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.
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» — CaSO
4 × 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.
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 MgCl
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 вес | 172.17 г/моль |
| Происхождение названия | От греческого γύψος (gyps) означающего «мел» или «штукатурка», «burned» mineral. |
| IMA статус | действителен |
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 минерала | бесцветный 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 черты | белый |
| Прозрачность | прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный |
| Блеск | стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый |
| Спайность | весьма 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 |
| Излом | ровный, раковистый |
| Прочность | гибкий |
| Плотность (измеренная) | 2.312 — 2.322 г/см3 |
| Радиоактивность (GRapi) | 0 |
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Тип | двуосный(+) |
| Показатели преломления | nα = 1.519 — 1.521 nβ = 1.522 — 1.523 nγ = 1.529 — 1.530 |
| Максимальное двулучепреломление | δ = 0.010 |
| Оптический рельеф | низкий |
| Плеохроизм | не плеохроирует |
| Рассеивание | сильная r > v наклонная |
| Люминесценция в ультрафиолетовом излучении | флюоресцентный, оранжево-желтый |
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
| Точечная группа | 2/m — Моноклинно-призматический |
| Пространственная группа | A2/a |
| Сингония | моноклинный |
| Параметры ячейки | a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å, β = 118.43° |
| Морфология | от 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 28.07.2016Где применяется гипс? Сферы и области применения гипса.
В данной статье речь пойдет о материале с уникальными характеристиками и который незаменим во многих сферах и областях человеческой жизни. Гипс – вяжущее вещество природного происхождения, активно применяемое в строительстве, медицине и архитектуре.
Гипс – понятие и свойства
Гипс – это осадочный минерал белого или серого цвета, месторождения которого находяться по всему миру. Этот минерал является гидратом сульфата кальция, также может содержать примеси, о чем свидетельствует серая, бурая или желтоватая окраска гипса.
Гипс растворяется в воде, имеет низкую теплопроводность, высокую огнестойкость и невысокую прочность. Стоит отметить, что прочность некоторых видов этого вещества, при внесении специальных добавок, становится в несколько раз выше.
Помимо всего этого гипс быстро сохнет и застывает. Это стоит учитывать, при работе с гипсовыми растворами.
Разновидности гипса
В первую очередь стоит упомянуть об двух разновидностях гипса – селените и алебастре. Селенит – прочная, полупрозрачная разновидность гипса с характерным шелковистым блеском. Его можно встретить разных цветов – от белого до красного. Алебастр получают в результате механической обработки гипсового камня и последующего обжига, полученного порошка.
Важно знать, что алебастр и гипс – это не одно и то же. Алебастр применяют только в строительной сфере, так как он быстро сохнет и застывает, а гипс используют в других различных областях.
Существуют и другие виды гипса – полимерный, формовочный (скульптурный), акриловый, полиуретановый.
Применение строительного гипсаГипс (гипсовый алебастр) очень популярен в строительной сфере. Его используют в отделочных и штукатурных работах, изготавливают перегородочные плиты и детали из гипса.
Существует 12 разных марок строительного гипса с разной прочностью и началом схватывания. Начало схватывания гипса очень важный показатель, так как провести нужную работу потребуется до того, как гипсовый раствор начнет сохнуть и затвердевать. Время схватывания колеблется от 2 до 30 минут, в зависимости от марки строительного гипса. Для того чтобы увеличить это время зачастую в раствор вносят замедлители затвердевания. Кроме этого гипс при затвердевании может расширяться, в то время как остальные смеси и растворы способны лишь к усадке.
Такой строительный материал, как гипсокартон изготавливают из гипса, а точнее из листов картона и гипсового теста. Гипсокартон обладает отличными звукоизоляционными и влагопоглощающими свойствами. Его применяются для отделочных работ, создания перегородок, арок, потолков, полок, а также для выравнивания стен и потолков.
