в чем растворяется гипс
Как сделать крепкий гипс или технология и рецептура производства декоративного камня и 3D панелей
Определение и основные характеристики
Строительный гипс – это природный минерал из класса сульфатов. Его химической формула CaSO4·2H2O (гидрат сульфата кальция). Так как в молекуле вещества содержится 2 атома воды, его также называют диаквасульфат кальция.
Мелкокристаллическая структура с большим количеством пор является и положительным качеством (дает легкость и устойчивость к высоким температурам), и отрицательным (не обеспечивает прочность и влагостойкость).
Оптимальная пористость изделия после отвердевания составляет 40-60%. Если она выше, изделие становится менее прочным и легко разламывается. Пористость зависит от количества воды, использованного при замешивании раствора.
Удельный вес материала – 2,6-2,75 г/см³. Плотность в рыхлом состоянии – 800-1100 г/м³, при уплотнении может достигать 1450 кг/м³.
Что представляет собой строительный гипс внешне? Это порошок довольно мелкого помола, обычно белый или сероватый, иногда с желтым или розовым оттенком. Запах очень слабый, усиливается при добавлении воды.
Жидкий раствор (тесто) представляет собой серую массу со специфическим запахом. После высыхания приобретает белый или светло-серый цвет, поверхность готового изделия гладкая на ощупь.
Гипсовый порошок
Гипсовый раствор
Разновидности гипса
Гипс – это первое вяжущее вещество, полученное человеком. Строительное минеральное вяжущее – это порошкообразное вещество, которое после смешивания с водой превращается в пластичную, гибкую массу и постепенно застывает до каменного состояния.
Основу любого строительства составляют вяжущие вещества. Они используются для производства строительных растворов, изготовления плит.
Гипсовое вяжущее – это искусственно полученное вяжущее путем обжига. Оно состоит из полуводного гипса, который при термообработке (105-200°С) превращается в двуводный:
Строительный гипс может быть как природного, так и промышленного происхождения.
Его получают как из природного гипсового камня, так и из химических отходов. Смысл операции заключается в исключении воды (дегидратации) из гипсового состава при повышении температуры. Человечество открыло этот нехитрый способ получения около 20 тысяч лет назад. Люди заметили, что после обжига гипс превращался в порошок, а затем после дождя вновь трансформировался в камень.
По способу получения гипс бывает α или β-модификации.
Для очищения и получения высокопрочного гипса α-модификации сырье нагревают в автоклавах без доступа воздуха под давлением при температуре 95-130°, вода удаляется капельным путем. Полученный полуводный гипс отличается высокой прочностью и качеством. Однако дороговизна и сложность его получения сказывается на его себестоимости.
Гипс β-модификации получают в открытых печах при более высоких температурах 150-180°С. Двуводный гипс нагревают, вода превращается в пар и при выходе из сырья образует огромное количество мельчайших пор, которые значительно ухудшают его качество. Измельченный гипс β-модификации называют строительным или алебастром. Формовочным называется гипс β-модификации более тонкого помола, медицинским – из хорошего чистого сырья с мелким помолом.
Разница между гипсом альфа и бета модификации состоит только в способе производства и полученном результате.
Алебастр – это разновидность природного зернистого гипса с более мелким строением зерна. Алебастр относят к строительному гипсу, однако нельзя любой зернистый гипс считать алебастром.
Алебастр – это быстротвердеющий вяжущий материал, в составе которого полуводный сульфат кальция CaSO4 • 0,5Н2О. Он относится к гипсу β-модификации, поскольку производится в открытых печах.
Ангидрит – это безводный гипс природного происхождения. Он отличается длительным схватыванием и твердением, в его составе безводный сульфат кальция CaSO₄ и активатор твердения CaO.
Эстрих-гипс получают путем обжига природного гипсового камня при t°=800-950°С. Дополнительным веществом при его диссоциации является оксид кальция CaO, который выступает активизатором затвердения ангидрита.
В результате обжига получают двуводный гипс, который обладает улучшенными свойствами по сравнению с обычным:
— Пониженная водопотребность 30-35% против обычных 50-60%;
— Длительные срок схватывания: начало не ранее 2 часов;
— Высочайшая прочность 10-20 МПа через 28 суток.
На рубеже XIX-XX вв. эстрих-гипс применяли для получения основания под чистый пол, кладочных работ, производства искусственного мрамора.
Гипсовые вяжущие – это вещества на основе полуводного гипса или ангидрита, которые называются воздушными вяжущими.
Их делят на три группы в зависимости от способа производства:
Представители I и II групп являются невлагостойкими (НГВ), основная часть представителей III группы относится к влагостойким вяжущим (ВГВ).
