Строительный справочник "Мегастройки.biz"

Из чего получают гипс?

На стройках в составе цементов и строительных смесей часто надо иметь быстро схватывающееся вяжущее, чтобы растворы не успели "поплыть". Для приготовления такого вяжущего используется, в основном, природный гипс и гипсосодержащие породы. Но сейчас отходы многих промышленных производств также содержат сульфат кальция ― главную составляющую гипса. Таких отходов уже около 50 видов, потому целесообразно использовать многие из них для получения гипса.

Природный гипс (CaSO 4 ·2Н 2 0) ― это кристаллическая осадочная порода. Если образования природного гипса большие и плотные, их называют гипсовым камнем. Крупнослоистый гипсовый камень называют гипсовым шпатом, тонковолокнистый ― селенитом (лунным камнем), зернистый белого цвета (а гипс из-за примесей может иметь разные оттенки) ― алебастром, что с греческого переводится как "белый".

К гипсосодержащим породам относят ангидрит, гипсосодержащие глины и лёссы.

Ангидрит ― это сульфат кальция, не содержащий связанной воды. Обычно он подстилает гипсы снизу, представляет собой мелкие кристаллы.

Гажа ― болотная глина, содержащая карбонат кальция, сульфат кальция и непосредственно глинистую субстанцию. В принципе, все её составные части являются вяжущими материалами. А так как гажа содержит 15-90% CaSO 4 , то её целесообразно использовать для получения гипса.

Ганч, арзык ― гипсосодержащие лёссовые породы. Наряду с карбонатами и сульфатами в их составе содержится лёсс, то есть субстанция, состоящая из частиц размером намного меньших глинистых. Эти породы в Средней Азии встречаются очень крупными залежами.

Богаты гипсом отходы химической и пищевой промышленности, отходы других отраслей. Почему они не используются в полной мере? Часть из них надо освобождать от вредных примесей промывкой, сушкой, нейтрализацией, что часто не рентабельно. Другая часть требует удаления лишней влаги или больших затрат на переработку. Но в любом случае это направление перспективно, так как ежегодное количество таких отходов исчисляется сотнями миллионов тонн, а земные недра не безграничны.

Для производства вяжущих из вторсырья наиболее часто используют отходы химической промышленности:

• - борогипс, остающийся после производства борной кислоты и буры;
• - фосфогипс, остающийся после получения фосфорных удобрений (после производства 1 т удобрений остаётся 4,5 т фосфогипса);
• - фторгипс, производное от получения плавиковой кислоты и её солей;
• - титаногипс, получаемый при разложении титансодержащих руд.

Еще о извести и гипсе и изделиях из них:

У многих людей, неискушенных в ремонтно-строительных делах, нередко возникает вопрос: чем отличаются такие строительные материалы, как гипс и алебастр? И почему на мешках написано сверху «гипс строительный», а снизу – «алебастр»?

Для того чтобы не теряться в терминах, нужно разобраться, чем на самом деле являются гипс и алебастр, есть ли между ними различия и, если есть, – то какие.

Гипс – происхождение, применение

Гипсом называют сухой состав, изготовленный на основе природного минерала – гипсового камня. Минерал представляет собой двуводный сульфат кальция – CaSO4·2H2O с примесями в виде оксидов кремния, алюминия и железа.

Гипс является минералом осадочного происхождения. В природе чаще всего встречается в виде вытянутых призмовидных кристаллов, хотя иногда формируется в виде плотных таблеточных или чешуйчатых агрегаций. Минерал довольно мягкий, легко поддается помолу.

Крупные месторождения гипсового камня располагаются в таких странах, как Иран, США, Канада, Турция, Испания. В России залежи этой породы находятся в Прикамье и Поволжье, Татарстане, на западных склонах Уральских гор и в Краснодарском крае.

Из природного минерала получают вяжущее вещество – собственно, тот гипс, который мы все и знаем. Это порошок белого, кремового или сероватого цвета (зависит от имеющихся примесей), который при затворении водой превращается в пластичную массу, довольно быстро твердеющую на воздухе.

