Будівельний гіпс

2025-05-19 11:27 Технології виробництва будматеріалів

Будівельний гіпс — це універсальний матеріал, який широко використовується в будівництві та оздоблювальних роботах. Він виготовляється шляхом обробки природного гіпсового каменю, який обпалюється при температурі близько 150–180 °C, а потім подрібнюється до порошкоподібного стану.

Дніпровський Завод Будівельних Матеріалів пропонує високоякісний будівельний гіпс за доступною ціною. Наша продукція відповідає всім стандартам якості та підходить для широкого спектру будівельних робіт.

Гіпсові в'яжучі Дніпровського Заводу Будівельних Матеріалів виробляються виключно за нормами та стандартом ДСТУ Б В.2.7-82:2010, що завжди гарантує їх високу якість

Визначення та основні характеристики

Будівельний гіпс – це природний мінерал із класу сульфатів. Його хімічна формула CaSO ₄ ·2H ₂ O (гідрат сульфату кальцію). Так як в молекулі речовини міститься 2 атоми води, його також називають діаквасульфат кальцію.

Дрібнокристалічна структура з великою кількістю пір є і позитивною якістю (дає легкість та стійкість до високих температур), і негативною (не забезпечує міцність та вологостійкість).

Оптимальна пористість виробу після затвердіння становить 40-60%. Якщо вона вища, виріб стає менш міцним і легко розламується. Пористість залежить від кількості води, використаної при замішуванні розчину.

Питома вага матеріалу – 2,6-2,75 г/см³. Щільність у пухкому стані – 800-1100 г/м³, при ущільненні може досягати 1450 кг/м³.

Що є будівельним гіпсом зовні? Це порошок досить дрібного помелу, зазвичай білий або сіруватий, іноді з жовтим або рожевим відтінком. Запах дуже слабкий, посилюється при додаванні води.

Рідкий розчин (тісто) являє собою сіру масу зі специфічним запахом. Після висихання набуває білого або світло-сірого кольору, поверхня готового виробу гладка на дотик.

Марки

Залежно від міцності гіпсові в'яжучі поділяють на 12 типів або марок. Їх позначають буквою Р і числами від 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифрова частина означає міцність при стисканні: наприклад, для марки Г-5 вона буде 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Випробування на міцність проводять на стандартних брусках-балках розміром 4х4х16 см. Після виливки вони протягом 2 годин сохнуть на свіжому повітрі. Потім цілі балки випробовують на вигин, половинки – на стиск. Залежно від результатів зразкам надається відповідна марка.

У свою чергу марки будівельного гіпсу поділяються на дві групи:

Низьковипалювальні – до них відносяться будівельний, формувальний та високоміцний.
Високовипалювальні – створені при високих (до 1000°C) температурах естрих-гіпс та ангідритовий цемент.

Технологія виробництва

Родовища природного гіпсу бувають осадовими, залишковими або метасоматичними (на кшталт формування). При розробці більшості покладів видобуток ведеться кар'єрним способом, але через природні умови на деяких родовищах доводиться застосовувати камерно-стовповий метод.

Добута сировина доставляється на завод із переробки. Там воно подрібнюється спочатку на шнековій дробарці, а потім на молотковому млині. Після цього отриманий порошок сушиться і піддається термічній обробці – випалюванню у спеціальних варильних котлах. Це найпоширеніша технологія виробництва будівельного гіпсу, але є інші. Наприклад, випал може проводитися в печах, що обертаються, або в млинах суміщеного помелу і випалу.

Найчастіше випал відбувається при температурі 150-180°C. Сушіння відбувається двома способами:

У відритій печі вода виходить у вигляді пари. Отриманий у результаті β-гіпс за структурою волокнистий з пухкими кристалічними гратами. Він досить пористий, причому пори знаходяться між волокнами, і всередині кристалів. Його зазвичай використовують у будівництві як формувальну або в'яжучу сировину.
В автоклаві вода виводиться крапельним методом. При обробці з високим тиском волога починає виділятися вже за малих (від 60°C) температурах. В результаті виходить менш пористий і міцніший алебастр, який можна подрібнити в найтонший порошок. Також автоклавний метод дегідрації дозволяє зменшити кількість домішок та отримати дуже чистий результат. Він помітно дорожчий, тому його використовують в основному в медицині, наприклад, для стоматологічних зліпків, і мистецтві - скульптури та декор з нього виглядають акуратно і виходять міцнішими.

Після зневоднення хімічна формула виглядає як CaSO ₄ ·0,5H ₂ O. Отриманий напівводний гіпс подрібнюють на дрібний порошок і фасують у паперові або поліетиленові мішки.

Алебастр – інший матеріал чи той самий?

