Ģipša konstrukcijas un citi materiāli tiek izmantoti dažādās tautsaimniecības nozarēs. Viņi jau ilgu laiku nevienu nav pārsteiguši. Taču reti kurš aizdomājas par to, kas tad īsti ir ģipša saistviela, kas tai kalpo par izejvielu un kā to iegūst. Bet visu būvmateriālu (apmetumu, mūra javas, ģipša loksnes) un citu detaļu ražošanai vispirms ir jāsagatavo izejmateriāli. Galu galā gatavā materiāla īpašības lielā mērā ir atkarīgas no izmantoto izejvielu kvalitātes.
Koncepcija un kompozīcija
Ģipša saistviela ir gaisīgs materiāls, kas pārsvarā sastāv no ģipša dihidrāta. Ģipša sastāvu papildina arī dabīgais anhidrīds un noteikti rūpniecības atkritumi, kas ietver kalcija sulfīdu.
Šajā pašā grupā ietilpst arī kombinētās vielas. Tajos ietilpst pusūdens ģipsis, kaļķi, domnas izdedži, cements.
Ražošanas izejvielas ir ieži, kas satur sulfātus. GOST noteikts,ka ģipša saistvielas ražošanai var izmantot tikai ģipša akmeni (kas atbilst visām prasībām, kas uz to attiecas GOST 4013) vai fosfoģipsi, kas atbilst arī normatīvo dokumentu prasībām.
Ģipša saistvielu īpašības
Ģipša java jāizmanto, līdz tā ir pilnībā sacietējusi. To nevar maisīt pēc tam, kad kristalizācijas process jau ir sācies. Maisīšana izraisa izveidoto saišu iznīcināšanu starp karkasa kristāliem. Tādējādi java zaudē savu savelkošo spēku.
Ģipša izstrādājumi nav ūdensizturīgi. Bet materiālu ražotāji ir atraduši izeju no šīs situācijas. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka dažādas ģipša saistvielu piedevas var palielināt šo rādītāju. Tāpēc materiāla sastāvam tiek pievienotas dažādas vielas: kaļķi, drupināti domnas izdedži, karbamīda sveķi, organiskie šķidrumi, kas ietver silīciju.
Ģipša materiālu izmantošanai nav nepieciešams izmantot papildu pildvielas. Tie nesaraujas, uz apstrādātās virsmas neparādīsies plaisas. Ģipša saistvielas, gluži pretēji, palielinās pēc pilnīgas sacietēšanas. Dažās situācijās tiek pievienotas zāģu skaidas, uguns, pumeks, keramzīts un citi materiāli.
Vēl viena iezīme – ģipša materiāli paātrina melno metālu korozijas procesu (naglas, armatūra, stieple utt.). Šis process ir vēl ātrāks mitros apstākļos.
Ģipša saistviela ātri uzsūc mitrumu un zaudē savu aktivitāti. Tāpēc uzglabāšanas laikā untransportēšanai ir jāatbilst noteiktiem noteikumiem. Materiālu var uzglabāt tikai sausā vietā. Pat ievērojot šo noteikumu, pēc trīs mēnešu uzglabāšanas materiāls zaudēs apmēram trīsdesmit procentus no savas aktivitātes. Materiāls tiek transportēts bez taras vai iepakots konteineros. Ir svarīgi to aizsargāt no gružiem un mitruma.
Ražošana
Šim procesam ir jāveic šādi procesi:
- dabiskā ģipša vielas drupināšana;
- izejvielu žāvēšana;
- temperatūras ietekme.
Ģipša akmens tiek ievadīts bunkurā, no kurienes tas nonāk drupinātājā. Tur to sasmalcina gabalos, kuru izmērs nepārsniedz četrus centimetrus. Pēc sasmalcināšanas materiāls caur liftu tiek nosūtīts uz padeves piltuvi. No turienes vienādās daļās tas nonāk dzirnavās. Tur to žāvē un sasmalcina līdz mazākai frakcijai. Žāvēšana šajā posmā ir nepieciešama, lai paātrinātu un atvieglotu materiāla sasmalcināšanas procesu.