Применение других видов гипса
В строительстве так же применяется высокопрочный гипс, он имеет более крупные частицы и поэтому более прочный, и не такой пористый как строительный. Такой вид гипса используют в строительных процессах, например, для приготовления строительных смесей и создания перегородок. Помимо этого, из высокопрочного гипса делают формы для изготовления сантехнических изделий из фарфора и фаянса.
Высокопрочный гипс так же, как и полимерный используется в медицине. В травматологии используют бинты из данных видов гипса, а в стоматологии оттиски и съёмные протезы.
Формовочный гипс прочный и белый, так как в него добавляют специальные примеси. Из-за своих свойств его применяют для создания скульптур, статуэток, сувениров и в качестве сырья для производства сухих шпаклевочных смесей.
Акриловый гипс более легкий чем другие виды, так как производиться из акриловой смолы. Его используют для создания лепнины, и в других декоративных целях. Так как данный вид имеет высокую морозостойкость его применяют для отделки фасадов.
Гипс очень разносторонний материал, используемый в разных целях. Его невозможно заменить, так как он доступен и имеет хорошие свойства. Именно они делают гипс полезным и востребованным материалом.
Применение гипса в строительстве
По внешнему виду гипс напоминает порошок белого или сероватого цвета с едва уловимым запахом. На строительные объекты поставляется в бумажных или полиэтиленовых мешках. Сырье проходит процесс измельчения на шнековой дробилке, затем поступает на молотковую мельницу. Полученный порошок после сушки проходит термическую обработку (обжиг) в специальных емкостях. Это могут быть варочные котлы, вращающиеся печи или мельницы, совмещающие и помол, и обжиг. Температура обжига составляет около 180 градусов. Сушат гипс в открытой печи или автоклаве. При сушке в печи вода выводится из порошка в виде пара. Гипс приобретает особую пористость. Он находит свое применение в строительстве как вяжущий материал. Когда измельченное сырье проходит сушку в автоклаве, метод выведения воды будет капельным. При этом уменьшается количество примесей, получается чистый порошок. Такой высокопрочный гипс находит свое применение в медицинской сфере (в стоматологии в частности), искусстве (выделка скульптур и изделий декора).
Чтобы получить рабочий раствор порошок засыпается в воду и тщательно перемешивается. Упаковка содержит подробные рекомендации от производителя. В случае отсутствия инструкции берется 1 часть смеси и смешивается с 1 или 1,25 части воды. Прочность определяется количеством воды в тесте. Для ее повышения уменьшают количество воды. Сделать это можно с помощью специальных добавок (известь с глюкозой, сульфитно-спиртовая барда или сульфитный щелок). Приготовленная смесь используется. Допустить перемешивание теста в процессе схватывания нельзя, появление трещин неизбежно.
Достоинства строительного гипса
Строительный гипс ценится за свои свойства. Перечень его достоинств объемный.
- Материал экологически чистый, не содержит токсических веществ, не вызывает аллергических реакций. Способствует созданию в помещении благоприятного климата.
- Постройки с применением гипса выдерживают около 20 циклов замораживания и оттаивания, не теряя своей прочности. При отсутствии влажного климата и резких перепадов температур строения достойно выглядят на протяжении длительного периода времени.
- Благодаря своей низкой теплопроводности гипс находит применение в строительстве в качестве утеплителя помещений.
- Материал не поддается горению. При воздействии на него температур около 600-700 градусов начинает выделяться влага, замедляя процесс распространения огня.
- Строительный гипс легкий за счет высокой прочности и низкой степени плотности (1200-1500 кг/м³).
- Гипс считается самым доступным сырьем. Нет проблем с его добычей и обработкой. Сложные и энергоемкие технологии не задействуются.
- Гигроскопичность гипса способна обеспечить положительное воздействие на влажность помещения.
С целью улучшения влагостойкости гипса в раствор добавляют специальные добавки-наполнители для снижения скорости застывания раствора. Среди них: глина, известь, доменный шлак в виде гранул, олеиновая кислота и др.
