Формула гипса строительного – .

Полезные советы

13.Строительный гипс. Сырье. Производство.

1.Средняя плотность материала. Определение. Расчетная формула. Средняя плотность – отношение массы к объему в естественном состоянии (с порами и пустотами).

ρ = m0 /v [г/см3; кг/см3];

v = vабс + vпор;

1 г/см3 = 1000 кг/м3;

2.Истинная плотность материала. Определения. Расчетная формула. Истинная плотность – отношение массы к объему в абсолютном плотном состоянии, т. е. без пор и пустот.

ρi=m/va[г/см3];

va=v-vпор;

3.насыпная плотность материала. Определение. Расчетная формула. Насыпная плотность – отношение массы к объему в рыхло насыпном состоянии с учетом межзерновых пустот определяется только для сыпучих материалов.

ρн=m/Vн Vн=Vест-Vпустот. насыпная > чем средняя, средняя > чем истинная.

4. Пустотность. Определение. Расчетная формула. Пустотность – доля межзерновых пустот в насыпном объеме материале. Определяется только для сыпучих материалов (песок, щебень и т. д.). П

у – пустотность.

Пу = vпустот/vн = (vн-v)/vн = 1-v/vн = 1- (m0*ρн )/(ρ0*m) = 1- ρн/ρ0 ;

Vн – объем материала в насыпном состоянии.

Vн = v + vпустот ;

ρ0 = m0/v → v = m0/ρ0 ;

ρн = m/vн → vн = m/ρн ;

Пу = (1 – ρн/ρ0)*100%

5.Пористость. Определение. Расчетные формулы.

Пористость – степень заполнения объема материала порами.

Виды пористости:

1.общая пористость (П0)

П0 = vпор/v = v-vа/v = 1 – vа/v = 1 – m*ρ0/ρн*m0 = 1 – ρ0/ρн;

V = vа + vпор;

Vпор = v – vа;

ρн = m/vа → vа = m/ρн;

v = m0/ρ0;

По=1-ρ0/ρн*100%;

П0 = Поткрытая + Пзакрытая;

2.Открытая пористость

Покр = (mнасыщ – mсух )/vρв*100%;

3.Закрытая пористость

Пзакрытая = П0 – Поткрытая;

Пористость зависит от структуры материала. Количество пор влияет на важнейшие свойства материала:

плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость и т. д.

6.Водопоглащение. Определение. Расчетные формулы. Водопоглащение – свойства материала поглощать и удерживать воду при непосредственно контакте с ней.

Виды поглащения:

1.Массовое водопоглащение (Вm)

Вm= (mнасыщ-mсух )/vρв*100%;

2.Объемное водопоглащение (Вv)

Вv = (mнасыщ-mсух)/vρв*100;

Вv = Потк ;

Bv/Вm= ρ0/ ρводы=d0

7.Влажность. Определение. Расчетные формулы.

Влажность – содержание влаги в материале в данный момент времени. W – влажность.

W = (mвлаж-mсух)/mсух*100%

8.Водостойкость. Определение. Расчетные формулы. Водостойкость – способность мат-ла сохранять свою прочность в насыщенном водой состоянии. Количественной характеристикой является коэффициент размягчения. Кразм = Rнас/Rсух

(R – предел прочности, МПа). R > 0,8 – мат-л водостойкий (стекло, пластмасса)

R < 0,8 мат-л неводостойкий (гипс) R=0 мат-л полностью размягчается

9.Морозостойкость. Определение. Расчетные формулы. Мор-ть – св-во насыщенного водой или раствором соли материала выдерживать многократное попеременное замораживания или оттаивание без знач-ных признаков разрушения и снижении прочности.

Количественная характеристика – марка по морозостойкости (F), которая показ-ет число циклов попеременного замораживания и оттаивание насыщенного в жидкой среде материала, при которых потеря прочности и массы не привышают указанных в ГОСТе и СНИПе значений.

ΔR

n = (R0-Rn/R0)*100%

Δmn = (m0-mn/m0)*100%

ΔRn – потеря прочности насыщения в жидкой среде образца после n циклов замораживания и оттаивания в %.

Δmn – потеря массы насыщенного в жидкой среде образца после n циклов замораживание и оттаивание в %.

R0 и m0 – предел прочности при сжатии в МПа и масса в граммах образца после насыщения в жидкой среде.

Rn и mn– предел прочности в МПа и масса в граммах после n циклов замораживания и оттаивания.

Если образцы после замораж. не имеют следов разрушений то степень мороз-ти устанавливают по коэф мороз-сти КF=Rn/ Ro

11.Коэффициент конструктивного качества. Расчетная формула. Коэффициент конструктивного качества используется для оценки прочностной эффективности материала.

К.К.К. = Rсил/d0 [МПа]

d = ρ0/ρводы

10.Понятие прочности строительного материала. Расчетные формулы. Прочность – св-во матер. сопротивляться разрушению под действием внутрен. деформаций, вызваных внешними силами.

Теорет. прочность материала и его твердость зависит от сил взаимодействие м/у атомами, молекулами, ионами образующими их кристаллическую решетку . Чем выше кристалл. решетка, тем выше прочность и твердость.

Прочность материала оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, к соотвествующей нагрузки, вызвавшей разрушения материала.

Придел прочности при сжатии:

Rсж = N/S [кг*см2/2] = [МПа]

N – неразрушимая нагрузка

S – площадь поперечного сечения образца [см2

]

Sкуб=в2; Sцил=пd2/4; Sпризмы=b*l

Придел прочности при изгибе:

При одной симметричной сосредоточенной относительно опор нагрузки:

Rизг = 3Nl/2bh2 [кг/см2] = [МПа]

L — расстояние между опорами (см)

b — ширина образца (см)

h — высота образца (см)

N – Нагрузка

При двух сосредоченных относительно опор нагрузок:

Rизг = Nl/ bh2

Придел прочности при растяжении:

Rраст = N/S [кгс/см2] = [МПа]

12.Классиффикация неорганических вяжущих веществ. Неор-кие вяж-ми ве-ми наз. порошкообразные минеральные матер., которые при смешивании с водой или водными растворами некотырых солей образуют пластично вязкое тесто, способное со временем затвердевать в результате физико-хических процессов.

Классификация:

1. воздушные вяжущие способы затвердевать и длительное времени сохранять свою прочность только на воздухе (строительная воздушная известь, строительный гипс, магнезиальные вяжущие, растворимое стекло).

