Производство гипса и улучшение его качественных свойств при помощи добавок

Рейтинг материала

Итоговая оценка

Гипс представляет собой осадочный минерал, встречающийся в природе в виде пластов осадочной породы. Это кристаллы белого, прозрачного цвета, имеющие всевозможные оттенки от желтоватого до красного. Образуется минерал вследствие испарения воды, насыщенной кальцием.

Производство гипса

Сегодня гипс широко известен как строительный материал, используемый для отделочных и штукатурных работ. Он также используется в архитектуре и ландшафтном дизайне.

Добыча, из чего делают гипс

Гипс добывают на месторождениях путем подрыва гипсосодержащей породы. Далее руду транспортируют на заводы в виде гипсовых камней. Их дробят в специальных дробилках, а затем сушат для выпаривания имеющейся в них влаги.

Сухие фракции измельчаются в мельницах до состояния порошка и отправляются в печь для обжига. Порошок обжигается на протяжении 1-2 часов при температуре 150-160 градусов. На выходе получается мелкодисперсная смесь белого цвета, полностью готовая к использованию.

Месторождения

Гипс распространен повсеместно на территории России. Основными местами добычи гипса являются Владимирская, Архангельская и Иркутская области, Средняя Азия, Поволжье, Башкирия и Западное Приуралье. Среди других стран можно отметить Испанию, Тунис, Грецию и Марокко.

Месторождения гипса возникают ввиду следующих факторов:

1. Выветривание залежей соли.
2. На местах соляных озер образуется в виде химического осадка.
3. Является сопутствующей породой на старых месторождениях нефти, серы и ангидритов.
4. Часто залежи минерала обнаруживают в устьях древних рек.

На видео — как добывают и перерабатывают гипс на заводе Форман:

Состав

По химическому составу — это водный раствор сульфата кальция. Его химическая формула — Ca[SO4] ? 2H2O. При нагревании до 140 градусов из его кристаллической решетки выделяется вода, в результате чего образуется так называемый полуводный гипс.

Если продолжить нагрев минерала, то образуется строительный (обожженный) гипс. Такой материал используют в виде порошка. Если к такому порошку вновь добавить воду, то вода присоединится к сульфату кальция, а материал обретет твердость.

Отстойник

Для отделения гипса и песка из водной смеси используются специальные устройства, называемые гипсоотстойниками. Они позволяют собирать гипс и песок в отдельную емкость, а воду направлять в систему слива. Отстойник необходимо подключать между мойкой и сливной трубой.

Добавки для гипса

Поскольку гипс состоит из довольно хрупкого вещества — кальция, то для улучшения качества получаемого материала, к нему добавляют различные вещества и примеси.

Пропитки

Гипсовые поверхности являются пористыми, поэтому требуют пропитки специальными составами. Поры заполняются, а после высыхания поверхность считается готовой к дальнейшей покраске. В качестве пропитки обычно используют натуральную олифу.

Пластификатор

При помощи таких добавок как пластификаторы удается изменять время схватывания гипсового раствора, а также контролировать степень его текучести. Кроме того, некоторые виды пластификаторов способны придавать готовым гипсовым изделиям дополнительную прочность. В целом отмечается повышение темпов производства изделий из гипса, более эффективное и рациональное использование оборудования.

Гидрофобизатор

Гидрофобизирующие составы, предназначенные для введения в гипсовые растворы, служат для уменьшения водопоглощения гипса с сохранением его паропроницаемости. Это позволяет избежать появления конденсата на поверхности гипса даже при возникновении резкой разницы температур.

Помимо этого, такие добавки увеличивают прочность затвердевшего изделия или гипсовой поверхности и защищают его от образования плесени и грибков. Гидрофобизатор проникает в поры гипса и начинает действовать сразу после высыхания.

Принцип работы гидрофобизатора

Лаки используются для отделки уже готовых гипсовых поверхностей. Дело в том, что необходимо уменьшить впитывающую способность гипса, то есть, закрыть его поры. Для этого рекомендуется пропитать поверхность олифой или лаком. Лучше использовать водорастворимые лаки на основе акрила или смолы.