Среди положительных свойств строительного гипса выделяют его быструю схватываемость. В зависимости от времени схватывания раствора гипс получил определенную маркировку. Группа A включает быстросхватывающийся материал (2 минуты до начала, 15 минут до конца схватывания). К группе Б относят смеси, у которых процесс схватывания начинается через 6 минут после нанесения раствора и заканчивается через полчаса. Это оптимальный вариант вяжущего средства. Такой строительный гипс находит свое применение как в проведении отделочных, так и в большинстве строительных работ. Группа В объединяет в себе медленносхватывающиеся гипсовые смеси. Схватывание начинается через 20 минут, а его окончание не установлено. Требуется проверка всей партии продукции.
Сфера применения
Огромное распространение получил гипс в строительстве. Он применяется для оштукатуривания стен и потолков помещений. Благодаря гипсовому раствору обеспечивается хорошая звуко- и теплоизоляция. Использование гипса в строительстве можно рассматривать в качестве самостоятельного материала и для изготовления разнообразных гипсовых изделий. К ним относят: гипсокартон, гипсовололкнистые, гипсостружечные, пазогребневые плиты. Гипс входит в состав штукатурок и шпаклевок, за счет которых получаются ровные и гладкие покрытия.
Свойства высокопрочного гипса позволяют использовать его для производства декоративных изделий (лепнины). С таким материалом легко и удобно работать. Можно создавать простые и необычные по дизайну декоративные элементы. Крепятся такие изделия к стенам или потолку с помощью клеевых составов. Высокопрочный гипс за счет своих свойств (особенно прочности) используют в фарфорофаянсовой промышленности для отливки форм, а также в производстве гипсобетонных изделий.
Некоторые виды гипса очень значимы в проведении ремонтных работ внутри помещений. Например, гипс Тайфун Мастер 35 используется для того, чтобы заполнить щели и трещины в минеральной штукатурке, а также углубления при проведении монтажа электропроводки. Быстросхватывающийся гипс КНАУФ-Шнельгипс оказывается незаменимым для фиксации электрических розеток и крепежа электропроводки.
Еще про строительство и ремонт
Все статьи
Свойства строительного гипса и его применение в строительстве (высокопрочный гипс, формовочный гипс, медицинский гипс).
Водопотребность гипсовых вяжущих зависит от способа их получения, формы и размеров кристаллов и плотности кристаллических сростков, тонкости помола, наличия примесей и введенных добавок, температуры гипса и воды затворения и т.д. Количество воды, необходимой для получения теста нормальной густоты, обычно колеблется в пределах 50-80% для строительного гипса и 35-45% для высокопрочного. Водопотребность может быть снижена за счет добавки сульфитно-спиртовой барды, смеси извести с глюкозой, мелассы, декстрина и ряда других веществ. Для гидратации полуводного гипса и превращения его в двуводный необходимо 18,6% воды от веса полуводного гипса.
Избыточное количество воды остается в порах затвердевшего материала, а затем испаряется. В результате пористость затвердевшего строительного гипса составляет примерно 50-60%. Чем меньше воды было взято для затворения, тем плотнее получается гипсовое изделие и тем больше его прочность.
Высокопрочный гипс отличается от обычного более крупными кристаллами не волокнистого строения и потому обладает меньшей водопотребностью. Особенностью высокопрочного гипса является также мономинеральность его структуры. Уменьшение водопотребности и вызываемое этим повышение прочности гипса имеет значение для литых изделий. Если же применяется масса жесткой консистенции например при изготовлении изделий путем вибрирования, то количество воды, необходимое для получения из обычного и высокопрочного гипса теста нужной консистенции примерно равно и получаемые изделия имеют почти одинаковую прочность. Недостаток высокопрочного гипса — повышенная ею ползучесть, т. е. появление неупругих деформаций при длительном выдерживании под нагрузкой. Высокопрочный гипс используется в настоящее время главным образом для изготовления различных форм и некоторых других целей.