2. гидравлические вяжущие твердеют и длительное время сохраняют свою прочность не только на воздухе но ив воде. (портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, гидравлическая известь и т. д.)

3.вяжущие автоклавного твердения твердеют при повышенной температуры 170-200 и давлении 0,8-1,2 МПа (известково-кремноземинистые, известково-зольные и т. д)

Стр.гипс- вяжущая смесь, к-ую получают путем термической обработки гипсового камня до полугидрата сульфата кальция.. Его исп-ют для изг-ния строит-ых блоков, при строит-ых работах, а также строит-ый гипс обеспечивает качественную звуко- и теплоизоляцию при внут-их штукатурных работах. Осн-ое сырье для производства гипсовых вяжущих — природный гипсовый камень (Ca$04 2Н О),природный ангидрит (Ca$04) и отходы хим-го производства — фосфогипс и борогипс. Производство. Строит-ый гипс изг-ют путем отжига гипсовой породы в варочных котлах с предварительным размалыванием. При этом он теряет часть химически связанной воды, превращаясь в полуводный сульфат кальция Cа SO4 • 0,5 h3O. Осн-ой проблемой и недостатком строительного гипса является наличие большого кол-ва свободной воды в затвердевшем гипсе. Высокопрочный гипс получают путем термической обработки высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением пара (автоклав). В этом случае решается проблема снижения водопотребности гипса и соответственно при твердении образуется менее пористый и более прочный камень.

14.Основные свойства строительного гипса. Применение. 1) Тонкость помола оценивают по осадку на сите О2 ТП=m(02)/m*100%. Группа по тонкости: грубый – остаток на сите меньше или равно 23%; средний – 14%; тонкий – 2. 2)Водопотребность (характеризуется норм густотой) НГ=В/Г*100% (В-расход воды, Г-расход гипса).

3) Сроки схватывания опр-ются на приборе Вика с иглой на тесте стандартной консистенции. 4)Марка гипса определяется по пределу прочности при изгибе и сжатии образцов балочек размеров 4*4*16см в возрасте 2 часов твердения. Марка от Г2 до Г25. Применение: для изготовления гипсокортонов, гипсовой сухой штукатурки, архитектурно художественной изделии, гипсо-бетонного изделия.

15. Марка гипса.

Марка гипса определяется по пределу прочности при изгибе и сжатии образцов балочек размером 4х4х16 см в возрасте 2 часа твердения.

Марки от Г2 до Г25. Мпа

16. Воздушная известь. Сырьё. Производство.

Воздушная строительная известь– продукт умеренного обжига кальциево-магниевых карбонатных пород, мела, известняка., с содержанием глинистых примесей до 6%.

Сырьем для производства воздушной извести служат ГП, содержащие в основном углекислый кальций — мел, известняк, известковые туфы и т.д. Известняк обжигают при t=900’-1200’ по сл. реакции CaCO3=CaO+CO2

CO – известь кипелка (негашеная комовая известь).

17. Виды воздушной извести. Свойства. Применение.

Виды:

1)Известь негашеная комовая (CaO).2)Известь негашеная молотая (СаО).3)Известь гашеная (пушоная) (Са(ОН)2) – содержание воды 32%.4)Известь тесто (Са(ОН)2) – содержание воды 50%

По содержанию МgО известь разделяют на 3 вида:1.кольцевая(оксид МgО не более5%).2.магнезиальная(МgО от5-20%).3.доломитовая (МgО 20-40%)

Свойства:

1)активность (А) – процентное содержание оксидов, способных гаситься (активных СаО и MgO) 1сорт – А не менее 90%

2сорт – А не менее 80%

3сорт – А не менее 70%

2)кол-во непогасившихся зёрен

3)время гашения, различают:

а)быстрогасящиеся до 8мин

б)среднегасящиеся не более 25 мин

в)медленногасящиеся более 25 мин

4)прочность извести

Применение:

Известь находит широкое применение в кач-ве вяжущего и водоудерживающего компонента в строительных растворах для кладки, штукатурки, а также в производстве строит.матерниалов как составная часть смешанных вяжущих в-в и в произ-ве силикатногокирпича и силикатных бетонов.

studfiles.net

Строительный гипс : свойства, характеристики и применение.

Что общего между недавно найденным древнеегипетским саркофагом и современными настенными покрытиями? И то, и другое сделано из одного материала. Сейчас его принято называть строительным гипсом. Информация из этой статьи поможет понять, почему его ценят мастера и архитекторы на протяжении нескольких тысячелетий. 

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

Марки

В зависимости от прочности гипсовые вяжущие разделяют на 12 типов, или марок. Их обозначают буквой Г и числами от 2 до 25: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Цифровая часть обозначает прочность при сжатии: например, для марки Г-5 она будет 0,5 Мпа (5 кгс/см²). Испытания на прочность проводят на стандартных брусках-балках размером 4х4х16 см. После отливки они в течение 2 часов сохнут на открытом воздухе. Затем целые балки испытывают на изгиб, а половинки – на сжатие. В зависимости от результатов образцам присваивается соответствующая марка.

В свою очередь марки строительного гипса делятся на две группы:

  • Низкообжиговые – к ним относятся строительный, формовочный и высокопрочный.
  • Высокообжиговые – созданные при высоких (до 1000°C) температурах эстрихгипс и ангидритовый цемент.

Технология производства

Месторождения природного гипса бывают осадочными, остаточными или метасоматическими (по типу формирования). В России крупные месторождения в основном осадочные. При разработке большинства залежей добыча ведется карьерным способом, но из-за природных условий на некоторых месторождениях приходится применять камерно-столбовой метод.

Добытое сырье доставляется на завод по переработке. Там оно измельчается сначала на шнековой дробилке, а затем на молотковой мельнице. После этого полученный порошок сушится и подвергается термической обработке – обжигу в специальных варочных котлах. Это самая распространенная технология производства строительного гипса, но есть и другие. Например, обжиг может проводиться во вращающихся печах или в мельницах совмещенного помола и обжига.

