Во многих соляных месторождениях слои гипса (и ангидрита), лежащие над слоями соли, находятся в нижней части месторождений и в некоторых случаях покрыты только химически отложенным известняком.
Производство гипса и улучшение его качественных свойств при помощи добавок
Гипс — это осадочный минерал, который встречается в природе в слоях осадочных пород. Он представляет собой белые полупрозрачные кристаллы различных оттенков — от желтоватого до красного. Он образуется при испарении воды, насыщенной кальцием.
- 1 Производство гипса
- 1.1 Добыча, из чего делают гипс
- 1.2 Месторождения
- 1.3 Состав
- 1.4 Отстойник
- 2.1 Пропитки
- 2.2 Пластификатор
- 2.3 Гидрофобизатор
- 2.4 Лак
- 2.5 Клей
- 2.6 Краска (пигмент)
- 2.7 Замедлитель схватывания
- 2.8 Модификатор
Производство гипса
Сегодня гипс широко известен как строительный материал и используется для отделочных работ и штукатурки. Он также используется в архитектуре и ландшафтном дизайне.
Добыча, из чего делают гипс
Гипс добывается из месторождений путем взрыва гипсовой породы. Затем руда транспортируется на заводы в виде гипса. Его измельчают в специальных дробилках, а затем сушат, чтобы испарить содержащуюся в нем влагу.
Сухие фракции измельчаются в порошок в мельницах и отправляются в печь для обжига. Порошок выпекается при температуре 150-160 °C в течение 1-2 часов. В результате получается мелкая белая смесь, которую можно сразу же использовать.
Месторождения
Гипс встречается по всей территории России. Основными районами добычи гипса являются Владимирская, Архангельская и Иркутская области, Средняя Азия, Поволжье, Башкирия и Западные Принцевы острова. Другие страны — Испания, Тунис, Греция и Марокко.
Гипсовые отложения возникают под воздействием следующих факторов:
- Выветривание залежей соли.
- На местах соляных озер образуется в виде химического осадка.
- Является сопутствующей породой на старых месторождениях нефти, серы и ангидритов.
- Часто залежи минерала обнаруживают в устьях древних рек.
На видео показано, как добывается и перерабатывается гипс на заводе Forman:
Состав
По химическому составу он представляет собой водный раствор сульфата кальция. Его химическая формула — CaSO4 ? 2H2O. При нагревании до 140 °C вода высвобождается из кристаллической решетки, образуя так называемый полуводный гипс.
При дальнейшем нагревании минерала образуется гипс (обожженный гипс). Этот материал используется в виде порошка. Когда к этому порошку снова добавляют воду, вода соединяется с сульфатом кальция, и материал становится твердым.
Отстойник
Для отделения гипса и песка от водной смеси используются специальные устройства, называемые гипсосборниками. Они позволяют собирать гипс и песок в отдельную емкость, а воду сбрасывать в канализацию. Коллектор должен быть подключен между раковиной и сливной трубой.
Добавки для гипса
Поскольку гипс состоит из довольно хрупкого вещества, а именно кальция, для улучшения качества получаемого материала в него добавляют различные вещества и добавки.
Пропитки
Гипсовые поверхности пористые, поэтому их необходимо пропитывать специальными средствами. Поры заполняются, и после высыхания поверхность готова к нанесению последующих слоев краски. Для пропитки обычно используется натуральное оливковое масло.
При отсутствии таковых можно использовать раствор жидкого стекла или клей ПВА. После нанесения пропитки она должна полностью высохнуть перед окрашиванием поверхности.
Пластификатор
Добавки, такие как пластификаторы, могут быть использованы для изменения времени схватывания штукатурки и контроля ее текучести. Кроме того, некоторые виды пластификаторов могут придать прочность готовым гипсовым изделиям. В целом, повышается уровень производства гипсовых изделий, а оборудование используется более эффективно и рационально.
Гидрофобизатор
Гидрофобные композиции, включаемые в гипсовые растворы, служат для снижения водопоглощения гипса при сохранении его паропроницаемости. Это предотвращает образование конденсата на поверхности штукатурки даже при значительной разнице температур.
Кроме того, эти добавки повышают прочность отвержденного продукта или поверхности штукатурки и защищают ее от плесени и грибков. Водоотталкивающее средство проникает в поры штукатурки и проявляет свое действие сразу после высыхания.
Как работает водоотталкивающее средство
Лак
Лаки используются для отделки уже подготовленных штукатурных поверхностей. Цель — уменьшить впитываемость штукатурки, т.е. закрыть поры штукатурки. Для этого рекомендуется пропитать поверхность оливковым маслом или лаком. Предпочтительно использовать водорастворимые лаки на основе акрила или смолы.
Такой состав проникает глубоко в поры штукатурки и образует тонкую и прочную пленку с хорошей адгезией к поверхности. Такая поверхность надежно защищена от влаги. Например, существует несколько видов штукатурных лаков: «Изоплен», «Dulux Trade Acrylic», «Izo Sol».