Удельный вес полуводного гипса колеблется в пределах 2,5-2,8. Объемный вес его в рыхлом состоянии 800-1100 кг/м3, а уплотненного 1250-1450 кг/м3.
По стандарту (ГОСТ 125-57) тонкость помола строительного гипса, характеризуемая остатком на сите №02 (918 отв/см2), для первого сорта составляет не более 15%, а для второго 30%. Предел прочности при сжатии через 1,5 ч соответственно не менее 45 и 35 кг/см2.
Начало схватывания для обоих сортов строительного гипса должно наступать не ранее 4 мин, а конец схватывания не ранее 6 мин и не позднее 30 мин после начала затворения гипсового теста. От начала затворения гипсового теста до конца кристаллизации гипса должно пройти не менее 12 мин. За конец кристаллизации принимается момент, когда повысившаяся вначале температура твердеющего гипсового теста начинает понижаться.
Тонкость помола строительного гипса по сравнению с другими вяжущими веществами сравнительно невысока. Более тонкий помол, правда, повышает скорость гидратация гипса, но одновременно увеличивает и его водопотребность.
Учитывая, что строительный гипс испытывается в растворе 1:0 (без песка), следует отметить, что прочность гипса значительно меньше прочности цемента. Однако она вполне достаточна для тех изделий, для изготовления которых гипс в основном и применяется.
К формовочному гипсу (ТУ 30-57) и к высокопрочному формовочному, иначе называемому техническим гипсом (ТУ 31-57), применяемым в основном для изготовления моделей, капов и форм, а также архитектурных и скульптурных изделий, предявляются следующие требования. Тонкость помола должна быть такой, чтобы остаток на сите №02 был не более 2,5% для формовочного гипса и 2% для технического. Сроки схватывания формовочного гипса: начало не ранее 5 мин, конец не ранее 10 и не позднее 25 мин; для технического гипса соответственно 4, 8 и 20 мин. Предел прочности формовочного гипса при растяжении через одни сутки должен быть не менее 14 кг/см2 и через 7 суток с последующим высушиванием до постоянного веса не менее 25 кг/см2. В соответствии с пределом прочности при сжатии образцов 7-суточного возраста, высушенных до постоянного веса, технический гипс делится на пять марок: 200, 250, 300, З50 и 400. Объемное расширение отливки формовочного гипса не должно превышать 0,15%, а технического 0,2%. Содержание нерастворимых примесей должно быть не более 1,5% для формовочного гипса, 2,5% для технического гипса марки 200 и 1 % для технического гипса более высоких марок.
Медицинский гипс применяемый для гипсовых повязок, ортопедических корсетов и в зубоврачебном деле, отличается от обычного строительного гипса более тонким помолом, быстрым схватыванием и большей прочностью. По ГОСТ 4746-49 остаток на сите №02 не должен превышать 8% для первого и 15% для второго сорта. Начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Предел прочности при растяжении через сутки должен быть не менее 7 кг/см2, а через 7 суток не менее 14 кг/см2.
Повысить прочность строительного гипса можно, добавив к нему известь (около 5%). Ее положительное влияние объясняется главным образом каталитическим действием на ангидрит, некоторое количество которого содержится обычно в строительном гипсе. Возможно связывание гипса и извести в тонко дисперсные комплексные новообразования. Негашеную известь можно добавлять непосредственно в варочный котел, где подвергаясь гидратации и выделяя тепло, она, кроме того быстро подопревает загруженный гипсовый порошок, что ускоряет процесс варки.
Повышает прочность строительного гипса и добавка 0.2-0,5% сульфитно-спиртовой барды, которая уменьшает водопотребность, а также повышает растворимость полугидрата и понижает растворимость двугидрата. При этом изменяется процесс кристаллизации, что выражается в улучшении гранулометрического состава образующихся при твердении кристаллов двугидрата, в результате чего упаковка двугидрата в единице объема получается более плотной.