Чаще всего обжиг проходит при температуре 150-180°C. Сушка происходит двумя способами:

  • В отрытой печи – вода выходит в виде пара. Полученный в результате β-гипс по структуре волокнистый с рыхлой кристаллической решеткой. Он довольно пористый, причем поры находятся и между волокнами, и внутри кристаллов. Его обычно используют в строительстве в качестве формовочного или вяжущего сырья.
  • В автоклаве – вода выводится капельным методом. При обработке с высоким давлением влага начинает выделяться уже при малых (от 60°C) температурах. В результате получается менее пористый и более прочный алебастр, который можно измельчить в тончайший порошок. Также автоклавный метод дегидрации позволяет уменьшить количество примесей и получить очень чистый результат. Он заметно дороже, поэтому его используют в основном в медицине, например, для стоматологических слепков, и искусстве – скульптуры и декор из него выглядят аккуратно и получаются более прочными.

После обезвоживания химическая формула выглядит как CaSO4·0,5H2O. Полученный полуводный гипс измельчают в мелкий порошок и фасуют в бумажные или полиэтиленовые мешки.

Мешки с гипсом

Алебастр – другой материал или тот же?

Из-за возникающей временами путаницы нужно знать, чем строительный гипс отличается от алебастра. Недавно даже по ГОСТу они считались одним материалом, но сейчас принято их различать.

Во-первых, алебастром называют карбонат кальция (кальцит). Это довольно твердый минерал, который при этом хорошо поддается обработке. Именно из него мастера Древнего Египта и Греции создавали свои алебастрово-белые творения – скульптуры и сосуды, а средневековые строители использовали тонкие пластины алебастра вместо оконных стекол. В качестве отделочного и поделочного камня используется алебастр-оникс – разновидность природного алебастра с красивым мраморным рисунком. Сейчас его добывают в Северной Африке, Мексике и США.

Второе вещество, называемое алебастром – гипсовый алебастр, он же диаквасульфат кальция, то есть двухводный β-гипс. Его используют в строительстве как самостоятельный материал, вяжущую добавку и как сырье для производства строительных плит и блоков. Основное отличие алебастра от строительного гипса – ограниченная сфера употребления. Он не подходит для медицинских работ и производства формовочных изделий.

Фасованные мешки алебастра и гипса

Правильное хранение

За счет пористой структуры минерал легко впитывает влагу, поэтому существует ряд требований к его упаковке и хранению. Раньше основной упаковкой были бумажные мешки. Сейчас все чаще встречаются прочные мешки из полиэтилена, которые можно герметично закрыть, чтобы исключить попадание в порошок влаги. Но даже плотно упакованный порошок рекомендуется хранить в сухом вентилируемом помещении и избегать контакта мешков с землей.

Хранение строительного гипса

Даже правильно хранившийся порошок со временем слеживается и утрачивает свои свойства, но истечение срока годности не означает, что его нельзя использовать. Из-за такой неопределенности опытные мастера перед применением строительного гипса проводят его проверку. Для этого 100 г порошка разводят водой до густоты сметаны и наносят на гладкую поверхность с низкой адгезивностью, лучше всего металлическую или стеклянную. Если период затвердевания соответствует норме, смесь можно использовать без опасений.

Подготовка к нанесению или формовке

Смешиваясь с водой, полуводный гипс снова становится двухводным. Возникает вопрос: а зачем тогда нужны сушка и измельчение, если в итоге все возвращается к началу? Дело в том, что после обработки мелкокристаллическая структура материала становится более равномерной, уменьшается его пористость. Изделия из такого сырья крепче и долговечней, чем произведенные из необработанного.

Для получения рабочего раствора (теста) порошок аккуратно, небольшими порциями, засыпают в воду, непрерывно размешивая. Пропорции рассчитываются, исходя из чистоты сырья, тонкости помола, температуры воды. Нередко информацию о рекомендуемых пропорциях можно найти на упаковке, но как разводить строительный гипс, если такой информации нет?

В таких случаях действует усредненная формула: нужно взять 1 часть сухой смеси и 1 или 1,25 часть воды. В результате получится умеренно густое тесто, подходящее для большинства работ. Чем меньше воды, тем плотнее и прочнее получится изделие. Количество жидкости уменьшают с помощью специальных добавок: это может быть известь с глюкозой или мелассой, сульфитно-спиртовая барда и др.

Разведение строительного гипса

Разведение строительного гипса

Готовую смесь используют сразу после приготовления. Повторное перемешивание начавшей схватываться смеси не сделает ее пригодной для работы – наоборот, это ухудшит ее свойства и после застывания поверхность изделия или оштукатуренной стены быстро начнет трескаться и разрушаться. Попытки «обновить» готовую смесь добавлением воды или новой порции порошка приведет к таким же результатам.

Сроки схватывания

Строительный гипс относится к быстросхватывающимся вяжущим. В зависимости от марки, помола, количества воды для затвора, наличия примесей и добавок сроки схватывания могут изменяться.

По срокам схватывания он разделен на группы:

  • А – 2 минуты до начала, 15 минут до конца схватывания. Этот вид называют быстросхватывающимся.
  • Б (марки с Г-2 по Г-7) – процесс начинается через 6 минут и заканчивается через 30. Это нормальносхватывающееся вяжущее – подходит для большинства строительных и отделочных работ.
  • В – начало схватывания через 20 минут. Сроки окончания не нормируются, поэтому определить, сколько застывает строительный гипс медленносхватывающегося типа, можно только после проверки конкретной партии.

Изменение сроков схватывания

Обычно для затвора теста используют холодную воду. Теплая (40-45°C) вода ускоряет процесс схватывания, а использование горячей (90-100°C) воды останавливает его – при высоких температурах не происходит растворения полугидрата.

При выполнении некоторых работ требуется раствор с увеличенным или уменьшенным сроком схватывания. В таких случаях используют различные добавки. Их условно разделяют на 4 класса:

  1. Изменяющие растворимость без вступления в химическую реакцию. К таким относятся аммиак и этиловый спирт, замедляющие отвердевание. Некоторые из них, например, хлорид натрия, при изменении концентрации могут ускорить процесс.
  2. Образующие труднорастворимые соединения в виде своего рода защитной пленки на поверхности вещества и тормозящие переход полугидрата в дигидрат. Для гипса это борная кислота, фосфат натрия, бура.
  3. Центры кристаллизации, ускоряющие отвердевание. Например, фосфат СаНРО4 * 2Н2О – садоводам он известен как удобрение преципитат.
  4. Поверхностно-активные добавки, пластификаторы. В процессе адсорбции делают тесто более подвижным и уменьшают количество воды, нужной для затвора. Это известково-клеевой замедлитель, сульфитно-дрожжевая бражка, кератиновый замедлитель.