В свою очередь, вяжущие, получаемые путем термообработки, делят на низкообжиговые и высокообжиговые.
Как работать с гипсом
Материал при соединении с водой быстро твердеет и сохраняет свою форму. В процессе твердения раствор незначительно увеличивается в размере с выделением некоторого количества тепла. Это свойство мастера обращают на пользу: расширяющийся гипс плотно заполняет все мельчайшие выемки, точно повторяя внутренний объем формы. Таким способом изготавливаются многие виды гипсовых украшений, а также различные фигурки.
Так выглядит готовый для работы раствор гипса
Как правильно разводить
Основное правило при разведении строительного гипса состоит в том, что в подготовленную емкость с водой медленно и постепенно всыпается гипсовый порошок. В процессе приготовления раствор постоянно перемешивается для предотвращения образования комочков.
Для перемешивания небольших объемов можно использовать древесину, нержавеющую сталь, пластик или резиновые изделия. Если объем раствора солидный, то лучше воспользоваться электродрелью, имеющей специальную насадку.
Недопустимо перемешивать раствор более 1 минуты во избежание потери гипсом своих свойств. Перемешивание прекращается при исчезновении комочков. Если вы хотите замедлить застывание раствора, то вам следует воспользоваться специальными добавками.
При их отсутствии просто делайте замес на холодной воде. Это продлит время до начала схватывания практически вдвое. Если же вам необходимо, чтобы раствор застыл как можно раньше, добавьте в него немного соли.
Пропорции гипсового раствора
От того, в каких пропорциях будет разведен гипсовый раствор, зависит скорость его застывания. Это время в большинстве случаев составляет от 5 минут до 1 часа. Практика показывает, что для получения раствора средней густоты следует к 1 литру воды добавить приблизительно 1,5 кг сухого гипсового порошка.
Если необходимо получить жидкий раствор, который используется для штукатурных работ, то соотношение компонентов допускается один к одному. Жидкий раствор и застывать будет дольше.
А вот для изготовления скульптурных поделок или лепнины рекомендуется делать раствор более густым. На одну часть воды приходится 2 части порошка. Данное соотношение уменьшает время застывания раствора.
Силиконовые формы
Формы для гипсового раствора могут быть изготовлены из самых различных материалов. Это силикон, древесина, металл, эпоксидная смола, гипс, экструдированный пенополистирол, цемент. Основным условием их использования является защита внутренних поверхностей таких форм от прилипания к ним гипсового раствора.
Для разведения гипсового порошка лучше использовать эластичные формы, например, силиконовые. Их можно использовать многократно без каких-либо нарушений их целостности. Основное преимущество силиконовых форм состоит в легкости отделения от них застывшей гипсовой массы. При этом гарантируется сохранность затвердевших моделей. Кроме того, такие формы не нужно смазывать.
Можно самостоятельно изготовить силиконовую форму. Для этого имеющуюся модель фиксируют неподвижно в специально изготовленной емкости. Производится заливка модели жидким силиконом до ее половины. После затвердевания силикона модель вынимается. Производится изготовление формы для верхней части модели.
Несколько примеров силиконовых форм для гипса
Форма для гипса №1 
Форма для гипса №2 
Форма для гипса №3 
Форма для гипса №4 
Форма для гипса №5
Как отлить форму из гипса
Благодаря особенностям производства, гипс имеет уникальную мелкопористую структуру, что дает возможность изготавливать из него всевозможные литьевые формы. В некоторых случаях гипсовые формы являются просто незаменимыми в литейном деле. С их помощью отливают копии старинных монет, фигурок, барельефов, моделей.
Гипсовые формы дают возможность использовать такие материалы как эпоксидная смола, оргстекло, пластмасса, бронза, воск. Допускается также изготовление поделок из такого же гипса, из которого состоит сама форма. Однако в этом случае необходимо придерживаться определенных рекомендаций по заливке.
Отливается гипсовая форма достаточно просто и быстро. В подготовленную коробку или другую емкость вливается небольшой по толщине слой жидкого гипсового раствора. Когда раствор застынет, на него ложится обработанная смазочным материалом модель, с которой предполагается сделать слепок.
Далее емкость заполняется раствором до середины модели. После застывания образуется гипсовая форма нижней части модели. Смазанная модель извлекается из формы. Таким же образом изготавливается форма для ее верхней части.
Для последующей заливки гипсового раствора в такие гипсовые формы рекомендуется покрыть формы изнутри лаком в несколько слоев. Это защитит форму от прилипания к ней гипсового раствора. Также следует обрабатывать форму какой-то смазкой, например, веретенным маслом или раствором парафина или стеарина в керосине.