При твердении строительного гипса наблюдается небольшое увеличение объема схватившейся массы по сравнению с объемом смеси гипса с водой. Это объясняется ростом кристаллов двуводного гипса и увеличением объема пор. Указанное выше свойство гипса используется при производстве различных изделий, отливаемых из него в формы. Гипс хорошо заполняет все детали форм.
Понижение и повышение температуры вредно отражаются на прочности затвердевшего гипса.
Строительный гипс белого цвета, он быстро твердеет. Гипсовые растворы отличаются недостаточной пластичностью и водоудерживающей способностью, что вызывает необходимость введения пластифицирующих добавок, главным образом извести и глины. Строительный гипс можно применять в чистом виде без заполнителей, так как при его высыхании трещины не образуются.
Строительный гипс – воздушное вяжущее вещество. Его нельзя использовать для сооружений, находящихся в воде, так как в ней растворяется образующийся при твердении двуводный гипс и разрушается кристаллический сросток. При последующем высушивании гипса прочность его снова восстанавливается. Причиной малой водостойкости гипсовых изделий является и расклеивающее действие водных пленок, разъединяющих отдельные элементы кристаллической структуры затвердевшего гипса. Гипсовые изделия, защищенные от действия атмосферных осадков и сырости, долговечны. Для прочности и водостойкости строительного гипса можно добавлять к нему смесь декстрина и растворимого стекла. Повышает водостойкость и добавка к гипсу небольших количеств сульфитно-спиртовой барды и ее производных, а также ряда гидрофобных органических веществ (олеиновая кислота, мылонафт, и др.). Положительное влияние на водостойкость гипса оказывает добавка молотого гранулированного доменного шлака, извести, смеси извести или цемента с гидравлическими добавками, глины и других материалов. Повышает водостойкость и введение в гипсовый порошок кремнийорганических соединений или пропитка ими гипсовых изделий.
Практически водостойкость затвердевшего гипса чаще всего повышают за счет предложенных А. В. Волженским добавок цемента или гранулированного шлака совместно с активными гидравлическими добавками.
Строительный гипс применяется главным образом для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий, применяемых для внутренней части зданий (сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей и ряда других), а также для изготовления известково-гипсовых штукатурных растворов для внутренних стен зданий.
В известково-гипсовых штукатурных растворах на одну объемную часть гипса берут от одной до пяти объемных частей известкового теста, которое замедляет схватывание и увеличивает пластичность раствора. Для уменьшения расхода вяжущего и во избежание вызываемого известью растрескивания к смеси гипса и извести добавляют до трех объемных частей песка или другого заполнителя (шлака, пемзы, опилок и т.п.). Вводить чрезмерное большое количество заполнителей не рекомендуется, так как строительный гипс плохо сцепляется с наполнителями. Что понижает прочность изделий и, кроме того, в случае применения тяжелых заполнителей увеличивает их вес. Строительный гипс модно применять для штукатурки и без добавок извести, однако тогда необходимо вводить замедлители схватывания.
Известково-гипсовые растворы отличаются от известковых более быстрым твердением и большей прочностью, а от гипсовых – большей пластичностью и более медленным схватыванием.
Строительный гипс используют для изготовления искусственного мрамора и производства некоторых красок и мелков, а также для фиксации стеклоизделий при их полировке, например при производстве зеркального и оптического стекла. В смеси с асбестом и другими материалами гипс входит в состав теплоизоляционных композиций.
См. далее по теме: Свойства строительного гипса и его применение в строительстве; Сырьевые материалы строительного гипса; Нагревание строительного гипса; Производство строительного гипса; Твердение строительного гипса.
свойства магические и лечебные, описание и характеристики
Сингония: Моноклинная
Состав (формула): CaSO4•2H2O
Цвет: Бесцветный, белый, серый, желтоватый. Примеси придают желтый, коричневый, красный, черный или голубой оттенок.