Скорость отвердевания можно замедлить и добавлением примесей-наполнителей. Это могут быть песок, опилки, шлак, другие мелкофракционные вещества.

Сроки высыхания

Отвердевание гипса происходит с выделением тепла, то есть это экзотермическая реакция. Это способствует тому, что за время высыхания он немного (до 1%) увеличивается в объеме. Это отличает его от других вяжущих, в том числе цемента, которые при отвердевании дают усадку.

Первая стадия отвердевания – схватывание. Полужидкая масса густеет, теряя пластичность, и становится более плотной. На второй стадии раствор становится твердым, но сохраняет рыхлую структуру. На третьей, финальной, стадии вместе с испаряющейся водой уходит рыхлость и материал окончательно твердеет, становясь прочным.

Строительный гипс

Сколько строительный гипс сохнет до полного отвердевания, зависит от марки, количества взятой для затвора воды и наличия добавок. В основном он набирает прочность через 20-30 минут после нанесения или отливки, а окончательное высыхание происходит через 2 часа.

Изменение прочности

Подготовленный для формовки, отделочных или строительных работ гипс может содержать примеси – песок, опилки, торф, костра – из-за чего он становится менее прочным. Особенно сильно прочность снижают органические наполнители. Но таким образом повышается адгезивность, то есть улучшается сцепляется с другими поверхностями.

Повысить прочность готового изделия можно с помощью других добавок. Это может быть негашеная известь, действующая как катализар ангидрита, или сульфитно-дрожжевая бражка, изменяющая процесс кристаллизации.

Достоинства

При выборе стройматериалов всего решающими факторами становятся его цена, простота в работе и быстрое отвердевание. Но стоит учитывать и другие, не менее важные характеристики строительного гипса:

  • Экологичность. Полностью натуральный материал, гипоаллергенный, не содержит вредных веществ. Помогает поддерживать в помещении благоприятный микроклимат.
  • Долговечность. Постройки из него выдерживают не менее 15-20 циклов замораживания-оттаивания. В условиях сухого климата без резких перепадов температуры строения и изделия сохраняются особенно хорошо.
  • Пожарная безопасность. Сам по себе минерал не горюч, способен выдерживать длительное воздействие температуры в 600-700°C, а выделение влаги при воздействии высоких температур замедляет распространение огня.
  • Низкая теплопроводность. Может использоваться для утепления помещений.
  • Легкость. При высокой прочности у него низкая плотность, всего 1200-1500 кг/м³. Благодаря этому он вдвое легче цемента.
  • Доступность. Среди вяжущих гипс – самый доступный. Его легко добыть, а при обработке он не требует сложных или энергоемких технологий.

Недостатки

Не существует стройматериалов без недостатков. У дигидрата кальция (гипса) они связаны в основном с водой:

  • Гигроскопичность. Из-за пористой структуры минеральное сырье впитывает большое количество воды. Это свойство ограничивает применение строительного гипса во влажной среде.
  • Низкая влагостойкость. В результате намокания высока вероятность деформации изделия или постройки.
  • Коррозия металлической арматуры, проложенной внутри строительных блоков. Поэтому для армирования построек лучше использовать натуральные волокнистые материалы – дерево, камыш и пр.
  • Низкая прочность. Побочный эффект пористой структуры. Гипсовое покрытие легко поцарапать, причем иногда для этого даже не нужны инструменты.

Показатели влагостойкости можно улучшить с помощью добавок-наполнителей. Ими могут быть известь, олеиновая кислота, глина, гранулированный доменный шлак, смесь растворимого стекла и декстрина. Другим вариантом является нанесение на готовое изделие финишных покрытий, предотвращающих попадание воды в поры.

Варианты применения

Гипс используется в строительстве самостоятельно и в качестве добавки к цементным смесям для повышения вязкости и лучшего сцепления с поверхностью. Также он нужен для изготовления строительных материалов. В их числе:

  • Гипсокартон – состоит из двух слоев картона, между которыми находится сердечник из гипса с наполнителями. Широко используется для создания межкомнатных перегородок, арок, декоративных потолков.
  • Гипсоволоконные плиты – монолитные листы с добавлением волокон целлюлозы. От предыдущего материала отличаются повышенной прочностью и возможностью использовать во влажных помещениях (для этого подойдет влагостойкая разновидность).
  • Гипсостружечные плиты – относительно новый материал, пока не получивший особого распространения на российском рынке. Состоят на 80% из CaSO4·2h3O и на 15% из древесной стружки. При изготовлении не используются отходы деревообрабатывающих производств – только особым образом измельченная окоренная древесина. Такие плиты подходят для внутренних отделочных работ. К перегородкам из них можно смело крепить мебель, так как по прочности они превосходят остальные варианты.
  • Пазогребневые плиты – используются для возведения межкомнатных перегородок и облицовки. Их производят из разных материалов, но разновидность на основе дигидрата сульфата кальция особенно удачна. Она достаточно прочная, с малым весом и высоким уровнем звукоизоляции, безопасная – хороший ответ на вопрос, для чего нужен строительный гипс в составе. Выпускаются влагостойкие виды.
  • Штукатурки – пластичные, легкие в работе, высокоадгезивные и не дающие усадки. Экономно расходуются, позволяют получить ровную, гладкую поверхность. Улучшают звуко- и теплоизоляцию помещения.

    • Применение строительного гипса в качестве штукатурки

  • Шпаклевки – экономичны, легко наносятся и шлифуются, хорошо ложатся на любую поверхность. Создают идеально гладкое покрытие и улучшают микроклимат в помещении благодаря своей гигроскопичности.
  • Декоративные изделия (лепнина) – недорогие и привлекательные. Гипс удобен в работе, легок в обработке и позволяет создавать формы от простых до причудливых. Подходит для окрашивания и других способов декорирования, надежно крепится к стенам и потолку с помощью клеевых составов.

    • Изделия из гипса

Также распространено его применение в областях, далеких от строительства. К примеру, это удачное сырье для изоляционных материалов в нефтяной отрасли.

www.atlantlepnina.ru

Формула гипса в химии — lingvoprofessional.ru

Гипс – минерал из группы сульфатов: гидратированный сульфат кальция. Также одноименная горная порода, состоящая преимущественно из этого минерала. Название минерала имеет греческие корни и употреблялось для обозначения обожженных гипсовых изделий. Химическая формула: CaSO4 •2H2 O.