З-за плутанини, що виникає часом, потрібно знати, чим будівельний гіпс відрізняється від алебастру.

По-перше, алебастром називають карбонат кальцію (кальцит) . Це досить твердий мінерал, який добре піддається обробці. Саме з нього майстри Стародавнього Єгипту та Греції створювали свої алебастрово-білі твори – скульптури та судини, а середньовічні будівельники використовували тонкі пластини алебастру замість шибок. Як обробний і виробний камінь використовується алебастр-онікс - різновид природного алебастру з красивим мармуровим малюнком. Нині його добувають у Північній Африці, Мексиці та США.

Друга речовина, яка називається алебастром - гіпсовий алебастр, він же діаквасульфат кальцію, тобто двоводний β-гіпс. Його використовують у будівництві як самостійний матеріал, в'яжучу добавку та як сировину для виробництва будівельних плит та блоків. Основна відмінність алебастру від будівельного гіпсу - обмежена сфера вживання. Він не підходить для медичних робіт та виробництва формувальних виробів.

Правильне зберігання

За рахунок пористої структури мінерал легко вбирає вологу, тому існує низка вимог до його упаковки та зберігання. Раніше основною упаковкою були паперові мішки. Зараз все частіше зустрічаються міцні мішки з поліетилену, які можна герметично закрити, щоб унеможливити попадання в порошок вологи. Але навіть щільно упакований порошок рекомендується зберігати в сухому приміщенні, що вентилюється, і уникати контакту мішків із землею.

Навіть порошок, що правильно зберігався, з часом злежується і втрачає свої властивості, але закінчення терміну придатності не означає, що його не можна використовувати. Через таку невизначеність досвідчені майстри перед застосуванням будівельного гіпсу проводять його перевірку. Для цього 100 г порошку розводять водою до густоти сметани і наносять на гладку поверхню з низькою адгезивністю, найкраще металеву або скляну. Якщо період затвердіння відповідає нормі, суміш можна використовувати без побоювань.

Підготовка до нанесення або формування

Змішуючись із водою, напівводний гіпс знову стає двоводним. Виникає питання: а навіщо тоді потрібні сушіння та подрібнення, якщо в результаті все повертається на початок? Справа в тому, що після обробки дрібнокристалічна структура матеріалу стає більш рівномірною, зменшується його пористість. Вироби з такої сировини міцніші та довговічніші, ніж вироблені з необробленої.

Для отримання робочого розчину (тесту) порошок обережно, невеликими порціями, засипають у воду безперервно розмішуючи. Пропорції розраховуються, з чистоти сировини, тонкощі помелу, температури води. Нерідко інформацію про пропорції, що рекомендуються, можна знайти на упаковці, але як розводити будівельний гіпс, якщо такої інформації немає?

У таких випадках діє усереднена формула: потрібно взяти 1 частину сухої суміші та 1 або 1,25 частину води. В результаті вийде помірно густе тісто, що підходить для більшості робіт. Чим менше води, тим щільніше і міцніше вийде виріб. Кількість рідини зменшують за допомогою спеціальних добавок: це може бути вапно з глюкозою або мелясою, сульфітно-спиртова барда та ін.

Готову суміш використовують відразу після приготування. Повторне перемішування суміші, що почала схоплюватися, не зробить її придатною для роботи - навпаки, це погіршить її властивості і після застигання поверхня виробу або оштукатуреної стіни швидко почне тріскатися і руйнуватися. Спроби «оновити» готову суміш додаванням води або нової порції порошку призведе до таких результаті

Терміни схоплювання

Будівельний гіпс відноситься до в'яжучих, що швидко схоплюються. Залежно від марки, помелу, кількості води для затвора, наявності домішок та добавок, терміни схоплювання можуть змінюватися.

За термінами схоплювання він поділений на групи:

А - 2 хвилини до початку, 15 хвилин до кінця схоплювання. Цей вид називають швидкосхоплюючим.
Б (марки з Г-2 по Г-7) - процес починається через 6 хвилин і закінчується через 30. Це в'яжуче, що нормально схоплюється - підходить для більшості будівельних і оздоблювальних робіт.
В – початок схоплювання через 20 хвилин. Терміни закінчення не нормуються, тому визначити, скільки застигає будівельний гіпс типу, що повільно схоплюється, можна тільки після перевірки конкретної партії.

Зміна термінів схоплювання

Зазвичай для затвора тесту використовують холодну воду. Тепла (40-45 ° C) вода прискорює процес схоплювання, а використання гарячої (90-100 ° C) води зупиняє його при високих температурах не відбувається розчинення напівгідрату.