Способ применения молотого гипса зависит от того, для чего именно его планируют использовать:

• «сырой» гипс используют в медицине для фиксации переломов, а также в сельском хозяйстве – рассыпают на полях для нормализации кислотности почвы;
• в виде «строительного гипса» он применяется при проведении ремонтных и отделочных работ, для производства стеновых плит и блоков, карнизов, лепнины.

Также минерал широко используется в бумажной и химической промышленности: при производстве цемента, серной кислоты, глазурей и красок.

Природный гипс бывает волокнистым и зернистым. Для производства алебастра используют мелкозернистый гипс – алебастр. Строительный алебастр имеет более тонкий помол и представляет собой все тот же сульфат кальция, но не двуводный, а полуводный – CaSO4·0,5H2O. Его получают путем обжига измельченного природного алебастра при температуре до 180 градусов.

Таким образом, тот алебастр, который мы приобретаем в строительном магазине, в широком понимании является гипсом, но не всякий гипс можно назвать алебастром.

Строительный гипс имеет следующие характеристики:

• Плотность (истинная) составляет 2,6 – 2,76 г/куб. см. При этом в рыхлонасыпном виде плотность составляет 0,85 – 1,15 г/куб. см, а в уплотненном – 1, 245 – 1,455 г/куб. см.
• Изделия из гипса имеют высокую огнестойкость – они разрушаются только после 6-8 часового воздействия высокой температуры. Конструкции выдерживают нагрев до 600-700 градусов без разрушения.
• Прочность при сжатии строительного гипса составляет 4-6 МПа, высокопрочного гипса – 15-40 МПа.
• Гипс и изделия из него плохо проводят тепло, коэффициент его теплопередачи в интервале температур от 15 до 45 градусов составляет всего 0,259 ккал/м·град/час.
• Скорость высыхания. После смешивания с водой гипсовый раствор начинает схватываться уже через 4 минуты и в течение следующего получаса он полностью застывает. Поэтому работать таким раствором нужно очень быстро.

Марки и свойства строительного гипса

Нормативным документом, регламентирующим свойства и качество строительных гипсовых вяжущих, является ГОСТ 125-79. Промышленность производит алебастр 12 марок, различающихся перелом прочности на сжатие.

Показатели приведены в таблице:

Марка гипса	Предел прочности образцов-балочек размером 40×40×160 мм в возрасте 2 часа, МПа, не менее
	сжатие	изгиб
Г-2	2	1,2
Г-3	3	1,8
Г-4	4	2,0
Г-5	5	2,5
Г-6	6	3,0
Г-7	7	3,5
Г-10	10	4,5
Г-13	13	5,5
Г-16	16	6,0
Г-19	19	6,5
Г-22	22	7,0
Г-25	25	8,0

Важным показателем является срок схватывания вяжущего.

В зависимости от него различают следующие виды строительного гипса:

• А – быстротвердеющий (начало не ранее 2 мин., конец – не позднее 15 мин.).
• Б – нормальнотвердеющий (начало схватывания не ранее 6 мин., конец – не позднее 30 мин.).
• В – медленно твердеющий (начало схватывания не ранее 20 мин., окончание – не нормируется).

Степень помола также нормируется:

Таким образом, по марке вяжущего можно определить все его основные характеристики.

К примеру, на мешке указано: Г-6 В II.

Это означает, что перед нами материал со следующими характеристиками:

• прочность не менее 6 и не более 7 МПа;
• медленно твердеющий;
• среднего помола.

Разновидности гипса

Гипсовые вяжущие используются не только чистом виде, но и с различными добавками, позволяющими менять их свойства.

В настоящее время в продаже можно встретить гипс следующих разновидностей:

• Строительный – для производства гипсовых стройматериалов и для проведения штукатурных работ. Такой материал хорош тем, что не образует трещин при высыхании. Часто в него добавляют известь, что придает смеси пластичность. Материал в основном используют для внутренней отделки сухих помещений.
• Высокопрочный – вяжущее с крупными кристаллами, обеспечивающими конечному изделию меньшую пористость и, соответственно, большую прочность. Данный материал используют для устройства несгораемых перегородок, форм для производства фаянсовых и фарфоровых сантехнических изделий. Также его применяют в травматологии и стоматологии.
• Полимерный гипс – вяжущее с добавлением полимеров. Часто применяется с травматологии. Повязки с таким гипсом гораздо легче обычных гипсовых, позволяют коже дышать, не боятся влаги, проницаемы для рентгеновских лучей (позволяют контролировать процесс сращивания костей).