Такой состав проникает глубоко в поры гипса, а на его поверхности образует тонкую и прочную пленку, обладающую хорошей адгезией. Такая поверхность будет надежно защищена от влаги. Для примера можно назвать несколько разновидностей лака для гипса: «Изоплен», «Dulux Trade Acrylic», «Izo Sol».

Некоторые виды клея используются в качестве добавок в гипсовые растворы. Это не только увеличивает прочность готовых изделий, но и повышает их водостойкость. Большинство видов клея способствует более медленному схватыванию раствора. Используются обычно клей ПВА, костный клей, обойный клей (КМЦ) и другие разновидности клеевых составов.

Краска (пигмент)

С целью придания гипсовым изделиям необычных цветов, используются порошкообразные железоокисные пигменты. Они выпускаются в виде порошка различного цвета. Пигменты не растворяются в воде, органических растворителях и прочих жидких средах, поэтому цветной гипс не утратит своей окраски с течением времени.

Замедлитель схватывания

Гипс склонен к очень быстрому застыванию, поэтому рекомендуется использовать замедлители схватывания, способные повысить живучесть гипсового раствора. Количество такой добавки зависит от ее вида. В качестве добавок используются тартраты натрия, представляющие собой соли винной кислоты, а также цитраты натрия (соли лимонной кислоты).

На практике выгоднее добавлять в воду для раствора обычную лимонную кислоту. Кроме этого, в качестве замедлителей также используют клей ПВА, жидкое стекло, животный клей, препарат «Декстрин» или уже готовые сухие смеси.

Модификатор

Полимерные добавки, вводимые в гипсовый раствор, способны модифицировать его, создавая гипсополимерные композиты. В зависимости от количества вводимого модификатора изменяются свойства затвердевшего изделия.

При минимальном их количестве увеличивается прочность и повышается стойкость к разрушению на открытом воздухе. Если ввести много модификатора, то изделие приобретет водонепроницаемость, морозостойкость, а также повысится его износостойкость.

Обычно модификаторы выпускаются в виде сухого порошка белого цвета. Для использования модификатора необходимо порошок растворить в воде, которая будет применяться для затворения гипса.

Как действуют модификаторы на прочностные качества гипсовых растворов

Чем растворить гипс

Сухая гипсовая смесь растворяется обычной водой. Чем выше температура воды, тем быстрее происходит реакция перехода жидкого раствора в твердое состояние. После затвердевания гипс водой не растворяется.

Однако если хранить затвердевшее гипсовое изделие или просто кусок застывшего гипса в условиях высокой влажности, то постепенно прочность гипса уменьшается, и гипс становится хрупким. Для повторного использования застывший гипс прокаливают в печи для удаления излишков влаги, а затем перемалывают в порошок.

Как увеличить прочность и сделать его крепче

Для повышения прочности гипсовых поверхностей или изделий рекомендуется вводить в раствор специальные добавки. Это полимерная фибра, различные виды клея (КМЦ, ПВА, костный клей), известь-пушонка, бура, жидкое стекло. Отличные результаты дает армирование гипсовых поверхностей полимерной монтажной сеткой.

Чтобы придать гипсовому изделию прочность, сравнимую с прочностью керамики, его на сутки погружают в насыщенный раствор алюмокалиевых квасцов. Затем изделие нужно нагреть до температуры 550 градусов. Вы будете удивлены его прочностью.

Как сделать гипс в домашних условиях

Гипс широко применяется в быту для изготовления всевозможных изделий. Для его приготовления в домашних условиях требуется заготовить сухой гипсовый порошок, воду и посуду для размешивания состава. В посуду заливают воду, а затем медленно всыпают туда сухую смесь, постоянно помешивая раствор.

Делать все нужно аккуратно, но быстро, так как гипс может застыть раньше, чем будет из нее что-либо изготовлено. Весь процесс приготовления должен занимать не более 2 минут. Рекомендуется использовать холодную воду.

Концентрация раствора должна быть по густоте как жидкая сметана. Если раствор получается слишком жидкий, то добавьте еще немного сухой смеси. Но осторожно, так как добавлять воду для разбавления излишне сухого раствора нельзя.

Полученную смесь необходимо использовать как можно быстрее. Если раствор успел затвердеть, то его применять уже недопустимо. Поэтому работайте с небольшими порциями гипсовой смеси.