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.
После застывания гипса рекомендуется для увеличения прочностных качеств обработать его поверхность раствором железного или медного купороса, а также раствором глауберовой соли.
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.
Способы добычи и производства гипса
Гипс — один из широко используемых строительных материалов, главным образом в дизайне интерьера. Материал считается безвредным и недорогим. Гипс используется в качестве поверхностных составов. Его применение заметно в строительстве стен и потолков. Нередко этот состав применяют и при создании скульптур, а в медицине — для фиксации конечностей при переломе.
Преимущества гипса как материала
Полезных свойств материала много. Основными из них при создании гипсовых растворов и изделий считаются:
Производство гипса
Гипс — это белый или серый минерал, найденный в земной коре. Он химически известен как водный сульфат кальция (CaSO4.2H2O), который получают путем добычи из обширных артерий руды, расположенной на разных уровнях глубины. Давление под землей, наличие примесей в виде других минералов, влияют на качество вещества, начиная от цвета и заканчивая его плотностью.
Гипсовый камень, который называют алебастром, хорошо подходит для создания различных фигур и декоративных украшений в интерьер. Этот камень полупрозрачен по своей природе. Он состоит приблизительно из 30 % ограниченной воды в естественном состоянии. Эту воду вынимают из кристалла путем непрерывного нагревания до получения из него белого порошка.
Породы и залежи будущего гипса добываются и поверхностным способом. Для этого используются драги, способные перерабатывать и просеивать поступающий концентрат из карьеров. В результате промывки более тяжелые частицы оседают на дне сита.
Добыча, из чего делают гипс
Некоторые месторождения гипсовой руды содержат около 80 % гипса, что отлично подходит для производства различных материалов. Сырая гипсовая руда может быть переработана в различные продукты, такие как добавка к портландцементу, почвенный кондиционер, промышленные и строительные штукатурки и гипсокартон.
Гипсовая руда, добываемая в карьерах и подземных рудниках, измельчается и складируется рядом с заводом. По мере необходимости складированная руда дополнительно измельчается и просеивается до примерно 50 миллиметров в диаметре. Если содержание влаги в добытой руде превышает 0,5 %, руду необходимо высушить в роторной сушилке или в роликовой мельнице с подогревом. Массу, высушенную в роторной сушилке, направляют на валковую мельницу, где ее измельчают до такой степени, что 90 % ее плотности составляет менее 149 микрометров (мкм).
Измельченный гипс выходит из мельницы в потоке газа и облака пыли и фасуется для дальнейшей обработки. Руду иногда сушат в вальцовой мельнице путем нагревания газового потока, так что сушка и измельчение выполняются одновременно, и ротационная сушилка не требуется. Тонкоизмельченная гипсовая руда известна как земляная штукатурка, которая может использоваться в качестве почвенного кондиционера.
Состав
Гипс состоит из сульфата кальция, кристаллизованного с разной степенью гидратации. В большинстве случаев материал относится к сульфату кальция в форме дигидрата, а другие формы могут отличаться друг от друга дополнительными названиями, например, полугидрат, кальцинированный гипс. Основными преимуществами гипсового пигмента являются яркость, объемность и вязкость.
Состав надежно фиксируется и принимает любые формы. При этом его плотность позволяет создавать физическую нагрузку на него. После высыхания его плотность практически не уступает глине по своему составу.
Гипс сам по себе является нейтральной солью, которая, в отличие от карбоната, не буферизует рН циркуляционной воды. Когда речь идет о растворимости, не имеет значения, используется ли гипсовый пигмент в кислотном или нейтральном процессе изготовления.
Отстойник
Гипсоотстойник применяется для отделения при фильтрации каждого компонента из состава, входящего в минерал. При применении необходимо активно промывать все составляющие для полного отделения. Чаще всего этот тип инструмента применяется для отделения гипса и песка при открытом способе добычи.
Микрочастицы находятся в жидкости, которую необходимо постоянно удалять. При промывке тяжелые частицы оседают на дне отстойника, и после просушки поступают на дальнейшую обработку.
Где применяется гипс
Есть 3 основных направления, где используется материал:
Чем растворить гипс
Гипс в сухом виде при продолжительном контакте растворяется в обычной воде. Это свойство действительно только тогда, когда гипс находится в порошкообразном состоянии. Как только вещество попадает в воду, оно начинает становиться однородной, вязкой массой. После высыхания гипс как материал уже не подвержен воздействию воды. Даже при длительном контакте с влагой он не растворяется и не теряет прочности.