• Скульптурный – самый высокопрочный гипс, практически не содержащий примесей. Материал имеет высокую степень белизны и используется для изготовления статуэток. Скульптур, сувениров, а также в автомобильной и авиационной промышленности. Это вяжущее является основой сухих шпаклевочных смесей.
• Акриловый гипс – получается при добавлении в вяжущее водорастворимой акриловой смолы. Внешне практически неотличим от обычного гипса, но гораздо легче. Благодаря этому его часто используют для потолочной лепнины. Материал морозостоек и имеет низкое водопоглощение, поэтому может быть использован для работы на фасадах зданий.

Таким образом, алебастр является одной из разновидностей гипса, которую в основном используют в строительстве. Он имеет большую твердость, чем природный гипс, но менее широкое применение.

Свойства гипса

Гипс (водный сульфат кальция) - самый распро­страненный минерал, относящийся к группе сульфа­тов. Его название происходит от греческого слова gypsos. Гипс царапается ногтем и легко режется ножом. Известно несколько разновидностей гипса , используе­мых в качестве коллекционных камней, в частности мелкозернистый алебастр. Шелковистый шпат, волокнистый гипс и белый гипс обладают шелковистым блеском, их часто обрабатывают в форме кабошонов и полируют, при этом проявляется эффект «кошачьего глаза».

Мягкий селенит, который бес­цветен и прозрачен, тоже иногда подвергается огранке. Популярны сре­ди коллекционеров прекрасные «розы пустыни», двойниковые кристаллы «ласточкин хвост» и звездообразные формы.

Применение гипса

Гипс используется в производстве штукатурки, удобрений, портланд­цемента, бумаги, красок и карандашей. Он является самым распространен­ным эвапоритом - осадком, остающимся после испарения воды. Гипс, встречается в виде массивных отложений в осадочных горных породах вме­сте с известняками и сланцем. Он образуется в результате гидратации ми­нерала ангидрита.

Гипсу сопутствуют кальцит, сера, кварц, доломит, галит и глина. Иногда гипс откладывается в результате испарения соленой воды или образует на месте высохших озер мягкие полупрозрачные кристаллы. Он также встречается в виде кристаллов в глине, в виде оболочки соля­ного купола и в зонах действия вулканов. Алебастр, как плотный, так и мелкозернистый, используется для создания статуй и лепных украше­ний.

Однако ввиду чрезвычайной мягкости алебастра изделия из него лег­ко ломаются и быстро разрушаются. Как правило, алебастр полупрозрачен и окрашен в белый, розоватый или коричневатый цвет. Основные место­рождения гипса и алебастра находятся в Италии и в Англии. В Уэльсе добывают ро­зовый алебастр.

Происхождение гипса

Есть месторождения алебастра в Испании, Иране и Пакистане. «Алебастр», из которого в Древнем Египте и Древнем Риме якобы изготавливали вазы, надгробия и прочее, на самом деле мрамор (карбонат кальция). Богатые месторождения гипса есть в США (штаты Аризона, Калифорния, Юта, Колорадо, Оклахома, Нью-Мексико, Огайо, Мичиган, Вир­гиния и Нью-Йорк), в Канаде и во Франции.

Гипс, или гидросульфат кальция – это минерал, широко используемый в строительстве, медицине и скульптурном литье. В готовом виде он представляет собой порошок, который смешивается с водой, после чего постепенно высыхает, приобретая высокую жесткость. Его цвет может быть белым, серым или с оттенками бурого, розового, желтого или красного. Твердость минерала по шкале Мооса 2 балла.

