В. Н. Чубуков дорожно-строительные материалы

3.2.1.2 Гипсовые вяжущие

К группе гипсовых вяжущих относят строительный, формовочный, медицинский и высокопрочный (технический) гипс. Для строительства изготавливают строительный и высокопрочный гипс.

Строительный гипс получают термической обработкой двуводного гипса при температуре около 150 °С до превращения его в β- модификацию полуводного гипса. При этом происходит дегидратация по реакции CaSO₄·2H₂0→βСaSO₄·O,5H₂O+1,5H₂0+ΔH с поглощением тепла. На 1 кг природного гипса теоретически затрачивается 582,1 кДж теплоты.
Производство строительного гипса состоит из дробления, помола и термической обработки гипсовой породы. Помол может выполняться раньше, позже или одновременно с термической обработкой.
Дегидратация гипсового камня осуществляется в варочных котлах, шахтных, кольцевых и вращающихся печах. Наибольшее распространение получили гипсоварочные котлы (рисунок 3.1.)
Котел представляет собой стальной цилиндр с разборным днищем, обмурованный кирпичной кладкой. Внутри него проложены жаровые трубы. Для перемешивания гипса имеется специальная мешалка. Порошок гипса загружают в котел и варят обычно при температуре 140–150 °С в течение 90–120 мин при постоянном перемешивании. Для ускорения процесса варки может вводиться 0,1 % поваренной соли. Полученный полугидрат выдерживают в бункере томления, а затем помещают в силосы.

Рисунок 3.1 −

Гипсоварочный котел:

1 − топка;

2 − сферическое днище:

3 − жаровые трубы;

4 − стальной барабан;
5 − дымовые трубы;

6 − винтовой контейнер;

7 − крышка;

8 − кольцевые каналы;

9 − шибер;

10 – мешалка

Для замедления сроков схватывания применяют добавки гипса, серной кислоты, ЛСТ.

Высокопрочный (технический) гипс α-модификации CaSO₄ 0,5H₂O получают пропариванием в автоклавах или варкой в жидких средах.
По первому способу гипсовый камень в виде кусков размером 10-40 мм помещают в автоклав, в который подают пар под давлением 0,13 МПа и температуре 124 ⁰С. Время пропаривания составляет 5 часов. Затем давление в автоклаве снижают до атмосферного и подают топочные газы. Сушка гипсового камня продолжается 3-5 часов при температуре 120–140 ⁰С, который затем мелят в шаровых мельницах.
По второму способу термообработку порошка двуводного гипса ведут в растворе хлорида кальция или хлорида магния при температуре 105–115 ⁰С. Время варки длится 5–7 часов.
В получении вяжущего из фосфогипса важнейшим технологическим переделом является снижение в сырьевой смеси вредных примесей или их нейтрализация.
Изготовление гипсовых вяжущих из CaSO₄∙2H₂O фосфогипса состоит из его промывки для удаления P₂O₅ и других примесей, тепловой обработке в водной суспензии, фильтрации кристаллов α–CaSO₄∙0,5H₂O на вакуум-фильтре и помоле. Полученное фосфогипсовое вяжущее имеет предел прочности 30–50 МПа, начало схватывания 8–10, конец 10–15 минут.
По другой технологии фосфогипс не промывают. Кислоты нейтрализуют известковым молоком или водным раствором портландцемента. При этом фосфаты переходят в Ca₃(PO₄)₂ , а фториды – в CaF и нерастворимые силикаты и алюминаты. Затем выполняют термическую обработку.