Dzirnavās pulveri uzkarsē līdz deviņdesmit grādiem. Šajā stāvoklī tas tiek transportēts uz ģipša katlu. Tieši tur apdedzināšanas procesā no vielas izdalās ūdens. Šis process sākas ar zemu temperatūru (apmēram astoņdesmit grādiem). Bet ūdeni no materiāla vislabāk var noņemt temperatūras diapazonā no simts desmit līdz simt astoņdesmit grādiem.
Viss temperatūras apstrādes process ir sadalīts divos posmos. Pirmkārt, materiāls tiek turēts bioreaktorā trīs stundas. Tur tiek noņemts ūdens un ģipša dihidrātspārvēršas par pusūdens. Visu šo laiku ģipsis tiek maisīts, lai sildīšana būtu vienmērīga. Norādītā laika beigās viela sakarsētā stāvoklī tiek nosūtīta uz tā saukto nīkuļojošo bunkuru. Tas vairs nesasilda. Bet pašas vielas augstās temperatūras dēļ dehidratācijas process tur turpinās. Tas aizņem vēl apmēram četrdesmit minūtes. Pēc tam saistvielas tiek uzskatītas par gatavām. Un tie tiek nosūtīti uz gatavās produkcijas noliktavu.
Materiāla sacietēšana
Ģipša saistvielas sacietē, ja pulveri sajauc ar ūdeni. Šajā gadījumā veidojas plastmasas masa, kas dažu minūšu laikā sacietē. No ķīmiskā viedokļa ir process, kas ir pretējs tam, kas notika ražošanas procesā. Tas vienkārši notiek daudz ātrāk. Tas ir, pusūdens ģipsis piesaista ūdeni, kā rezultātā veidojas ģipša dihidrāta viela. Visu šo procesu var iedalīt trīs posmos.
Pirmajā solī pusūdens ģipša vielu izšķīdina ūdenī, veidojot piesātinātu ģipša dihidrāta šķīdumu. Dihidrātam ir augsts šķīdības indekss. Pateicoties tam, šķīduma pārsātinājuma process notiek ļoti ātri. Rezultātā - nokrišņi, kas ir dihidrāts. Šīs izgulsnētās daļiņas salīp kopā, tādējādi sākot iestatīšanas procesu.
Nākamais solis ir kristalizācija. Atsevišķi vielas kristāli, augot, sāk savienoties un veido spēcīgu rāmi. Žāvējot (tiek noņemts mitrums), veidojas saites starp kristāliemstiprāks.
Mainīt iestatījuma ātrumu
Iestatīšanas procesu pēc vajadzības var paātrināt vai, gluži pretēji, palēnināt. Viņi to dara, izmantojot piedevas, kuras pievieno ģipša saistvielām.
Piedevu veidi, kas paātrina iestatīšanas procesu:
vielas, kas palielina pushidrāta šķīdību: nātrija vai kālija sulfāts, galda sāls un citas;
vielas, kas būs kristalizācijas centrs reakcijā: fosforskābes sāļi, drupināts dabīgais ģipsis un tā tālāk
Visbiežāk izmantotais šķembas ģipšakmens. Tās daļiņas kalpo kā kristalizācijas centri, ap kuriem nākotnē augs kristāls. Lielāku efektivitāti raksturo "sekundārais" ģipsis. Ar to saprot ģipsi, kas jau iziet kalcija sulfīda sacietēšanas un sacietēšanas stadiju. Uz šo veidu var attiecināt šķeltos un sasmalcinātos produktus.
