Будівельний гіпс

Будівельним гіпсом (ДСТУ Б В.2.7-82:2010) називають повітряне мінеральне в’яжуче, отримане шляхом термічної обробки природного двуводного гіпсу (СаSО₄·2Н₂О) при температурі 120¸170 ° С до перетворення його в напівводний гіпс (СаSО₄·0,5Н₂О) зі здрібнюванням його в тонкий порошок до або після термічної обробки.

При термічній обробці природного двуводного гіпсу відбувається його дегідратація:

СаSО₄·2Н₂О → СаSО₄·0,5Н₂О + 1,5Н₂О – Q

Q = 580 кДж на 1 кг СаSО₄·0,5Н₂О

До найважливіших властивостей будівельного гіпсу належать: тонина помелу, нормальна густота гіпсового тіста, терміни тужавлення, міцність при вигині і стиску гіпсового каменю.

Гіпс твердіє в результаті гідратації, приєднуючи при цьому 1,5 молекули води, за реакцією:

СаSО₄·0,5Н₂О + 1,5 Н₂О = СаSО₄·2Н₂О + Q

Q = 133 кДж на 1 кг СаSО₄·0,5 Н₂О

У результаті напівводний гіпс знову переходить у гіпс двуводний.

Залежно від ступеня загущення гіпсового тіста розрізняють початок і кінець тужавлення. Початок тужавлення характеризується початком загущення тіста, а кінець тужавлення – втратою рухливості.

У зв’язку з цим при виробництві будівельних робіт необхідно знати час початку тужавлення гіпсу, щоб використовувати гіпсове тісто в установлений термін.

Будівельний гіпс характеризується коротким терміном твердіння: початок тужавлення гіпсу має наставати не раніше 4 хв, а кінець – не раніше 6 хв, але не пізніше 30 хв із моменту замішування порошку гіпсу з водою.

Застосування гіпсу як в’яжучої речовини для виготовлення будівельних деталей і виробів, а також для виробництва штукатурних робіт обумовило вимоги до його міцності.

Швидкість твердіння і міцність гіпсу залежать від тонини помелу і початкової величини водозамішування: з підвищенням тонини помелу вони зростають, тому що чим більше питома поверхня, тим повніше взаємодія гіпсу з водою.

Особливо сильний вплив на міцність гіпсових виробів має величина початкового водозамішування, тобто кількість води, узята для приготування гіпсового тіста. Це пояснюється тим, що для отримання пластичного гіпсового тіста потрібно значно більше води, ніж на хімічну реакцію гідратації. Якщо ж води узято у кількості, більшій ніж необхідно для хімічної реакції, то надлишок її після затвердіння гіпсу випаровується, залишаючи пори, що знижують міцність гіпсових виробів.

Тому для отримання порівняльних результатів при випробуванні варто готувати гіпсові зразки з тіста стандартної пластичності, названої "нормальною густотою".

Нормальна густота гіпсового тіста виражається кількістю води в сантиметрах кубічних, що припадає на 100 г гіпсу, або кількістю води у відсотках від маси гіпсу. Звичайно нормальна густота будівельного гіпсу перебуває в межах 50¸70 %.

8.2 ВИЗНАЧЕННЯ ТОНИНИ ПОМЕЛУ ГІПСУ

Тонина помелу гіпсу характеризується залишком на ситі із сіткою № 02 (розмір вічка в просвіті 0,2 мм), через яке просівають пробу гіпсу 50 г, попередньо висушеного в сушильній шафі протягом 1 год при температурі (50±5) °С.

Просівання вважається закінченим, якщо протягом 1 хв через сито проходить не більше 0,1 % (0,05 г) гіпсу. Контрольне просівання варто провести на папір при знятому із сита дні. Закінчивши просівання, залишок на ситі зважують з точністю до 0,1 г (m) і розраховують залишок на ситі, що і характеризує тонину помелу гіпсу за формулою, %,

. (8.1)

Залежно від тонини помелу гіпсові в’яжучі поділяються на класи, наведені у таблиці 8.1.

Таблиця 8.1

Клас в’яжучого	Індекс тонини помелу	Максимальний залишок на ситі, %, не більше
Грубого помелу	I
Середнього помелу	II
Тонкого помелу	III

8.3 ВИЗНАЧЕННЯ НОРМАЛЬНОЇ ГУСТОТИ

ГІПСОВОГО ТІСТА

Нормальну густоту гіпсового тіста визначають за допомогою приладу – віскозиметра Суттарда, що являє собою латунний циліндр висотою 100 мм із внутрішнім діаметром 50 мм (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 – Віскозиметр Суттарда

Циліндр повинний мати добре відполіровану внутрішню поверхню і місце стику зі склом, на яке його встановлюють при проведенні випробувань.

На склі або папері під склом наносять ряд концентричних кіл діаметром від 150¸220 мм, причому кола діаметром від 170 до 190 мм наносять через 5 мм, а інші – через 10 мм.

Перед випробуванням циліндр і скло змочують водою. Скляну пластину кладуть строго горизонтально, а циліндр встановлюють у центрі концентричних кіл.

Для визначення нормальної густоти тіста наважку гіпсу (300 г) заливають водою, узятою в кількості приблизно 150¸200 мл. Гіпс додають до води і швидко розмішують шпателем протягом 30 с до одержання однорідної маси, почавши відлік часу від початку висипання гіпсу у воду. Після закінчення перемішування, циліндр, встановлений у центрі скла, заповнюють гіпсовим тістом, надлишки якого зрізують шпателем. Через 45 с після початку висипання гіпсу у воду або через 15 с після закінчення циліндр швидким і строго вертикальним рухом піднімають нагору, при цьому тісто розливається на склі в конусоподібний корж (рисунок 8.1). Діаметр розпливу визначають за концентричними окружностями або вимірюють лінійкою у двох перпендикулярних напрямках з похибкою не більше 5 мм і розраховують середнє арифметичне значення.

Якщо тісто утворило корж діаметром 180±5 мм, значить, воно має нормальну густоту. У тому випадку, коли під час випробування діаметр коржа з гіпсового тіста буде більше 180±5 мм, експеримент повторюють з меншою кількістю води (1¸2 %), якщо діаметр виявляється менше 180±5 мм, то експеримент повторюють з більшою кількістю води (1¸2 %).

Нормальну густоту гіпсового тіста виражають відсотковим вмістом води від маси сухого гіпсу.