Как увеличить прочность и сделать его крепче
Порошкообразный гипс отлично контактирует с другими примесями и растворами. В вязкой концентрации его можно улучшить, добавляя строительные концентраты. Такая практика нередкость, так как при изготовлении из гипса конкретных материалов требуется придавать им установленные стандартами свойства. Чаще всего применяются полимерные фибры различных видов клея. Гипсокартон используют при строительстве в качестве стен, устанавливая армированные решетки из полимера для придания жесткости материалу. При погружении в состав сульфата алюминия-калия и нагревании гипса до 550 градусов его прочность будет, как у керамики.
В чем растворяется гипс
Наши менеджеры перезвонят Вам в кратчайшие сроки.
Обратная связь
Вы можете отправить предложение или вопрос заполнив форму.
Для облегчения отливки, лишнее тесто с задней стороны орнамента снимается лопаткой. Швы, получившиеся на отливке на стыках частей формы, счищают ножом.
Для массовой отливки предметов, от которых не требуется особой точности и резкости очертаний, формы делают клеевые — из чистого столярного клея, застывающего в виде весьма упругого студня, из которого легко, вследствие его податливости, вынимать отливку. Так как студень этот, высыхая, более или менее пропорционально сжимается, то посредством клеевых форм можно изготовлять с оригиналов уменьшенные копии. Применение гипсовых форм при изготовлении изразцов, черепицы и т. п., нами уже указывалось.
7. Применение гипса в строительном деле, кроме отливки из него орнаментов, статуй и т. п., в России менее обширно, чем в зап. Европе. В Париже гипсовый раствор часто применяется, вместо известкового, для кладки стен ( не в сырых местах, конечно). Многие старинные замки в южной Германии были построены на гипсовом растворе; заметим кстати, что известная пирамида Хеопса ( Хуфу) в Египте, которой приписывают 4.000-летнее существование, сложена на гипсовом растворе. Эстрих в Германии идет на устройство полов, покрываемых линолеумом; из него, а также из обыкновенного гипса, делают перегородки — или из отдельных гипсовых плит, заранее изготовленных, или в виде штукатурного намета, набрасываемого на натянутую проволочную сетку ( система Рабитца). Для уменьшения веса, в гипсовые плиты при их изготовлении закладывают тростник или бамбук ( плиты фирмы Мак), солому и т. п.
У нас, как уже указывалось, гипс идет преимущественно на штукатурку по дереву ( потолков и перегородок) и на тягу карнизов, в смеси с известью ( около 10% гипса), так как примесь гипса ускоряет твердение известкового раствора и предупреждает его оползание с вертикальных плоскостей, увеличивает его сцепление с дранками и позволяет сделать поверхность более гладкой. Применяют его также для кладки пологих сводов, где не должно быть никакой осадки. На Кавказе в некоторых местах употребляется гажа ( в Туркестане наз. ганч), представляющая природную смесь гипса с глиной, которая, подобно гипсу, слабо обжигается; цвет гажи розоватый или желтоватый. Она идет на кладку перемычек, арок, сводов и на внутреннюю штукатурку.
Вообще гипс служит главной составной частью многих искусственных камней, от которых не требуется большой крепости и сопротивления сырости; уступая в этих качествах изделиям из портланд-цемента, гипсовые камни, плиты и т. п. иногда оказываются удобнее тем, что их легко рубить, резать, притесывать, вбивать в них гвозди и т. п.
Цемент Кина. Под этим названием продается порошок, приготовленный следующим образом: куски обожженного гипса пропитывают раствором квасцов, снова обжигают ( сильнее, чем в первый раз, а именно до красного каления) и затем затворяется он также на растворе квасцов — которые, представляя собой сульфат калия и глинозема, как мы видели выше, ускоряют твердение. По отвердении значительно крепче обыкновенного гипса и хорошо принимает полировку.
Париан-цементприготовляется подобно цементу Кина, только вместо квасцов берут раствор буры, замедляющий твердение.
Скальола (Scagliola ) — масса из смеси обожженного гипса с необожженным, затворяемая на клеевой воде, иногда с примесью коксовой золы и т. п. наполнительных веществ, служащая в виде плит для устройства легких потолков, перегородок, черных полов и т. п.
Искусственный мрамор или стюк (Stucco ) приготовляется из гипса, затворяемого на клеевой воде или на растворе квасцов; поверхность его полируется пемзою и натирается сперва мыльной водой, а затем мастикою из масла, воска и скипидара. При заготовлении искусственного мрамора в виде отдельных плит ( « марморит»), для облегчения полировки их приготовляют, наливая гипсовое тесто на смазанное жиром зеркальное стекло, так что совершенно гладкая поверхность получается при самой отливке.