Šīs vielas palēnina sacietēšanas procesu:
mīklas plastiskuma paaugstināšana: koksnes līmes šķīdums ūdenī, skujkoku uzlējums, kaļķu līmes emulsija, LST un tā tālāk;
Kristālu augšanu novērš plēve, kas veidojas uz pusūdens ģipša graudiem tādu vielu ietekmē kā boraks, amonjaks, keratīna palēninātājs, sārmu metālu fosfāti un borāti, ceriņu spirts un citas
Ir vērts atzīmēt, ka procesu paātrinošu piedevu ieviešana nelabvēlīgi ietekmē ģipša izturību. Tāpēc tie jālieto piesardzīgi un jāpievieno nelielos daudzumos.
Iestatīt laiku(sacietēšana) lielā mērā ir atkarīga no izejvielu kvalitātes, uzglabāšanas laika un apstākļiem, temperatūras, kādā notiek materiāla savienošana ar ūdeni, un pat šķīduma sajaukšanas laika.
Pārāk īss sacietēšanas laiks parasti ir saistīts ar dihidrāta daļiņu klātbūtni materiālā, kas palika tur pēc apdedzināšanas. Sacietēšanas laiks palielināsies arī tad, ja ģipša vielu uzsildīs līdz aptuveni četrdesmit pieciem grādiem. Ja materiāla temperatūra tiek paaugstināta vēl vairāk, process, gluži pretēji, palēnināsies. Ilgstoša ģipša maisījuma maisīšana paātrinās sacietēšanas procesu.
Atšķirības starp teoriju un praksi
Cietināšanas procesa iezīme ir tāda, ka ģipsis, atšķirībā no citām saistvielām, cietēšanas laikā palielina tilpumu (līdz vienam procentam). Sakarā ar to pusūdens vielas hidratācijai ir nepieciešams apmēram četras reizes vairāk ūdens, nekā teorētiski vajadzētu būt. Teorētiski ūdenim ir nepieciešami aptuveni 18,6% no materiāla svara. Praksē ūdeni ņem, lai iegūtu parastā blīvuma šķīdumu daudzumā līdz septiņdesmit procentiem. Lai noteiktu materiāla ūdens nepieciešamību, ūdens tilpumu nosaka procentos no paša materiāla masas, kas jāpievieno, lai iegūtu parastā blīvuma šķīdumu (kūkas diametrs 180+5 milimetri).
Vēl viena atšķirība praksē ir tāda, ka, žāvēšanas laikā noņemot lieko ūdeni, materiālā veidojas poras. Sakarā ar to ģipša akmens zaudē savu spēku. Novērsiet šo brīdi, papildus žāvējot. Ģipša izstrādājumus žāvē temperatūrā, kas nepārsniedzseptiņdesmit grādi. Ja paaugstināsiet temperatūru vēl vairāk, sāksies vielas dehidratācijas reakcija.
Temperatūras ietekme uz iegūto vielu
Lai iegūtu ģipša saistvielu, ģipša akmens tiek pakļauts augstām temperatūrām. Atkarībā no šīs temperatūras vērtības ģipša viela var būt divu veidu:
Zemas degšanas, kuras ražošanai izejvielu apstrāde notiek simt divdesmit līdz simt astoņdesmit grādu temperatūras ietekmē. Izejviela šajā gadījumā visbiežāk ir pusūdens ģipsis. Galvenā šī materiāla atšķirība ir lielais sacietēšanas ātrums
Augstas degšanas (anhidrīta), kas veidojas augstas temperatūras (virs divsimt grādu) rezultātā. Cietina šādu materiālu ilgāk. Iestatīšana prasa arī ilgāku laiku
Katrā no šīm grupām, savukārt, ir iekļauti vairāki dažādi materiāli.