При виконанні деяких робіт потрібен розчин із збільшеним чи зменшеним терміном схоплювання. У разі використовують різні добавки. Їх умовно поділяють на 4 класи:

Змінювальні розчинність без вступу в хімічну реакцію. До таких відносяться аміак та етиловий спирт, що уповільнюють затвердіння. Деякі з них, наприклад, хлорид натрію при зміні концентрації можуть прискорити процес.
Утворюючі важкорозчинні сполуки у вигляді свого роду захисної плівки на поверхні речовини і гальмують перехід напівгідрату в дигідрат. Для гіпсу це борна кислота, натрій фосфат, бура.
Центри кристалізації, що прискорюють затвердіння. Наприклад, фосфат СаНРО ₄ * 2Н ₂ Про садівникам він відомий як добриво преципітату.
Поверхнево-активні добавки, пластифікатори. У процесі адсорбції роблять тісто рухливішим і зменшують кількість води, яка потрібна для затвора. Це вапняно-клейовий сповільнювач, сульфітно-дріжджова компанія, кератиновий сповільнювач.

Швидкість затвердіння можна уповільнити додаванням домішок-наповнювачів. Це можуть бути пісок, тирса, шлак, інші дрібнофракційні речовини.

Терміни висихання

Затвердіння гіпсу відбувається із виділенням тепла, тобто це екзотермічна реакція. Це сприяє тому, що за час висихання він небагато (до 1%) збільшується обсягом. Це відрізняє його від інших в'яжучих, у тому числі цементу, які при затвердінні дають усадку.

Перша стадія затвердіння - схоплювання. Напіврідка маса густіє, втрачаючи пластичність, і стає щільнішою. На другій стадії розчин стає жорстким, але зберігає пухку структуру. На третій, фінальній, стадії разом з водою, що випаровується, йде рихлість і матеріал остаточно твердне, стаючи міцним.

Скільки будівельний гіпс сохне до повного затвердіння залежить від марки, кількості взятої для затвора води та наявності добавок. В основному він набирає міцність через 20-30 хвилин після нанесення або виливки, а остаточне висихання відбувається через 2 години.

Зміна міцності

Підготовлений для формування, оздоблювальних або будівельних робіт гіпс може містити домішки - пісок, тирсу, торф, багаття - через що він стає менш міцним. Особливо сильно знижують міцність органічні наповнювачі. Але таким чином підвищується адгезивність, тобто покращується, зчіпляється з іншими поверхнями.

Підвищити міцність готового виробу можна за допомогою інших добавок. Це може бути негашене вапно, що діє як каталізар ангідриту, або сульфітно-дрожжева бражка, що змінює процес кристалізації.

Варіанти застосування

Гіпс використовується в будівництві самостійно і як добавка до цементних сумішей для підвищення в'язкості та кращого зчеплення з поверхнею. Також він потрібний для виготовлення будівельних матеріалів. У тому числі:

Гіпсокартон – складається з двох шарів картону, між якими знаходиться осердя з гіпсу з наповнювачами. Широко використовується для створення міжкімнатних перегородок, арок, декоративних стель.
Гіпсововолоконні плити – монолітні листи з додаванням волокон целюлози. Від попереднього матеріалу відрізняються підвищеною міцністю та можливістю використовувати у вологих приміщеннях (для цього підійде вологостійкий різновид).
Гіпсостружкові плити – відносно новий матеріал, який поки що не набув особливого поширення на російському ринку. Складаються на 80% з CaSO4·2H2O та на 15% з деревної стружки. При виготовленні не використовуються відходи деревообробних виробництв – лише особливим чином подрібнена дерев'яна деревина. Такі плити підходять для внутрішніх оздоблювальних робіт. До перегородок з них можна сміливо кріпити меблі, оскільки за міцністю вони перевершують інші варіанти.
Пазогребневі плити – використовуються для зведення міжкімнатних перегородок та облицювання. Їх виробляють із різних матеріалів, але різновид на основі дигідрату сульфату кальцію особливо вдалий. Вона досить міцна, з малою вагою та високим рівнем звукоізоляції, безпечна – гарна відповідь на питання, для чого потрібен будівельний гіпс у складі. Випускаються вологостійкі види.
Штукатурки – пластичні, легкі в роботі, високоадгезивні та не дають усадки. Економно витрачаються, дозволяють отримати рівну, гладку поверхню.
Шпаклівки – економічні, легко наносяться та шліфуються, добре лягають на будь-яку поверхню. Створюють ідеально гладке покриття та покращують мікроклімат у приміщенні завдяки своїй гігроскопічності.
Декоративні вироби (ліпнина) – недорогі та привабливі. Гіпс зручний у роботі, легкий у обробці та дозволяє створювати форми від простих до химерних. Підходить для фарбування та інших способів декорування, надійно кріпиться до стін та стелі за допомогою клейових складів.

Дніпровський Завод Будівельних Матеріалів