Цвет черты: Белый
Прозрачность: Прозрачный, просвечивающий
Спайность: Весьма совершенная
Излом: Занозистый, раковистый, ровный, ступенчатый
Блеск: Жирный, перламутровый, стеклянный, шелковистый
Твердость: 1,5-2
Плотность (удельный вес), г/см3: 2,32
Тонко- и толстотаблитчатые кристаллы, часто двойники срастания кристаллов в виде ласточкина хвоста, волокнистые и листоватые агрегаты, зернистые и сплошные массы.
Гипс обладает вполне демократичной ценой, что позволяет исполосовать его в самых разных сферах деятельности человека. Сегодня этот минерал применяется в строительстве и архитектурном деле, бумажной промышленности, при производстве цемента, эмалей, красок и глазурей, в медицине и сельском хозяйстве.
Отдельно стоит отметить применение гипса при создании декоративных скульптур, статуэток, ваз, шкатулок. Кроме того, мастера используют его для изготовления строительных плит, блоков, карнизов и барельефов.
В природе существует большое количество разновидностей гипса. Некоторые из них пользуются популярностью в качестве редких, коллекционных камней, в частности, речь идет о мелкозернистом алебастре.
Для ювелирной огранки используют небольшие кристаллы мягкого селенита, отличающиеся бесцветностью и прозрачностью. В кругу коллекционеров особенно высоко ценятся прекрасные «розы пустыни», двойниковые кристаллы «ласточкин хвост» и гипсовые агрегаты звездообразной формы. Купить образцы гипса высокого качества вы можете на сайте нашего интернет-магазина.
- ускоряют процессы срастания костных тканей
- избавляют человека от лишней потливости
- изготавливают лекарства для лечения туберкулеза позвоночника
- улучшают внешний вид кожи, возвращая ей молодость и красоту
С давних времен амулеты и талисманы из гипса использовались в качестве своеобразного «лекарства» от людской гордыни, завышенного самомнения и высокомерия. По мнению магов, минерал способен подсказывать своему обладателю, как лучше поступить в той или иной ситуации. Гипс помогает обрести материальное благополучие и успех во всех начинаниях. Гипсовые амулеты рекомендованы для постоянного ношения Львам и Козерогам.
Гипс в ортопедической стоматологии: Применение гипса
Гипс — это один из самых распространенных вспомогательных материалов, используемых в зуботехническом производстве.
Согласно ГОСТ Р51887-2002, ИСО 6873, все стоматологические гипсы делятся на пять классов, в соответствии с их назначением и твердостью:
- Гипс для оттисков — Мягкий и податливый низкотвердый гипс. Используется для получения частичных и полных оттисков, в том числе и с челюстей без зубов. Такой гипс быстро твердеет и обладает наименьшим расширением.
- Медицинский гипс — Алебастровый гипс обычной твердости. Этот вид материала подходит для изготовления диагностических анатомических моделей, а также моделей, используемых для планирования ортопедической конструкции. Гипс этого класса относят к вспомогательным материалам, так как модель из него имеет недостаточный показатель прочности. Таким образом, гипс для оттисков и медицинский стоматологический гипс используются только в технических целях, но не для изготовления рабочих моделей.
- Высокопрочный гипс для моделей — Класс твердых гипсов. Применяется для изготовления съемных протезов как всего зубного ряда, так и замещающих отсутствующую часть зубов, для изготовления основы несъемных разборных протезов и других изделий этого ряда. В отличие от обычного медицинского гипса, материал этого класса обладает достаточно высокими показателями прочности.
- Сверхпрочный гипс для моделей с низким показателем расширения — Гипс с наибольшими показателями прочности, отлично подходит для изготовления разборных мастер-моделей и выполнения комбинированных работ.
- Сверхпрочный гипс для моделей с регулируемым показателем расширения — Достаточно редкая разновидность, предназначенная для изготовления моделей, требующих особо высокой точности.