Zemas karsēšanas saistvielu veidi
Šīs kategorijas ģipša saistviela ietver šādus materiālus:
Celtniecības ģipsis. Tās ražošanai ir jāizvēlas pareizās izejvielas. Ģipša ražošana būvdarbiem ir pieļaujama, izmantojot kā izejvielu piektās un augstākas pakāpes saistvielu, kuras atlikums uz sieta ir ne vairāk kā divpadsmit procenti. Būvizstrādājumu ražošanai ir piemērota saistviela, kas pieder pie kategorijas no otrās līdz septītajai, neatkarīgi no sacietēšanas laika un slīpēšanas pakāpes. Dekoratīvie elementi ir izgatavoti no viena veida materiāliem. Izņemot rupjās malšanas vielas unlēnām satverot. Ģipša apmetuma maisījumus izgatavo no 2.-25. klases vielām, izņemot saistvielu ar rupju slīpēšanu un ātri cietējošu
Augstas stiprības ģipsi var raksturot ar vienu no vairākām pakāpēm (ar indeksiem no 200 līdz 500). Šī materiāla izturība ir aptuveni 15-25 MPa, kas ir daudz augstāka nekā citiem veidiem
Lējuma apmetumam ir augsts ūdens pieprasījums un augsta izturība sacietējušā stāvoklī. No tā tiek izgatavoti ģipša izstrādājumi: keramikas veidnes, porcelāna-fajansa elementi un tā tālāk
Anhidrīta materiāli
Šī suga savukārt veido divas vielas:
anhidrīta cements, ko iegūst, apstrādājot temperatūrā līdz septiņsimt grādiem;
Estrich-ģipsis, veidojas kalcija sulfāta ietekmē virs 900 grādiem
Anhidrīta ģipša sastāvā ietilpst: no diviem līdz pieciem procentiem kaļķa, sulfāta maisījums ar vitriolu (vara vai dzelzs) līdz vienam procentam, no trīs līdz astoņiem procentiem dolomīta, no desmit līdz piecpadsmit procentiem domnas izdedži.
Anhidrīta cementam ir lēna sacietēšana (no trīsdesmit minūtēm līdz dienai). Atkarībā no stiprības tas ir sadalīts šādās kategorijās: M50, M100, M 150, M200. Šāda veida cements tiek plaši izmantots būvniecībā. To lieto:
līmes, ģipša vai mūra javas ražošana;
betona ražošana;
dekoratīvo priekšmetu izgatavošana;
siltumizolācijas ražošanamateriāli
Estrich ģipsim ir šādas īpašības:
- Lēna uztvere.
- Spēks līdz divdesmit megapaskāļiem.
- Zema siltumvadītspēja.
- Laba skaņas izolācija.
- Izturīgs pret mitrumu.
- Sala izturīgs.
- Nedaudz deformēts.
Šīs ir galvenās, taču tālu no visām esrich ģipša priekšrocības. Tās piemērošana ir balstīta uz šiem rādītājiem. To izmanto sienu apmešanai, mākslīgā marmora ražošanai, mozaīkas grīdai un tā tālāk.
Saistvielas sadalīšana tipos
Ģipša saistvielu īpašības ļauj tās iedalīt vairākās dažādās grupās. Šim nolūkam tiek izmantotas vairākas klasifikācijas.