Физические свойства, разновидности и фото гипса

Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый или матовый. Твердость 1,5-2. Удельный вес 2,2-2,4 г/см 3. Бесцветный, белый, сероватый, желтоватый, розовый, красный, синий. Черта белая. Спайность у листоватых разностей весьма совершенная. Сплошной зернистый, плотный, землистый, листоватый, волокнистый, также отдельные кристаллы, двойники, напоминающие ласточкин хвост, друзы (напоминают по внешнему виду поверхность головного мозга или розу). Сингония моноклинная. Кристаллы вросшие. Листочки гибкие, но не упругие.

Отличительные признаки. Имеет неметаллический блеск, небольшую твердость (гипс мягкий), белую черту, небольшую плотность, не жирен на ощупь. Можно спутать с ангидритом. Отличается по твердости. У ангидрита твердость средняя.

Химические свойства. При нагревании до 107⁰С переходит в CaSO4 •1/2•H2 O, который при смачивании водой затвердевает («схватывается»). Растворяется в соляной кислоте.

  1. Селенит – параллельно-игольчатый. Блеск шелковистый.
  2. Марьино стекло – толстолистоватый прозрачный гипс.
  3. Алебастр – мелкозернистый различно окрашенный гипс.

Гипс роза пустыни Селенит Марьино стекло Алебастр

Происхождение

Гипс образуется на поверхности Земли (представляет лагунный и озерный химический осадок) или путем гидратации ангидрита осадочного происхождения под действием холодных подземных вод (вадозные воды).

Спутники. В осадочных породах: каменная соль, ангидрит, сера, кальцит.

Применение гипса

Гипс применяется в архитектурном и скульптурном деле, в бумажной промышленности, в медицине, в качестве удобрения в сельском хозяйстве, в производстве серной кислоты, цемента, эмалей, глазурей и красок. Марьино стекло используется в оптической промышленности. Благодаря отличной шумоизоляции и способности быстро схватываться алебастр часто используется при строительстве во время отделочных работ.

Селенит – поделочный камень. Селенит и гипс используются для изготовления декоративной настольной скульптуры малых форм (статуэтки, коробочки, вазочки и др.). Из гипса изготавливают строительные детали: карнизы, плиты, блоки, барельефы.

Из гипса и ангидрита получают серу: при накаливании CaSO4 переходит в сульфид кальция CaS, который при контакте с водой образует сероводород. При сжигании H2 S при малом количестве кислорода образуется сера и вода.

Месторождения

Месторождения гипса находятся на западном склоне Урала, в Поволжье, Донбассе (Артемовское), Прикамье, Фергане (Шорсу), близ Мурома на р. Оке, в Тульской, Рязанской, Калужской, Архангельской, Нижегородской областях, в Крыму, Карелии и в Татарстане. Месторождения селенита находятся близ Кунгурской ледяной пещеры. Широко распространен и в других странах: США, Иране, Канаде, Испании.

Читайте также:

Свойства камней

lingvoprofessional.ru

2.3 Определение марки строительного гипса

Марку строительного гипса определяют на стандартных образцах- балочках размером 40x40x160 мм, которые испытывают сначала на изгиб, а образовавшиеся половинки балочек — на сжатие.

Для изготовления трех образцов-балочек берут 1,0 кг гипса и количе­ство воды, соответствующее нормальной густоте гипсового теста. Гипс вы­сыпают в воду и перемешивают в течение 60 с. Образцы формуют в трех-гнездных формах, смазанных предварительно минеральным маслом. Все три гнезда формы заполняют одновременно, для чего чашку с тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления воздуха, вовлеченного при переме­шивании, форму встряхивают 5 — 6 раз. После наступления начала схватыва­ния излишки гипсового теста срезают линейкой. Через (15 ± 5) мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении до начала испытаний.

Твердение гипсового теста с образованием кристаллической структуры завершается по истечении 2 часов после начала перемешивания гипса с водой.

Предел прочности при изгибе определяют на приборе МИИ-100. При испытании образец устанавливают на опоры прибора так, чтобы его грани,

расположенные при изготовлении горизонтально, находились в вертикаль­ном положении.

Предел прочности при изгибе образцов-балочек вычисляют как среднее арифметическое результатов двух испытаний.

Полученные после испытаний на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изго­товлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоско­стях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой по­верхности образца. Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разру­шения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания на­грузки при испытании должна бытьв секунду.

Предел прочности на сжатие R сж , Н/мм2 одного образца определяют по формуле

Rсж = F/A (2)

где — F разрушающая нагрузка, Н, кгс; А- рабочая площадь пластин, мм2, см2 (25 см2).

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметиче­ское результатов испытаний без наибольшего и наименьшего.

Полученные результаты заносят в таблицу 2, сравнивают с технически­ми требованиями к строительному гипсу (таблице 5 и 6) и делают вывод о марке гипса по прочности.

Таблица 5 — Технические требования к строительному гипсу

Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40x40x160 мм в возрасте 2 ч, не менее, МПа, (кгс/см2)

при сжатии

при изгибе

Г-2

2(20)

1,2(12)

Г-3

3(30)

1,8(18)

Г-4

4(40)

2,0(20)

Г-5

5(50)

2,5(25)

Г-6

6(60)

3,0(30)

Г-7

7(70)

3,5(35)

Г-10

10(100)

4,5(45)

Г-13

13(130)

5,5(55)

Г-16

16(160)

6,0(60)

Г-19

19(190)

6,5(65)

Г-22

22(220)

7,0(70)

Г-25

25(250)

8,0(80)

Условное обозначение строительного гипса дает информацию о его основных свойствах. Например, Г-5АI обозначает гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии 5 МПа и при изгибе не менее 2,5 МПа, со сроками схватывания: начало — не ранее 2 мин, конец — не позднее 15 мин и остатком на сите с размером ячеек 0,2 мм не более 14 % (таблице 9), т. е. вяжущее марки Г-5 быстротвердеющее, среднего помола.

Таблица 6 — Виды гипсовых вяжущих в зависимости от тонкости помола

Вид вяжущего

Индекс тонкости помола

Тонкость помола, остаток на сите 0,2, %

Грубого помола

I

не более 23

Среднего помола

II

до 14

Тонкого помола

III

до 2

На основании полученных данных записывают условное обозначение исследуемого строительного гипса, делают вывод о рациональнй области применения полученной марки строительного гипса, используя таблицу 7.