Добыча гипса

Минерал встречается в виде вкраплений в осадочные породы. Его частицы представлены в виде чешуйчатых или мелкозернистых масс. Его залежи обычно встречаются в глинистых осадочных породах. Внешне они напоминают мрамор. Минерал добывают шахтным способом. Подземные залежи откалывают от общей массы точечными взрывами. Добытый гипсовый камень доставляется на поверхность, после чего размалывается в порошок. Изначально он имеет повышенную влажность, поэтому осуществляется его первичная просушка, а в дальнейшем выпекание на протяжении нескольких часов. Выходящий из печи гипс уже полностью готов к использованию.

Технологический процесс может включать дополнительные способы очистки состава от примесей, что зависит от применяемого сырья. Если требуется производство гипса для медицинских целей, то он очищается более качественно для повышения связующих свойств.

Преимущества гипса как материала

Гипс обладает рядом достоинств, которые позволяют ему значительно превосходить подавляющее большинство прочих материалов, применяемых в строительстве, а также других сферах. К неоспоримым его преимуществам можно отнести:

• Небольшой вес.
• Легкое смешивание при приготовлении растворов.
• Быстрое застывание.
• Короткий период высыхания.
• Умеренная твердость.

К безусловным преимуществам гипса относится возможность его легкой шлифовки. Благодаря этому можно поправить форму сделанного из него изделия. В зависимости от предмета или поверхности это можно делать , или специальной .

Перечисленные свойства, являющиеся преимуществами материала, могут отличаться в зависимости от степени помола, очистки и наличия пластификаторов. Его принято классифицировать по степени сжатия. По данному критерию существует 12 видов гипса. Данный показатель измеряет в количество килограмм на сантиметр квадратный, которые необходимо приложить, чтобы провести разрушение материала. Число в номенклатурном наименовании обозначает данное количество килограмм. К примеру гипс с маркировкой 5 имеет верхнюю точку сжатия 5 кг/см2.

Где применяется гипс

Существует 3 основных направления применения данного материала:

• Медицина.
• Скульптура.
• Строительство.

Медицинское использование

Очищенный порошок гипса используется для создания бандажа для блокировки конечностей, что необходимо для срастания сломанных костей. Для этого его разводят в воде, готовя жидкий раствор. В нем вымачиваются бинты, которыми и делается перевязка. После застывания армированный бинтами раствор приобретает жесткость, полностью защищая загипсованную конечность от нежелательного воздействия.

Для медицинских целей применяется только мелкий помол гипса, обеспечивающий высокую монолитность после схватывания. Помимо применения для лечения переломов он также используется в стоматологии. С его помощью делаются слепки зубов для дальнейшего изготовления имплантов. С появлением более современных не пачкающих материалов данный способ отходит в прошлое.

Гипс в скульптуре

Использование гипса нашло свое применение в художественном творчестве, в частности создании скульптур. Для этой цели используется высококачественный помол без примесей, подобный тому, что и в медицине. Существует два способа его применения. Первый предусматривает вырезание произведений из крупных гипсовых камней, а второй обыкновенное литье. Резьба по гипсу уже практически не применяется, поскольку получаемые произведения имеют внешние дефекты, что обусловлено неоднородностью природного материала. Кроме того такой способ производства требует большого мастерства и существенных временных затрат. Гораздо проще заливать гипсовый раствор в формы. Он достаточно быстро застывает, благодаря чему имея литьевую форму такое производство можно поставить на поток.

Гипсовые изделия далеко не вечны, ведь их твердость по шкале Мооса всего 2 балла, что конечно меньше чем бетона, набирающего 4-5 баллов. При механическом воздействии он разрушается. Все же к достоинствам гипса можно отнести ремонтопригодность, ведь изделия из него могут склеиваться, а получаемые швы легко затираются наждачной шкуркой. После шлифовки дефекты при достаточном мастерстве можно полностью скрыть.

Строительное использование

Чаще всего гипс применяют для создания штукатурок. В отличие от цементных или известковых составов, они обладают более удобной консистенцией для работы. При средней температуре +20 градусов продолжительность высыхания таких штукатурок всего 7 дней. За это время они полностью набирают свою прочность, что в 4 раза скорее, чем в случае с бетоном.