Клей
Некоторые виды клеев используются в качестве добавок в штукатурные растворы. Это не только повышает прочность готовых изделий, но и их водонепроницаемость. Большинство типов клеев способствуют замедлению схватывания раствора. Обычно используются клей ПВА, костный клей, обойный клей (КМЦ) и другие виды клея.
Краска (пигмент)
Для придания гипсовым изделиям необычных цветов используются железооксидные пигменты в виде порошка. Они выпускаются в виде порошка различных цветов. Пигменты нерастворимы в воде, органических растворителях и других жидких средах, поэтому окрашенная штукатурка не теряет свой цвет с течением времени.
Эти пигменты не выцветают на солнце и не меняют цвет. Порошок пигмента смешивается с сухой штукатуркой и равномерно распределяется в штукатурке.
Замедлитель схватывания
Штукатурка имеет тенденцию очень быстро схватываться, поэтому рекомендуется использовать замедлители схватывания, которые могут увеличить жизнеспособность штукатурки. Количество такой добавки зависит от типа штукатурки. В качестве добавок используются тартрат натрия, представляющий собой соль винной кислоты, и цитрат натрия (соль лимонной кислоты).
ФОРМУЛА И СТРУКТУРА ГИПСА
Гипс — это сульфат кальция (CaSO4), который смешивается в различных модификациях с кристаллической водой (H2О):
Химический состав чистого гипса:
Химическая формула гипсового вяжущего такая же, как и у природного гипса — CaSO4*2 Н2О. Поэтому, как и природный гипс, строительный гипс является биологически здоровым, абсолютно безвредным строительным материалом.
Гипс кристаллизуется в моноклинных связях. Поэтому кристаллы бывают пластинчатыми, а иногда столбчатыми или игольчатыми (волокнистыми).
Из формы видно, что связанные ионы Ca 2+ и два SO42- образуют двойные слои, окруженные молекулами воды. Таким образом, ионы Ca окружены двумя молекулами воды и шестью молекулами SO4ионы, и образуют щели в плоскости симметрии, расположенные в виде пластин или колонн в блестящих водопадах.
СВОЙСТВА ГИПСА
Согласно генетической классификации горных пород, гипс относится к породам осадочного происхождения. Действительно, гипс образовался в результате кристаллизации из морской воды, перенасыщенной сульфатом кальция, или как продукт сульфидного выветривания.
Волокнистая форма гипса называется селенитом, зернистая — алебастром. В природе также встречаются чешуйки гипса, самой известной и ценной из которых является «роза пустыни», цена которой на аукционе может достигать нескольких сотен евро.
Прекрасные свойства и характеристики гипса делают его важным минеральным строительным материалом, необходимым для строительства современных зданий и сооружений.
Цвет кристаллов гипса варьируется от бесцветного и белого до красноватого, желтоватого, коричневого, синего и серого. Окраска гипса зависит от примесей и включений, которые распределены в гипсе в небольших количествах и не влияют на свойства породы.
Когда кристаллы гипса разрушаются, возникает эффект осколков, и камень приобретает стеклянный блеск.
Плотность гипса составляет 2300 кг/м3 .
Твердость по шкале Мооса составляет от 1,5 до 2. По этой шкале тальк имеет твердость 1, а алмаз — 10.
Горная порода гипс
Гипс — это осадочная горная порода. Он образуется путем кристаллизации из воды, перенасыщенной сульфатом кальция, или как продукт эрозии сульфидных солей.
Селенит
Селенит — это морфологическая разновидность минерала гипса, характеризующаяся параллельными волокнистыми агрегатами. В англоязычных источниках термин «селенит» обычно используется для обозначения всех прозрачных кристаллов и агрегатов гипса.
Алебастр
Алебастр (от греческого alabastros) — это название двух различных минералов: гипса (транскассульфат кальция) и кальцита (карбонат кальция). Первый — это алавастор, используемый сегодня, второй — это в основном название материала в древности.
Гипсовый минерал «Роза пустыни»
Роза пустыни» — это прозвище для типа минерала гипса, который имеет характерные скопления кристаллов гипса (розетки), смешанные с песком, напоминающие цветок розы.
ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА
Помимо химически связанной (кристаллизационной) воды, гипс имеет и химически несвязанную (гигроскопическую) влагу
Он сосредоточен на поверхности и в порах гипсовой породы. Строительный гипс и продукты на его основе обладают тем же свойством.
Как показано в разделе выше, гипс содержит почти 21% воды. Поэтому материалы на основе гипса характеризуются улучшенными огнезащитными свойствами и пожарной безопасностью. Например, при нагревании гипсокартона толщиной 12 мм на площади 1 м 2 испаряется 2,5 л кристаллизованной воды. Для нагревания и испарения такого количества воды требуется более 7 000 КДж тепла. Пока вся вода не испарится, температура продукта не должна превышать 100-110°C!