Таблица 7 — Области применения гипсовых вяжущих

№ п/п

Области применения гипсовых вяжущих

Рекомендуемые марки и виды

1

Изготовление гипсовых строительных изделий всех видов

Г-2 — Г-7 всех сроков твер­дения и степеней помола

2

Изготовление тонкостенных строительных изде­лий и декоративных деталей

Г-2 — Г-7 тонкого и среднего помола, быстрого и нор­мального твердения

3

Производство штукатурных работ, заделка швов

Г-2 — Г-25 нормального и медленного твердения

4

Изготовление форм и моделей в фарфоро-фаян- совой, керамической и др. отраслях промышлен­ности, а также медицине

Г-5 — Г-25 тонкого помола с нормальными сроками твер­дения

Контрольные вопросы для защиты выполненной лабораторной работы

1 Что значит выражение — содержание активных 80 %?

2 Как вы понимаете выражение — процесс гашения извести?

3 От чего зависит температура и время гашения?

4 Какое влияние оказывает тонкость помола извести на процесс ее твердения?

5 Какое влияние на скорость гашения оказывает содержание активных в извести?

6 Какое влияние на скорость гашения оказывает содержание воды в системе известь — вода?

7 Почему для получения гипсового теста необходимо воды гораздо больше, чем требуется для гидратации гипса?

8 Почему сроки схватывания являются важными характеристиками гипса?

9 Почему сроки схватывания и марку гипса определяют на тесте нормальной густоты?

10 Какое влияние оказывает содержание воды в гипсовом тесте на сроки схватывания и прочность гипсового камня?

11 Поясните выражение: гипс Г-7 III Б, определите область его приме­нения.

studfiles.net

Что такое гипс, его свойства и применение

Если вы задались вопросом о том, что такое гипс, то должны знать, что он представляет собой минерал, относящийся к классу сульфатов. Известны две разновидности этого материала, одна из которых называется волокнистой, а другая — зернистой. Последняя является алебастром.

Общая информация

Гипс имеет шелковистый или стеклянный блеск, первый из которых свойственен волокнистой разновидности. Спайность совершенная в одном направлении. Материал расщепляется на тонкие пластины. Цвет может быть:
  • красноватым;
  • серым;
  • белым;
  • бурым;
  • желтоватым.

Волокнистые разновидности дают занозистый излом. Плотность материала составляет 2,3 г/см3. Формула гипса выглядит следующим образом: CaSO4·2h3O. По текстуре материал массивный.

Свойства и разновидности

Удельный вес материала может достигать 2,4 г/см3. Гипс довольно плотный, может быть зернистым и листоватым, а также волокнистым. Отдельные его двойники напоминают ласточкин хвост. Иногда его путают с ангидридом, который имеет среднюю твердость.

Когда вы будете изучать вопрос о том, что такое гипс, то узнаете, что при нагревании материал переходит в CaSO4•1/2•h3O. Предел по температуре составляет 107 °C. При смачивании водой затвердевает и схватывается, а в соляной кислоте растворяется.

На сегодняшний день известны 3 разновидности, среди них:

  • селенит;
  • «марьино стекло»;
  • алебастр.

Первый является параллельно игольчатым и обладает шелковистым блеском. Прозрачный толстолистовой – это «марьино стекло». Окрашенным мелкозернистым может быть алебастр.

Применение

Селенит, который является волокнистым, применяется для недорогих ювелирных изделий. А вот в основу крупных ложится алебастр, который используется издревле. Сырье вытачивается. В итоге удается получить еще и предметы интерьера, среди которых:
  • чернильницы;
  • столешницы;
  • вазы.

Если вас заинтересовал вопрос о том, что такое гипс, то вы должны знать: материал используется и в сыром виде в качестве удобрения, а также для получения глазури, эмали и краски в промышленности и целлюлозно-бумажной отрасли.

Обожженный материал используется для слепков и отливок. Это могут быть карнизы и барельефы. В медицине и строительстве материал выступает в качестве вяжущего. Более плотные разновидности выполняют функции поделочного материала.

Дополнительно о применении

Гипс является ценным камнем и широко используется в строительстве. Тысячелетия назад было замечено, что в молотом виде он помогает бороться с засолением грунта. Добывался этот минерал в карстовых пещерах. С древности и по сей день для повышения урожайности сельскохозяйственных культур гипс вносят в почву.

Для многих народов он был кормильцем. Целые города возводились из гипса. Из него выпиливались кристаллические блоки, которые шли на возведение стен. Белый камень ослепительно сияет на солнце. В этом можно убедиться и сегодня, когда от старинных городов остались лишь руины.

Во всем мире скульпторы не обходятся без этого минерала. Он стоит недорого, весит мало и удобен в обработке. Ценится малярами-штукатурами, травматологами и производителями бумаги.

Происхождение

Если вы пытаетесь понять, что такое гипс, то вы должны ознакомиться еще и с его происхождением. Этот минерал имеет несколько видов, способ образования которых отличается. В одних месторождениях добывается минерал, который сосредотачивался там в процессе скапливания морского осадка. В других случаях гипс образовывался при высыхании разных озер. Минерал мог возникнуть при отложении самородной серы и при выветривании ее соединений. Залежи в этом случае могут быть загрязнены обломками горных пород и глинами.

Месторождения

Ознакомившись с описанием гипса, вы должны узнать еще и об основных месторождениях, которые встречаются на всех континентах. Российские разработки ведутся, в основном, на территориях Кавказа и Урала. Добывается минерал в горных районах Америки и Азии. Соединенные штаты являются чемпионом гипсового производства. Существуют месторождения еще и в предгорьях Альп.

Технические характеристики

Описываемый минерал обладает довольно плотной мелкозернистой структурой. В рыхлом насыпном виде плотность может изменяться от 850 до 1150 кг/см3. В уплотненным виде этот параметр достигает 1455 кг/см3. Знакомясь с описанием гипса, вы обратите внимание на одно из его преимуществ, которое выражено в быстром твердении и схватываемости. На четвертой минуте после замешивания раствора начинается первая стадия высыхания, а уже через полчаса материал застывает.

Готовый гипсовый раствор требует немедленного расходования. Для замедления схватывания к ингредиентам добавляется водорастворимый животный клей. Среди свойств гипса следует выделить температуру плавления. Материал можно нагревать до 700 °C без разрушения. Изделия из гипса довольно огнестойкие. Они начинают разрушаться лишь через 6 часов после воздействия высокой температуры.