Из гипса изготовляют и шпаклевки. В них применяется более мелкая фракция помола чем в штукатурках, благодаря этому получаемая в результате поверхность обладает высокой гладкостью. Это особенно важно если требуется проведение поклейки обоев, а тем более окраски.

Из гипса льются декоративные изделия для отделки. Из него изготовляют:

• Стеновые 3D панели.
• Стеновую плитку.
• Лепнину.
• Багеты.
• Колонны.
• Пилястры.
• Молдинги.
• Орнаменты.
• Дизайнерские розетки.

Подавляющее большинство гипса производимого для строительных целей используется для изготовления гипсокартона. Он применяется в качестве ровного основания для быстрого возведения межкомнатных перегородок и подвесных потолков. Также с помощью гипсокартона осуществляется выравнивание большой кривизны стен.

Использование гипса для создания элементов декора

Гипсовый порошок отличный материал для производства украшений интерьера. Чаще всего из него делают стеновые 3D панели, а также различные изделия для имитации античной архитектуры. С появлением полиуретана такие предметы интерьера начали делать из него, но гипс по-прежнему остается доступным материалом, который используют при желании сделать подобные украшения своими руками. Для этого в продаже по вполне умеренным ценам предлагаются 3D формы из пластика или силикона для проведения литья. При их использовании применяются чистые составы гипса. В идеале подходит скульптурная разновидность, но ее стоимость слишком высока, что экономически невыгодно. Более удачным выбором будет использование зернистого гипса, продаваемого в магазинах под названием алебастр.

Для производства алебастр разбавляется водой в равных пропорциях. Получаемый жидкий состав заливается в форму, после чего она встряхивается для обеспечения выхода пузырьков воздуха. Лучше всего ее устанавливать на вибрационный станок. Его наличие позволяет готовить раствор с меньшим добавлением воды, что в дальнейшем положительно повлияет на прочность. Форма оставляется до момента схватывания алебастра. Обычно в летнее время для этого достаточно 25-30 минут. После извлечения из нее изделия оно уставляется для просыхания, а форма может использоваться повторно необходимое количество раз.

Поскольку обычно глубина формы около 20-25 мм, то при температуре воздуха в +20 градусов полное высыхание литья занимает около 3 суток. После этого изделие может использоваться по предназначению.

При использовании форм их нужно смазывать, чтобы обеспечить нормальный выход литья. Это можно делать техническим вазелином, но проще и дешевле всего применять обыкновенное рафинированное подсолнечное масло.

Особенности работы с гипсовыми штукатурками

Штукатурки на основе гипса могут применяться для нанесения на минеральные поверхности. В первую очередь они подходят для покрытия стен из кирпича, бетона, газобетона, керамзитобетона и т.д. Также они используются для выравнивания потолков.

Хотя штукатурки и шпаклевки на основе гипса и обладают хорошей адгезией, подготовка поверхности с нанесением грунтовки глубокого проникновения обязательна. Это позволяет создать непроницаемую пленку между основанием и гипсом, препятствующую отдачи влаги стене или потолку. Благодаря этому гарантируется, что на период высыхания штукатурка будет иметь достаточно воды для нормального течения химической реакции кристаллизации между смешанным помолом гипса. В дальнейшем это обеспечит более высокую твердость материала и устойчивость к механическим повреждениям.

Обычно гипсовую штукатурку можно наносить на поверхность с толщиной слоя от 0,5 до 3 см. Отдельные производители предлагают гипсовые смеси с добавлением особых пластификаторов и прочих примесей, благодаря чему вполне возможно оштукатуривание с большой толщиной слоя.

Для штукатурки на основе гипса характерно менее выраженное сползание материала. Благодаря этому они нуждаются в меньшем количестве подрезок наплывов. Все это способствует более высокой производительности труда при их применении.

