Технология производства высокопрочного гипса

Второй отличительной  чертой способа самозапаривания  является то, что для образования избыточного (до 1,3 ат) давления в аппарате используется вода, содержащаяся в самом гипсовом щебне в свободном состоянии (гигроскопическая), и вода связанная (кристаллизационная). При нагревании гипсового щебня вначале (при 100°) образуется пар из свободной воды, а затем при нагревании выше 107—110° начинается дегидратация гипса и перевод отщепленной воды также в состояние пара. Таким образом, при методе самозапаривания не требуется устройства специальной котельной для процесса пропаривания гипсового щебня; наоборот, образующийся при запаривании избыточный пар может быть использован для подогрева сырья и для отопления помещений.

В настоящее время  высокопрочный гипс получают путем  нагревания природного гипса паром  под давлением 0,2-0,3 МПа с последующей  сушкой при температуре 160-180°С. Его  прочность за 7 суток достигает 15-40 МПа. Высокопрочный гипс выпускают  в небольшом количестве и применяют в основном в металлургической промышленности для изготовления форм. Однако он успешно может заменить обыкновенное гипсовое вяжущее, обеспечив изделиям высокую прочность. Кроме того, высокопрочный гипс получают путем самозапаривания.

Гипсовый щебень помещают в вертикальный, герметически закрывающийся аппарат, и запаривают под давлением насыщенным водяным паром, получаемым в результате отщепления химически связанной воды из щебня двуводного гипса при нагревании его выше 100°С. Природный гипс в этом аппарате нагревается топочными газами, проходящими по трубам, расположенным внутри аппарата. Высокопрочный гипс, в зависимости от предела прочности при сжатии образцов из гипсового теста нормальной густоты (испытанных через сутки хранения в сухом состоянии) бывает следующих марок: 200, 250, 300, 350, 400, 450 и 500 (кГ/см2).

Производство высокопрочного гипса на основе фосфополугидрата

Разработана также технология производства высокопрочного гипса  на основе фосфополугидрата - отхода производства экстракционной фосфорной кислоты по полугидратной схеме. Она состоит из следующих этапов обработки: измельчения и активирования фосфополугидрата на вальцах тонкого помола, разбавления его, перевода «пассивирующих», пленок с помощью специальных добавок в жидкую фазу, последующего фильтрования суспензии на ленточных вакуум-фильтрах; промывания твердой фазы, сушки ее до полного удаления гигроскопической влаги и помола.

Основные работы по использованию  фосфополугидрата для получения  гипсовых вяжущих ведутся в трех направлениях:

• гидратация до двухводного гипса и получение сырья для производства строительного и высокопрочного гипса;
• активация с сушкой;
• обжиг до ангидрита с введением активаторов твердения.

 

Снижение пассивирующего действия кислых примесей на зернах

фосфополугидрата достигается  механической обработкой и нейтрализацией. В качестве активаторов твердения  применяют добавки различных  фтористых соединений. Из фосфополугидрата при его нейтрализации щелочными  добавками в сочетании с механической обработкой в бегунах можно получать смеси и прессовать из них различные изделия.

Насыпная плотность, кг/м3............................................................. 1190—1270

Водопотребность, %........................................................................32—38

Сроки схватывания, мин:

Начало....................................................................................8-10

Конец....................................................................................11-14

Прочность, МПа, образцов 40x40x160 мм в возрасте 1,5 ч на:

изгиб.....................................................................................3—3,9

сжатие...................................................................................5,5—9

в возрасте 1 сут на:

изгиб........................................................................................5—7

сжатие...................................................................................10—16

высушенных до постоянной массы на:

изгиб........................................................................................7—9

сжатие...................................................................................30—40

Объемное расширение, % ........................................................0,03—0,08

 

Отличительными особенностями вяжущего из фосфополугидрата являются: рост прочности при хранении в нормальных условиях через 20-30 суток на 10-30%; сравнительно небольшое объемное расширение.

Фосфополугидрат без  дополнительной обработки может  быть рекомендован для сооружения оснований дорожных одежд в тех случаях, когда к последним не предъявляются повышенные требования по морозостойкости.

Физико-механические показатели вяжущего, полученного из фосфополугидрата при такой технологии, следующие:

 

 

Заключение

Преимущества использования высокопрочного гипса (ВГ) в строй- индустрии по сравнению с традиционными материалами заключаются в следующем:

• Энергосбережение при изготовлении изделий с использованием ВГ
• Снижение трудозатрат при:

• изготовлении изделий на основе ВГ ( в сравнении с цементом)     в 2 - 2,5 раза;
• строительстве в сравнении с кирпичной кладкой  в 4 - 5 раз

• Увеличение оборачиваемости формооснастки при отливках изделий (в сравнении с цементобетоном) в 10 -15 раз

• Снижение расхода энергии на обогрев зданий за счет снижения теплопотерь по сравнению с цементобетоном    в 2 - 2,5 раза
• Снижение энергозатрат при изготовлении изделий на основе ВГ по сравнению со строительным гипсом        в 1,5 - 2 раза
• Снижение расхода вяжущего при одинаковых физико-механических показателях изделий в сравнении со строительным гипсом в 2,5 раза

Строительные материалы  на основе высокопрочного гипса и  изделия из них характеризуются низкой энергоемкостью производства по сравнению с традиционными стройматериалами.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Булычев Г.Г. Смешанные гипсы. Производство и применение в строительстве. М., 1952.
2. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия: Учеб. для инж. экон. спец. строит. вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1988. – 527 с.: ил.
3. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979 г.
4. Чернышева P.A., Рева В.И., Назаренко Г.Д., Мендрул А.А. Новые материалы и конструкции на основе высокопрочного гипса для реконструкции жилья