Видео расскажет, что используют в качестве пластификатора для гипса при создании изделий из него своими руками:

Сколько в среднем стоит данный строительный материал

Стоимость сухого гипсового порошка является вполне доступной для населения. Она зависит от расфасовки порошка, фирмы-производителя и стоимости транспортной доставки в ваш регион. Средняя цена 1 килограмма строительного гипса составляет от 50 до 90 рублей. Медицинский гипс стоит дороже. Его стоимость может доходить до 150 рублей за килограмм.

Гипсовые растворы: состав, пропорции, приготовление, применение

Гипс – широко распространенный в природе минерал осадочного происхождения, представляющий собой водный сульфат кальция. Химическая формула двухводного природного гипса CaSO₄*2H₂O. Этот минерал – основное сырье для изготовления альфа- и бета-гипса, используемых в строительстве.

Разновидности гипса и особенности их применения

Альфа-гипс получают при обработке природного минерала при температурах +95…+100°C. После измельчения продукта образуется высокопрочный гипс, имеющий специфические области применения.

Бета-гипс получают путем обработки сырья при температурах, примерно равных +180°C, в специализированных аппаратах. После его измельчения образуются материалы, различающиеся по назначению, которое зависит от тонкости помола:

• Тонкий порошок – наиболее распространенный в строительстве материал, называемый строительным гипсом или алебастром, по виду – это белое или сероватое порошкообразное вещество. Его применяют для заделки швов, трещин на полу, потолке и стенах помещений, устранения неровностей, при монтаже настенных, напольных и потолочных покрытий.
• Более тонкий помол – формовочный материал, применяемый при производстве керамических предметов, различных форм и макетов.
• Тонкий помол и глубокая очистка – состав, используемый в медицине.

Далее речь пойдет именно о строительном гипсе (алебастре), получаемом из природного минерала.

Положительные и отрицательные характеристики строительного гипса

• плотная мелкозернистая структура;
• быстрые схватываемость и твердение, эти же качества в определенных ситуациях можно считать недостатками гипсового раствора, полное схватывание пластичной смеси происходит примерно через полчаса после ее приготовления;
• устойчивость к повышенным температурам;
• небольшое увеличение алебастрового раствора в объеме при застывании, что обеспечивает хорошее проникновение во все щели и поры;
• экологичность, благодаря природному происхождению и отсутствию добавок, выделяющих в окружающее пространство вредные вещества.

Этапы приготовления гипсового раствора

Быстрое схватывание пластичного материала диктует необходимость его приготовления в количестве, которое можно использовать в короткий период. Этапы изготовления раствора из гипса:

1. В посуду наливают необходимое количество воды.
2. В воду высыпают порошок тонкой струйкой.
3. Состав перемешивают инструментом из дерева, пластика, резины, нержавеющей стали. Не стоит использовать металлические лопатки с ржавчиной. Для изготовления большого количества гипсового раствора используют электродрель со специальной насадкой или строительный миксер. Размешивать состав более одной минуты не рекомендуется, поскольку может начаться процесс расслаивания теста.
4. Гипсовые частицы, проходя через слой воды, быстро смачиваются, поэтому уже через минуту будет готово гипсовое тесто, которое сразу же необходимо использовать.

Пропорции компонентов гипсового раствора:

• для получения высокопрочного материала на 1 л воды берут 2 кг порошка;
• традиционный вариант, позволяющий получать смесь средней пластичности, – 1 л воды и 1,5 кг порошка;
• для обработки стен и других вертикальных поверхностей делают более жидкий раствор, приготовленный из 1 кг порошка и 1 л воды.

Замедлители пластичной смеси

В некоторых случаях возникает необходимость замедления процесса схватывания гипсового раствора для чего в состав можно ввести следующие компоненты в небольших количествах:

• клеи – костный, мездровый, обойный, ПВА;
• кератиновый замедлитель, изготавливаемый из отходов, которые образуются при переработке рогов и копыт КРС;
• казеинат кальция;
• продукты питания – сахар, молоко;
• вещества, используемые в быту, – стиральный порошок, шампунь, жидкое мыло, жидкость для мытья посуды.

Такие замедлители позволяют продлить время схватывания гипсового раствора до нескольких часов.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.