Для успешного выполнения стоматолого-ортопедических и зуботехнических работ с применением стоматологических гипсов важно помнить определенные правила их использования:
- Стоматологические гипсы необходимо хранить в сухом месте.
Емкости для хранения гипсов должны очищаться перед каждым новым заполнением. - Приборы и принадлежности, используемые при работе со стоматологическими гипсами, должны быть чистыми, не содержать остатков ранее использованного гипса.
- Одна порция гипса должна составлять количество, необходимое для заполнения не более чем двух-трех оттисков.
- Недопустимо применение любых ускорителей застывания. В случае необходимости нужно использовать быстротвердеющий гипс или увеличить время замешивания на несколько секунд.
- Для получения заданного расширения гипса необходимо очень точно соблюдать соотношение гипса и воды.
- Вода и гипсовый порошок должны иметь температуру 19-21 °С.
- Порошок необходимо медленно засыпать в воду, после чего дать ему погрузиться в нее, — и только после этого приступить к замешиванию шпателем.
Машинное замешивание не должно превышать 30 секунд, ручное — одну минуту.
Смесь должна выливаться в форму сразу же после замешивания. Недопустимо пытаться увеличить время заливки путем вибрации или добавления воды. - Вынимать гипсовую модель из оттиска можно только тогда, когда температура модели понизится.
Следование этим указаниям позволит проводить любые стоматологические работы с использованием гипса комфортно, быстро, экономично.
На базе кафедры ортопедической стоматологии Воронежской Государственной Медицинской Академии был проведен сравнительный анализ стоматологических гипсов, задача которого — оценить основные характеристики наиболее распространенных марок гипсовых вяжущих.
Для проведения анализа были отобраны высокопрочные и сверхпрочные стоматологические гипсы. Испытания проходили согласно ГОСТ Р51887-2002.
В результате исследования были установлены параметры, определяющие качество стоматологического гипса, обеспечивающие изготовление протезов, обладающих высокими функциональными и эстетическими свойствами.
Водопотребление. В теории, необходимое количество воды для перевода полугидрата в двугидрат — 18,6% от общей массы вяжущего. Но на практике для обеспечения требуемой подвижности гипсового теста расходуется гораздо больше: таким образом, гипсовое тесто обладает своей собственной водопотребностью.
Водопотребность – это наименьшее количество воды, требуемое для получения заданной консистенции раствора. Избыточная вода испаряется из образовавшегося гипсового камня, оставляя в нем поры, которые способны значительно снизить прочность модели. Следовательно, необходимо стремиться точно отмеривать воду для получения идеальной консистенции.
Во время твердения происходит гидратация полуводного гипса (реакция присоединения воды к полугидрату), при которой выделяется 29 кДж теплоты на килограмм полугидрата. Процесс твердения происходит постепенно. Полуводный гипс образует с водой пересыщенный раствор, из которого и выделяется двугидрат. Образование большого количества частиц двугидрата приводит к тому, что гипсовая смесь уплотняется и загустевает, что служит началом ее схватывания.
Прочность готового изделия зависит от многих факторов: чистоты сырья (гипсового порошка), его структуры, способов его обработки, состава и количества модифицирующих добавок. Предел прочности измеряется в мегапаскалях: 1 МПа = 10 кгс/см2.
Непосредственные испытания в рамках зуботехнической лаборатории показали, что наиболее качественные виды гипса демонстрируют высокую устойчивость на шпателе и жидкотекучую консистенцию на вибростоле, что позволяет максимизировать количество беспористых заливок с одного замешивания.
Модели, полученные из качественных гипсовых вяжущих, устойчивы к появлению сколов, прекрасно повторяют моделируемую поверхность, хорошо полируются, шлифуются и распиливаются, а при обработке столбика границы препаровки не повреждаются. Высокое качество гипсового сырья исключает отламывание кромок при извлечении модели из оттиска, обеспечивая наилучший результат моделирования.