Прочность гипса тоже часто учитывается. При сжатии этот параметр может варьироваться от 4 до 6 МПа. Если речь идет о высокопрочном материале, то он достигает 40 МПа и даже может превысить это значение. У хорошо высушенных образцов прочность в 3 раза выше. Минерал соответствует государственным стандартам 125-79. Он обладает теплопроводностью, которая равна 0,259 ккал/м*град/час. Интервал температур при этом равен пределу от 15 до 45 °C.

Белый гипс растворяется в воде в небольших количествах:

  • При 0 °C в одном литре могут раствориться 2,256 г.
  • Если температура повышается до 15 °C, растворимость увеличивается до 2,534 г.
  • Это значение возрастает до 2,684 г при 35 °C.

Если происходит дальнейшее нагревание, то растворимость снижается.

Описание, область применения и свойства строительного гипса

Если проводить сравнение гипса с другими вяжущими материалами, то первый обладает более широкой областью использования. С его помощью можно экономить на других компонентах. Строительная разновидность используется при изготовлении гипсовых деталей, при проведении штукатурных работ и формировании перегородочных плит.

Работать с гипсовым раствором необходимо очень быстро. Время начала полимеризации может составить от 8 до 25 минут после затворения раствора. Конечное значение зависит от разновидности. В момент начала твердения минерал набирает около 40 % конечные прочности. При этом процессе белый гипс не покрывается трещинами, поэтому можно отказаться от различных заполнителей при замешивании раствора с известковым составом. Строительная разновидность снижает трудоемкость и затраты на проведение работ.

Область использования и свойства высокопрочного и полимерного гипсов

По химическому составу высокопрочная разновидность схожа со строительной. Однако у последней более мелкие кристаллы. Высокопрочный обладает крупнофракционными частицами, поэтому имеет меньшую пористостью и высокую прочность. Этот материал получается при термической обработке гипсового камня в условиях герметичности.

Областью использования является изготовление строительных смесей и возведения несгораемых перегородок. Из высокопрочного минерала изготавливают формы для производства фаянсовых и фарфоровых изделий. Полимерный вид еще называется синтетическим и больше знаком ортопедам-травматологам. На его основе изготавливаются гипсовые бинты для наложения повязок при переломах. Но область применения гипса не является единственным преимуществом, среди прочих следует выделить:

  • легкую накладываемость;
  • устойчивость к влаге;
  • меньший вес по сравнению с обычными гипсовыми повязками.

В заключение

Формула гипса должна быть вам известна, если вы заинтересовались этим минералом. Важно поинтересоваться еще и другими свойствами, а также разновидностями. Среди прочих следует выделить формовочную, скульптурную и целлакастовую.

Последняя используется для изготовления бинтов, а структура позволяет растягивать материал во всех направлениях. Наиболее высокопрочным является скульптурный гипс, в котором не содержатся примеси. Среди свойств гипса белого цвета можно выделить его безупречную белизну.

fb.ru

Гипс камень изделия описание минерала

«Гипс» — имеет старое греческое происхождение и применялось для обозначения обожженного гипса или алебастра

Гипс является широко распространенным породообразующим минером осадочных пород.

Гипс. Роза (сросток пластинчатых кристаллов). Алжир, Сахара

Содержание

Формула гипса

Ca[SO4] * 2H2O

 

Химический состав


 CaO — 32,57 %, SO3 — 46,50 %, Н2О — 20,93 %. Обычно чист. В виде механических примесей устанавливаются: глинистое вещество, органические вещества (пахучий гипс), включения песчинок, иногда сульфидов и др.

Разновидности
1. Селенит — волокнистый гипс с шелковистым блеском. Применяется для обозначения полупрозрачного гипса, проявляющего своеобразные луноподобные светлые рефлексы.

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная

Класс призматический в. с. L2PC. Пр. гр. А2/п (C 6 2h). а0 = 10,47; b0 = 15,12; с0 = 6,28; β = 98°58′. Z = 4.
 

Кристаллическая структура

Согласно данным рентгенометрии, отчетливо выступает слоистая структура этого минерала. Два листа анионных групп [SO4]2–, тесно связанные с ионами Са2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы Н2О занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

Главные формы: Облик кристаллов. Кристаллы, благодаря преимущественному развитию граней {010}, имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой.

Друза кристаллов

Форма нахождения гипса в природе

 

Облик кристаллов. Образует толсто- и тонкотаблитчатые кристаллы

Часты двойники характерные по виду — так называемые «ласточкины хвосты».

Двойники срастания часты и бывают трех типов:

  1. галльские контактные двойники по (100),
  2. парижские контактные двойники по (101)
  3. реже встречаются крестообразные двойники прорастания по (209). Отличить их друг от друга не всегда легко.

Два первые типа напоминают ласточкин хвост.
Галльские двойники характеризуются тем, что ребра призмы m{110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l{111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках ребра призмы l{111} параллельны двойниковому шву.

 

Физические свойства гипса

Агрегаты. Встречается в виде плотных (алебастр), зернистых, землистых, листоватых и волокнистых агрегатов  (атласный шпат), искривленные кристаллы, конкреции и пылевидные массы.

В пустотах встречается в виде друз кристаллов.

В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельно-волокнистые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон перпендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селенитом. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах, он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индивидов (так называемый репетекский гипс).

Оптические

 
  • Цвет гипса белый. Отдельные кристаллы часто водяно-прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово-желтый, красный, бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристаллизации примесей).
  • Черта белая. 
  • Блеск стеклянный.
  • Отлив на плоскостях спайности перламутровый; матовый, у волокнистых разностей — шелковистый.
  • Прозрачный или просвечивает.
  • Показатели преломления Ng = 1,530, Nm = 1,528 и Np = 1,520.Nm = b; (+ )2V = 58°, с : Ng = 52°. Сильная дисперсия г > и {001}.

Механические

  • Твердость 2 (царапается ногтем). Весьма хрупок.
  • Плотность 2,32.
  • Спайность по {010} весьма совершенная, по {100},  соответствующая слоям из молекул Н2O;и {011} ясная; спайные выколки имеют ромбическую форму с углами 66 и 114°.
  • Излом ступенчатый, зернистый, занозистый.
  •  Плоскости скольжения {010}

Химические свойства

 Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37–38 °С, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования «полугидрата»— Ca[SO4] . 1/2 h3O.