Pēc iestatīšanas laika izšķir šādas grupas:
Grupa "A". Tas ietver savelkošus līdzekļus, kas ātri sacietē. Tas aizņem divas līdz piecpadsmit minūtes
B grupa. Šīs grupas saistvielas sagrābj sešu līdz trīsdesmit minūšu laikā. Tos sauc par parasti iestatīšanas aģentiem
Grupa "B", kurā ietilpst lēni sacietējošas saistvielas. Iestatīšana aizņem vairāk nekā divdesmit minūtes. Augšējā robeža nav standartizēta
Smalcināšanas smalkumu nosaka uz sieta palikušās daļiņas. Tas ir saistīts ar faktu, ka ģipša saistvielas vienmēr paliek uz sieta, kura acs izmērs ir 0,2 mm. GOST norāda šādas grupas:
Rupja malšana jeb pirmā grupa norāda, ka uz sieta paliek līdz divdesmit trīs procentiem materiāla
Vidēja maluma(otrā grupa), ja uz sieta paliek ne vairāk kā četrpadsmit procenti saistvielas
Smalka malšana (trešā grupa) norāda, ka vielas atlikums uz sieta nepārsniedz divus procentus
Materiāls ir pārbaudīts attiecībā uz lieces un spiedes izturību. Lai to izdarītu, no ģipša javas sagatavo stieņus ar izmēru 40 x 40 x 160 milimetri. Divas stundas pēc izgatavošanas, kad ir pabeigti kristalizācijas un hidratācijas procesi, sākas testi. Ģipša saistvielas (GOST 125-79) pēc stiprības ir sadalītas divpadsmit pakāpēs. Viņiem ir indeksi no diviem līdz divdesmit pieciem. Stiepes izturības vērtība atkarībā no pakāpēm tiek apkopota īpašās tabulās. To var redzēt pat pašā GOST.
Materiāla galvenos parametrus un veidus var atpazīt pēc marķējuma. Tas izskatās apmēram šādi: G-6-A-11. Šis uzraksts nozīmēs:
- G- ģipša saistviela.
- 6 - materiāla pakāpe (nozīmē, ka stiprums ir lielāks par sešiem megapaskāļiem).
- A - nosaka veidu pēc iestatīšanas laika (tas ir, ātri sacietē).
- 11 - norāda slīpēšanas pakāpi (šajā gadījumā vidēju).
Ģipša materiālu pielietojuma joma
Ģipša saistvielu tehnoloģija ļauj iegūt materiālus, kas piemēroti izmantošanai dažādās jomās. Ģipsis visplašāk tiek izmantots būvniecībā. Tās pielietojuma mērogu var salīdzināt ar cementa izmantošanu. Ģipša saistvielai ir dažas priekšrocības salīdzinājumā ar to pašu cementu. Piemēram, tā ražošanā tiek patērēts gandrīz par mazāk degvielasčetras reizes. Tas ir higiēnisks, izturīgs pret uguni, porainība svārstās no trīsdesmit līdz sešdesmit procentiem, zems blīvums (līdz pusotram tūkstotim kilogramu uz kubikmetru). Šīs īpašības noteica materiāla apjomu.
Ģipsi plaši izmanto apmetumam. Tās pielietojums nav atkarīgs no materiāla pakāpēm. Tiek izmantota saistviela ar smalkām un vidēji slīpētām daļiņām, kas parasti un lēni stingst. Ģipsi pievieno kaļķakmens un smilšu apmetumam. Tas uzlabo šķīduma stiprumu pēc žāvēšanas. Un apmetuma slānis uz virsmas kļūst gluds un viegls, piemērots turpmākai apdarei.
Ģipša vielas, kas pieder klasei no G-2 līdz G-7, tiek izmantotas starpsienu paneļu, tā sauktā sausā apmetuma lokšņu un citu ģipša betona izstrādājumu ražošanai. Tos pievieno šķīdumiem, lai iegūtu kompozīcijas iekšdarbiem.
Keramikas, porcelāna un fajansa izstrādājumi un detaļas tiek izgatavotas, pievienojot ģipša saistvielu, kas pieder klasei no G-5 līdz G-25. Saistvielai jābūt normāli cietējošu un smalki sam altu vielu kategorijā.
Javas pagatavošanai izmanto ģipša saistvielu, ko izmanto logu, durvju, starpsienu blīvēšanai. Šim nolūkam ir piemērotas zemākas materiālu kategorijas.
Kā redzat, ģipša saistvielas īpašības ļauj izmantot materiālu dažādiem mērķiem un dažādās darbības jomās. Tas ir izturīgs, salizturīgs,higiēnisks, videi draudzīgs, ugunsdrošs materiāls. Tā kvalitatīvos raksturlielumus nosaka piederība noteiktai materiālu grupai uz noteikta pamata.