Гипс легко впитывающий влагу материал, потому штукатурки и шпаклевки на его основе малопригодны для использования в ванных комнатах. В условиях повышенной влажности возможность разрушения слоя многократно увеличивается. Для решения данной проблемы выпускаются специальные влагозащитные полимерные составы, но даже с их использованием, все равно надежнее цементные штукатурки.

January 19th, 2010

Гипс (от греч. gypsos — мел, известь) — минерал, водный сульфат кальция. Кристаллы гипса пластинчатые, столбчатые, игольчатые и волокнистые. Встречаются преимущественно в виде сплошных зернистых и волокнистых масс, а также различных кристаллических групп. Часто ассоциируется с и . Чистый гипс бесцветен и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розовую, бурую и другие окраски. Осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями, при усыхании морских лагун, соленых озер. Одно из физических свойств гипса - флуоресценция. Свечение в длинноволновом УФ-свете - желтые, оранжевые, синие или зеленые тона. Минерал ангидрит (CaSO4) сходен по составу с гипсом, только лишен воды. Гипс имеет химическую формулу - CaSO4.2H2O

Кристалл гипса

Кристаллы гипса длиной до 11 метров были найдены в пещерах Naica Mine, Мексика. Кристаллы произрастали в крайне редкой природной среде пещеры. Температура там постоянно оставалась около 58 ° С, и пещера была заполнена водой, богатой минералами, как и необходимо для роста кристаллов. Крупнейший из этих кристаллы весом 55 тонн имел возраст около 500 000 лет . Два брата, которые обнаружили эту пещеру, окрестили ее "глаза королевы". Длина пещеры составляет 290 метров под землей.

А это - мой образец гипса из журнала.
Красный селенит

Встречаются такие разновидности гипса:
Селенит - бесцветный и прозрачный сорт гипса, который имеет жемчужный блеск.

Еще одна разновидность - шелковистая, волокнистая форма, называемая "Satin Spar" - атласный шпат . Этот сорт имеет атласный, шелковистый блеск, который дает игру света вверх и вниз по поверхности кристалла.
Алебастр - разновидность гипса, белая или слегка тонированная, представляющая собой спрессованные мелкозернистые массы - декоративный поделочный каень, используемый для тонкой резьбы на протяжении столетий, даже эпох.
В засушливых районах, гипс может формироваться в цветочные формы, как правило, непрозрачные со встроенными песчинками, называемые "desert rose" - . Она может иметь также и такие названия: Песчаная роза, Каменная роза, Селенитовая роза, Гипсовая роза, Гипсовая розетка.

Ordite (ордит) - фактически псевдоморфозы гипса. Единственное месторождение находится в России - Орда, Пермский край, Урал.
Сахарный гипс - гипс в виде зернистой массы, кристаллизуется как сахар.
Гипс также иногда встречается в некоторых метеоритах .

Даже в эпоху Неолита гипс использовался как строительный материал. Еще в 7000 до н.э. в городе Чатал-Гуюк, в Малой Азии гипс использовали для украшения интерьера. Около 3000 до н.э. в Уруке а затем и в Египте гипс применяли в качестве раствора, смешанного с известью, для соединения камней. Для примера, в Сфинксе (2700-2600 до н.э.) для определенных работ, известковалась гипсовая штукатурка. Кроме того, египтянам были известны полупрозрачные алебастровые окна. В Минойской цивилизации из гипса делали пол или настенные покрытия и применяли в качестве строительных блоков. (знаменитый Кносский Дворец, 2100-1800 до н.э., расположенный на греческом острове Крит и сохранившийся до настоящего времени). Римляне использовали гипс только для декоративной штукатурки внутри построек, так как они были знакомы с гораздо более прочными материалами.

В наше время гипс используют для изготовления вяжущих материалов, гипсования почвы, а в медицине - для протезирования. Его применяют также для снятия масок, моделирования скульптуры, создания рельефных украшений (лепнины) в помещениях. С древности популярен гипс как поделочный камень. Из него и сейчас вырезают ажурные вазочки, фигурки, пепельницы и другие декоративные предметы. В азиатской кухне гипс добавляют в тофу (традиционный соевый творог) в качестве коагулянта, что делает его в конечном счете, основным источником кальция.