В воде, подкисленной h3SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации h3SO4 свыше 75 г/л растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

Роза пустыни (сросток пластинчатых кристаллов)

Диагностические признаки

Сходные минералы

Хорошо диагностируется по малой твердости (царапается ногтем) и весьма совершенной спайности. По спайности можно отщеплять тонкие листочки. Листочки гибкие. Похож на ангидрит, но более мягкий и в отличие от него царапается ногтем.

Для кристаллического гипса характерны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапается ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы узнаются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков CO2 при смачивании HCl.

Сопутствующие минералы. Галит, ангидрит, сера, кальцит.

 

Происхождение и нахождение

Гипс в природных условиях образуется различными путями.

  • В значительных массах он отлагается осадочным путем в озерных  морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще невысока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит  затем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
  • Весьма значительные массы гипса возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100–150 м) по реакции: CaSO4 + 2h3O = CaSO4 . 2h3O

При этом происходят сильное увеличение объема (до 30 %) и в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнезда крупнокристаллических, нередко прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).

  • В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворенными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в сульфидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирротин, окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает содержание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.
  • Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный гидротермальный минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в условиях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда наблюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения халькопирита, пирита, сфалерита и других минералов. Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и других минералов, так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут служить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кристаллов цеолитов в полостях габброидов Талнахского месторождения (Норильская группа, Красноярский край).

 

Типичный морской химический осадок. По происхождению и нахождению в природе тесно связан с ангидритом. Может образовываться при дегидратации ангидрита. Образуется также в зоне выветривания сульфидов и самородной серы (так называемые гипсовые шляпы). Как и ангидрит, гипс иногда может быть гидротермального происхождения, встречаясь в продуктах фумарольной деятельности.

Месторождения

Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской, Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позднеюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.

Хорошо известны его месторождения в районе Джирдженти, Сицилия; в Парижском бассейне, Франция; в Северной Германии; в районе Кракова, Польша; в Зальцбурге, Австрия; в Чихуахуа, Мексика; в штатах Нью-Йорк и Мичиган, США; в провинциях Онтарио и Нью-Брансуик (Хилсборо), Канада, и других местах.

Селенит друза кристаллов

Практическое применение


Практическое значение гипса велико, особенно в строительном деле.

  1. Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он употребляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.
  2. Сырой (природный) гипс находит применение главным образом  цементной промышленности в качестве добавки к портландцементу,  каменный материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральский селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургической переработке окисленных никелевых руд и др.

Используется в производстве вяжущих строительных минералов (строительный гипс, алебастр — полуобоженный гипс, цемент), в медицине, бумажной промышленности, в качестве удобрения. Селенит применяется как недорогой поделочный камень.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ. Теряя воду переходит в ангидрит (дегидратация).

Дегидратация гипса происходит постепенно; сначала он превращается в полугидрат Ca [SO4] *0,5Н2О, затем в растворимый ангидрит y-Ca[S04], далее в нерастворимый ангидрит (i-Ca [S04] и, наконец, при температуре выше 1500° в вероятную модификацию <x-Ca[S04]. Метастабильный y-Ca[S04] получается при температуре 100° в виде гексагонально-трапецеэдрической модификации (С622), n0 = 1,501, nе = 1,546, уд. в. 2,58. При 150° он превращается в (i-CalSOJ (обычный ангидрит).

При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так называемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат, замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь и выделяя тепло.

Главные линии на рентгенограммах: 4,29(10) — 3,06(6) — 2,87 (7) — 2,68(6) — 2,07(6) — 1,79(5).

Старинные методы. Под паяльной трубкой теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени дает CaS.

natural-museum.ru

Гипс. Описание, свойства, происхождение и применение минерала

 
Гипс — минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая — алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр

СТРУКТУРА

Химический состав — Ca[SO4] × 2H2O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп [SO4]2-, тесно связанные с ионами Ca2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H2O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

СВОЙСТВА

Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см3.
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO4 × 1/2H2O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO4 × Н2О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

МОРФОЛОГИЯ

Кристаллы благодаря преимущественному развитию граней {010} имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.
Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита, малахита, кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах. Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом, галитом, целестином, самородной серой, иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.

В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.

ПРИМЕНЕНИЕ

Сегодня минерал «гипс» — это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO4·0,5H2O) — порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO4·2H2O при температуре 150—180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.

При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.

В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.

Гипс (англ. Gypsum) — CaSO4 * 2H2O

Молекулярный вес172.17 г/моль
Происхождение названияОт греческого γύψος (gyps) означающего «мел» или «штукатурка», «burned» mineral.
IMA статусдействителен

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)6/C.22-20
Nickel-Strunz (10-ое издание)7.CD.40
Dana (7-ое издание)29.6.3.1
Dana (8-ое издание)29.6.3.1
Hey’s CIM Ref.25.4.3

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минералабесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет.
Цвет чертыбелый
Прозрачностьпрозрачный, полупрозрачный, непрозрачный
Блескстеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый
Спайностьвесьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001}
Твердость (шкала Мооса)2
Изломровный, раковистый
Прочностьгибкий
Плотность (измеренная)2.312 — 2.322 г/см3
Радиоактивность (GRapi)0

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Типдвуосный(+)
Показатели преломленияnα = 1.519 — 1.521 nβ = 1.522 — 1.523 nγ = 1.529 — 1.530
Максимальное двулучепреломлениеδ = 0.010
Оптический рельефнизкий
Плеохроизмне плеохроирует
Рассеиваниесильная r > v наклонная
Люминесценция в ультрафиолетовом излучениифлюоресцентный, оранжево-желтый

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа2/m — Моноклинно-призматический
Пространственная группаA2/a
Сингониямоноклинный
Параметры ячейкиa = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å, β = 118.43°
Морфологияот тонких до толстых плоских кристаллов, {010} с {111} и {120}; кристаллы могут быть искаженными, согнутыми или скрученными
Двойникование{100} («ласточкин хвост»), очень часто, с входящим углом, обычно образованным по {111}; по {101} в качестве контактных близнецов («бабочка» или «в форме сердца»), а также по {111}; по {209} как крестообразные проникающие близнецы

Интересные статьи:

mineralpro.ru   28.07.2016  

mineralpro.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *