Способы получения и область применения глины и гипсовых вяжущих веществ

б) петельчастые и хлопьевидные. Петельчатая структура характеризуется спутанноволокнистым сложением, напоминающем строение микроскопических волокон антигорита; хлопьевидная – присутствием округлых участков, окаймленных более высоко двупреломляющем материалом (либо слоистыми силикатами, либо кристаллами кальцита);    

в) струйчатые, флюидальные, муаровые, обусловленные различными оптическими эффектами.

Гипсовые вяжущие вещества изготовляют из гипсового камня, представляющего собой в основном двуводный гипс - CaSO₄*2Н₂О, ангидрита, состоящего главным образом из безводного гипса - СаSО₄, и некоторых отходов химической промышленности, содержащих преимущественно двуводный или безводный сульфат кальция.

Химически чистый двуводный  гипс состоит из 32,56% СаО, 46,51% SO₂ и 20,93% воды, а ангидрит -из 41,19% CaO и 58,81% SО₃. Двуводный гипс является мягким минералом, его твердость по шкале Мооса равна 2. Твердость ангидрита колеблется в пределах 3-3,5. Удельный вес двуводного гипса 2,2-2,4, а ангидрита - 2,9-3,1. Растворимость в воде двуводного гипса, пересчитанного на CaSO₄, равна 2,05 г в 1 л воды при 20 С. Растворимость ангидрита - 1 г на 1 л воды.

Природный гипс (гипсовый камень) содержит некоторое количество примесей глины, песка, известняка, органических веществ и др. Цвет гипсового камня, не содержащего существенного количества примесей, приближается к белому. Примеси придают гипсу различные оттенки. Окислы железа окрашивают его в желтовато-бурые цвета, а органические примеси - в серые. Небольшое количество примесей, равномерно распределенное в массе сырья, не вызывает заметного ухудшения качества конечного продукта. Вредно влияют крупные включения примесей.

Свойства модификаций полуводного гипса

Показатель	(alfa) -модификация	(beta) -модификация
Температура образования, °С	115	107
Температура дегидратации, °С	200-210	170-180
Плотность, г/см3	2,72-2,73	2,62-2,68
Показатели светопреломления:
Ng	1,583	1,556
Np	1,559	1,55
Скорость гидратации, мин	17-20	7-12
Теплота гидратации, Дж/моль	17200	19300
Водогипсовое отношение, %	40-45	60-65

 

На предприятиях КНАУФ  налажено производство различных гипсовых вяжущих, которые в зависимости от свойств являются основой для изготовления большого ассортимента гипсовых материалов и изделий.

В связи с большей  плотностью кристаллов alfa-полугидрата  по сравнению с кристаллами beta-полугидрата  первые медленнее гидратируются, о чем можно судить по их меньшей растворимости в воде и пониженному тепловыделению при гидратации. Затвердевший после затворения водой alfa-полугидрат вследствие меньшей водопотребности и пониженной пористости обладает более высокой прочностью. Поэтому высокопрочные гипсы состоят в основном из alfa-полугидрата.

3.Способы получения  и область применения глины  и гипсовых вяжущих веществ

 

Основным источником глинистых пород служит полевой шпат, при распаде которого под воздействием атмосферных явлений образуются каолинит и другие гидраты алюминиевыхсиликатов. Некоторые глины осадочного происхождения образуются в процессе местного накопления упомянутых минералов, но большинство из них представляют собой наносы водных потоков, выпавшие на дно озёр и морей.

Глина — это вторичный продукт земной коры, осадочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения скальных пород в процессе выветривания.

Глину в качестве местного вяжущего ранее применяли в сельском строительстве для штукатурных  и кладочных растворов.

Благодаря высокой пластичности и способности удерживать воду глину  используют в качестве пластифицирующей добавки к цементу в строительных растворах.

Гончарное производство

Глина является основой гончарного, кирпичного производства. В смеси с водой глина образует тестообразную пластичную массу, пригодную для дальнейшей обработки В зависимости от места происхождения природное сырьё имеет существенные различия. Одно можно использовать в чистом виде, другое необходимо просеивать и смешивать, чтобы получить материал, пригодный для изготовления различных изделий.

Техническая керамика

Техническая керамика — большая группа керамических изделий и материалов, получаемых термической обработкой массы заданного химического состава из минерального сырья и других сырьевых материалов высокого качества, которые имеют необходимую прочность, электрические свойства (большое удельное объемное и поверхностное сопротивление, большую электрическую прочность, небольшой тангенс угла диэлектрических потерь).

Производство цемента

Для изготовления цемента  сначала добывают известняк и глину из карьеров. Известняк (приблизительно 75 % количества) измельчают и тщательно перемешивают с глиной (примерно 25 % смеси). Дозировка исходных материалов является чрезвычайно трудным процессом, так как содержание извести должно отвечать заданному количеству с точностью до 0,1 %.

Эти соотношения определяются в специальной литературе понятиями  «известковый», «кремнистый» и «глиноземистый»  модули. Поскольку химический состав исходных сырьевых материалов вследствие зависимости от геологического происхождения постоянно колеблется, легко понять, как сложно поддерживать постоянство модулей. На современных цементных заводах хорошо зарекомендовало себя управление с помощью ЭВМ в комбинации с автоматическими методами анализа.

Правильно составленный шлам, подготовленный в зависимости от избранной технологии (сухой или мокрый метод), вводится во вращающуюся печь (длиной до 200 м и диаметром до 2—7 м) и обжигается при температуре около 1450 °C — так называемой температуре спекания. При этой температуре материал начинает оплавляться (спекаться), он покидает печь в виде более или менее крупных комьев клинкера (называемого иногда и портландцементным клинкером). Происходит обжиг.

В результате этих реакций  образуются клинкерные материалы. После  выхода из вращающейся печи клинкер  попадает в охладитель, где происходит его резкое охлаждение от 1300 до 130 °C. После охлаждения клинкер измельчается с небольшой добавкой гипса (максимум 6 %). Размер зерен цемента лежит в пределах от 1 до 100 мкм. Его лучше иллюстрировать понятием «удельная поверхность». Если просуммировать площадь поверхности зёрен в одном грамме цемента, то в зависимости от толщины помола цемента получатся значения от 2000 до 5000 см² (0,2—0,5 м²). Преобладающая часть цемента в специальных емкостях перевозится автомобильным или железнодорожным транспортом. Все перегрузки производятся пневматическим способом. Меньшая часть цементной продукции доставляется во влаго- и разрывостойких бумажных мешках. Хранится цемент на стройках преимущественно в сыпучем и сухом состояниях.

 

Технология производства гипса

Производство строительного гипса из плотных гипсовых пород, складывается из трех основных операций.

1. Дробление гипсового  камня.

2. Помола.

3. Сушки и обжига.

На завод гипсовый камень обычно попадает в виде кусков размером 300-500 мм., что вызывает необходимость  его дробления.

Гипсовый камень попадает на ленточный конвейер, который доставляет до мельницы (щековой и молотковой дробилки).

Сначала осуществляют первичное  дробление до кусков размером 30-50мм., а позже дробление в крупу  с размерами 0-15мм. В последние  время предпочитают дробление гипсового камня в одну стадию, используя крупные молотковые дробилки.

Гипсовую щебенку превращают в порошок в роликомаятниковых  и др. мельницах.

Так как помол влажного гипсового камня затруднителен, то обычно эту операцию совмещают  с сушкой. Для этого в мельницу подают отходящие из гипсовых котлов дымовые газы (t 300-400С) также осуществляют выдачу из мельницы измельченного и  просушенного материала. Изменяя скорость этих газов, можно регулировать тонкость измельчения гипса. Чем больше будет скорость потока, тем грубее исходный материал и наоборот.

Гипсовый порошок из газо-пылевой смеси выделяют в  пылеочистительные системы. От эффекта  работы пылеосадительных устройств зависят санитарные условия и производственные потери. Поэтому на заводы ставят многоступенчатые системы очистки.

Загрузка котла сырым  гипсом производится винтовым конвейером. Пары воды удаляют через трубы. После  варки двуводный гипс переходит в полуводный гипс. Гипс обжигают при t 130-160С в течении 1-3ч. Полученный полуводный гипс из котлов выпускают в бункер.

При охлаждении происходит некоторое выравнивание модификационного состава обожженного продукта, остывающий в ней двуводный гипс постепенно, за счет физического тепла, переходит в полуводный гипс, а полностью дегидратированные продукты снова обводняются и также превращаются в полугидрат.

Из бункеров выдерживания охлажденный гипс отправляют на склад  готовой продукции.

Сегодня гипс применяется практически во всех областях строительства, а также при производстве огромного ассортимента строительных гипсовых материалов. В производстве любых штукатурных работ и заделки швов. В производстве строительных изделий всех видов и во всевозможных строительных работах. В производстве сухих строительных смесей, шпатлевок, штукатурок и клея. В изготовлении самых разных строительных растворов, а также, при получении смешанных гипсовых вяжущих. В изготовлении декоративных деталей, тонкостенных изделий для строительства. Гипс применяется при производстве гипсокартона и декоративных гипсовых изделий, также широкое применение гипса в отделочных работах при изготовлении карнизов, лепки, лепнины, малой архитектуры, декоративных отделочных изделий. Так же в последнее 
время гипс нашел широкое массовое применение в производстве гипсового искусственного декоративного камня и облицовочной гипсовой плитки для облицовки интерьеров, что явлеется в последнее время очень модным и востребованным. Такой незаменимый в строительстве материал как гипс получают после того, как гипсовый камень пройдет термическую обработку до полу гидрата сульфата кальция. Он используется для строительных работ, изготовления строительных блоков. Прежде всего, ценят гипс строители за быстрый набор прочности, архитектурную выразительность и пластичность. Также специалистами отмечаются безвредные для здоровья людей и отличные тепло и звукоизоляционные свойства гипса. Кроме того, привлекает огнестойкость материала, удовлетворяющая самые высокие требования пожарной безопасности. Аналога строительному гипсу на рынке стройматериалов не найти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Гипсовые материалы  и  глина отвечают всем современным  требованиям: по огнестойкости, звукопоглощению, по экологической оценке норм Международных стандартов, учитывающих все этапы жизненного цикла изделия, начиная от добычи сырья и кончая утилизацией; не требуют больших трудо- и энергозатрат, времени, сложного технологического оборудования, могут изготовляться широкой номенклатуры и функционального назначения. Все это позволяет отнести гипс и глину к современным эффективным материалам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Белов, В.В. Современные  эффективные гипсовые вяжущие,  материалы и изделия: научно-справочное  издание / В.В. Белов, А.Ф. Бурьянов, В.Б. Петропавловская; под общ. ред. А.Ф. Бурьянова, г.Тверь, 2007.

2. Р. К. Мозберг. Материаловедение. М.: 1991.

3. С.В. Ржевская. Материаловедение  Логос. 2004.

4. Материаловедение. Технология  конструкционных материалов. /Под  ред. В.С. Чередниченко. Омега-Л. 2004.

5. Материаловедение и  технология конструкционных материалов. /Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М.  Матюнин и др. М.: Металлургия, 2002.

6. С.И. Богодухов, В.Ф.  Гребенюк, А.В. Синюхин. Курс материаловедения  в вопросах и ответах: Учебное пособие. М.: Машиностроение. 2005 г.

7. http://msd.com.ua/gypsum/gips/

 

 8. http://www.real1.com.ua/index.php?p=22

9.  http://www.sdelaemsami.ru/slovar090.html