсовый камень, широко используются отходы промышлен-
ности: фосфогипс, фторогипс, борогипс, – образующиеся при обра-
ботке кислотами соответствующего сырья, например
Ca
5
(PO
4
)
3
F + H
2
SO
4
→ H
3
PO
4
+ HF + CaSO
4
⋅ nH
2
O
В основе получения любого гипсового вяжущего лежит дегидра-
тация сырьевых компонентов при термообработке. В зависимости от
условий по мере увеличения температуры образуются различные про-
дукты дегидратации. Общая схема дегидратации двуводного сульфата
кальция представлена на рис. 15. На схеме приведены температуры
переходов в лабораторных условиях; на практике, в условиях большо-
го количества материала и флуктуации химического состава, для уско-
рения обжига приходится применять более высокие температуры.
170 °C 220 °C
β-CaSO
4
⋅ 0,5H
2
O β-CaSO
4
(раств.) 450 °C
CaSO
4
⋅ 2H
2
O −1,5H
2
O −0,5H
2
O CaSO
4
(нераств.)
α-CaSO
4
⋅ 0,5H
2
O α-CaSO
4
(раств.)
120 °C, Р 220 °C
Рис. 15. Схема дегидратации двуводного гипса
В зависимости от температуры и условий обжига можно полу-
чить полуводный сульфат кальция (полугидрат) α- и β-модификаций,
α- и β-растворимый ангидрит, нерастворимый ангидрит. Для практи-
ческих целей особое значение имеют условия получения модифика-
ций полуводного сульфата кальция (полугидрата).
Реакция дегидратации двуводного гипса с образованием полугид-
рата протекает с поглощением теплоты и имеет вид
2(CaSO
4
⋅ 2H
2
O) = 2CaSO
4
⋅ H
2
O + 3H
2
O
Эту реакцию часто записывают в несколько условном виде
CaSO
4
⋅ 2H
2
O = CaSO
4
⋅ 0,5H
2
O + 1,5H
2
O
Заводской строительный гипс, обжигаемый при температурах
более высоких, чем теоретически необходимые для образования полу-
гидрата, содержит, кроме полуводного гипса, также растворимый и даже
нерастворимый ангидрит, что сказывается на свойствах продукта.
Растворимый ангидрит на воздухе поглощает влагу и превращается
в полугидрат. Следовательно, у несколько пережженного гипса при вы-
леживании качество повышается, тогда как примесь недожженного
гипса при недостаточном обжиге представляет собой балласт и не-
благоприятно влияет на механическую прочность затвердевшего вяжу-
щего, а также на скорость схватывания. Одновременное содержание
в строительном гипсе растворимого ангидрита и сырого гипса вызывает
весьма быстрое схватывание, так как первый быстро растворяется и пе-
реходит в двуводный гипс, а второй создает центры кристаллизации.
Глава 2. Физико-химические основы получения вяжущих веществ

Страницы