Наконец, гипс применяется в качестве сцепляющего вещества при некоторых мозаичных работах.
Вследствие пористости, изделия из обыкновенного гипса гигроскопичны и их, напр., нельзя мыть водою, так как при этом вместе с водою затянется в поры гипса насевшая на него пыль и ее затем никак уже нельзя будет удалить; самый простой способ очистки гипсовых орнаментов от пыли — обмазывание их густым крахмальным клейстером, который не втягивается в поры, а по высыхании растрескивается и отваливается сам собою вместе со всей грязью, бывшей на поверхности гипса. Чтобы уменьшить пористость гипсовых изделий, их иногда пропитывают с поверхности стеарином или парафином, воском и т. п., употребляя эти вещества или в расплавленном состоянии, или в виде растворов в легко улетучивающемся растворителе—бензине, бензоле и т. п., при чем гипс получает желтоватый оттенок, подобный слоновой кости. Для предохранения гипса от непогоды, а также для декоративных эффектов, гипс иногда раскрашивают или бронзируют.
8. Испытание гипса. Для оценки достоинства гипса могут служить следующие определения:
а) Чистота цвета. Для сравнения в этом отношении двух сортов гипса насыпают на стеклянную пластинку около столовой ложки одного из них, слегка придавливают сверху другой такой же пластинкой, чтобы получить плоскую кучку; в середину ее насыпают очень немного другого сорта гипса и снова сглаживают кучку прижатием к ней стекла; если есть хоть небольшая разница в белизне обоих сортов, она ясно будет заметна.
б) Тонкость помола определяется, как для портланд цемента, просеиванием.
в) Нормальная густота, необходимая для дальнейших испытаний, определяется так: в стеклянный или металлический эмалированный цилиндрический сосуд высотой около 60 мм, диаметром около 70 мм предварительно взвешенный, наливают 100 г воды ( комнатной температуры), стараясь не забрызгать его стенок выше уровня воды. Затем, заметив по часам время, начинают всыпать туда гипс до тех пор, пока не исчезнет свободная поверхность воды и получится тоненький слой сухого гипса, удерживающийся на поверхности в течение 3—5 секунд. Всыпание продолжается 1 ½ — 2 минуты. Затем снова взвешивают сосуд с содержимым; вес его, за вычетом 100 г веса воды, представит вес всыпанного гипса, образующего со 100 г воды нормально густое тесто. Гипс предварительно должен быть пропущен через крупное сито (16 отв. на кв. см) для освобождения от комков и грубых примесей. Для дальнейших испытаний заготовляется тесто определенной таким образом нормальной густоты, при чем удобно для затворения пользоваться, в качестве сосуда, разрезанным пополам большим ( около 12 см. в диаметре) резиновым мячом, из которого легко удалять отвердевшее тесто.
г) Скорость схватывания. Для гипса важно определить два момента; когда тесто утрачивает текучесть и когда оно утрачивает пластичность; первое определяет срок, в течение которого можно производить отливку, второе — предельный срок для обработки теста лопаткой. Для этого заготовляют тесто, как указано выше ( заметив по часам момент начала всыпания гипса в воду), хорошо взбалтывают его лопаткой и выливают тесто на стекло (15 X 15 см), пошевеливая которое дают тесту расплыться в лепешку около 5 — 7 мм толщиной и 10—12 см в диаметре. Далее, через каждые 30 секунд прорезают лепешку перочинным ножом; предельным сроком для отливки будет момент, когда прорезы перестают заплывать снова. Затем, когда тесто на ощупь уже близко к отвердеванию, через каждые 1 — 2 минуты срезают ножом с лепешки тонкую стружку; момент, когда эта стружка уже оказывается хрупкой — срок потери пластичности.
д) Сопротивление разрыву определяется, как и для цементов, на приборе Михаэлиса. Образцы изготовляют из одного гипса ( без песка), определенной, как сказано выше, нормальной густоты; для 6 образцов достаточно взять 400 куб. см воды и соответстующее количество гипса. Формы наливают гипсовым тестом, срезая избыток последнего ножом без надавливания; по затвердении, обычно через полчаса, образцы вынимают из форм ( которые для этого должны быть предварительно смазаны вазелином) и хранят их до испытания в сухом месте; всего лучше класть образцы на положенные рядом трехгранные брусочки, чтобы сушка происходила равномерно. Образцы, приготовленные из эстриха, иногда хранят также в воде, насыщенной гипсом.