Изготовления моделей зубного ряда из гипса:
Что такое высокопрочный гипс?
Высокопрочный гипс отличается от обычного более крупными кристаллами не волокнистого строения и потому обладает меньшей водопотребностью.
Особенностью высокопрочного гипса является также мономинеральность его структуры.
Уменьшение водопотребности и вызываемое этим повышение прочности гипса имеет значение для литых изделий. Если же применяется масса жесткой консистенции например при изготовлении изделий путем вибрирования, то количество воды, необходимое для получения из обычного и высокопрочного гипса теста нужной консистенции примерно равно и получаемые изделия имеют почти одинаковую прочность.
Недостаток высокопрочного гипса — повышенная ею ползучесть, т. е. появление неупругих деформаций при длительном выдерживании под нагрузкой.
Высокопрочный гипс используется в настоящее время главным образом для изготовления различных форм и некоторых других целей.
Удельный вес полуводного гипса колеблется в пределах 2,5-2,8. Объемный вес его в рыхлом состоянии 800-1100 кг/м3, а уплотненного 1250-1450 кг/м3.По стандарту (ГОСТ 125-57) тонкость помола строительного гипса, характеризуемая остатком на сите №02 (918 отв/см2), для первого сорта составляет не более 15%, а для второго 30%. Предел прочности при сжатии через 1,5 ч соответственно не менее 45 и 35 кг/см.
Начало схватывания для обоих сортов строительного гипса должно наступать не ранее 4 мин, а конец схватывания не ранее 6 мин и не позднее 30 мин после начала затворения гипсового теста. От начала затворения гипсового теста до конца кристаллизации гипса должно пройти не менее 12 мин. За конец кристаллизации принимается момент, когда повысившаяся вначале температура твердеющего гипсового теста начинает понижаться.
Тонкость помола строительного гипса по сравнению с другими вяжущими веществами сравнительно невысока.
Более тонкий помол, правда, повышает скорость гидратация гипса, но одновременно увеличивает и его водопотребность.
- Высокопрочный гипс представляет собой мономинеральный продукт с незначительным включением ангидрита
- Остаточная влажность резко снижает прочность гипсовых изделий.
- При полном насыщении водой коэффициент размягчения высокопрочного гипса равен 0,52, а обыкновенного гипса — 0,41.
- Прочность высокопрочного гипса ГП в водонасыщенном состоянии составляет около 150 кг/см2 при сжатии
- Высокопрочный гипс ГП значительно более водостойкий материал по сравнению с гипсом обыкновенным.
- Кристаллы у высокопрочного гипса ГП крупные, с четкими гранями.
- Изделия из высокопрочного гипса ГП состоят в основном из двуводного гипса (основная масса) и отдельных зерен полуводного гипса неправильной формы, вследствие растворения их с поверхности. Структура плотная.
В качестве исходного сырья для производства высокопрочного гипса служит природный гипсовый камень.
Добыча этого минерала ведется давно. Археологические исследования показывают, что гипсовый камень применялся в качестве строительного материала еще в Месопотамии, Вавилоне, Ассирии, Греции (2000 – 1400 гг. до н.э.) для облицовки стен и полов. Цвет гипсового камня может варьироваться в зависимости от примесей и быть серым, желтоватым, розоватым, бурым и другим.
Визуально гипсовый камень: плотный с мелкозернистой структурой, сахаровидный в изломе или крупнозернистый, кристаллы его рассоложены беспорядочно. Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% СаО, 46,51% SО3 и 20,93% Н2О, обычно содержащий некоторое количество примесей глины, кремнезема, известняка, органических веществ и др. Двуводный гипс является мягким минералом — твердость его по шкале Мооса равна 2.
Плотность двуводного гипса составляет 2200-2400 кг/м3. Одна из чистых разновидностей гипса в виде мелкозернистой плотной массы белого цвета называется в минералогии алебастром; этот материал напоминает по внешнему виду мрамор и применяется для скульптурных работ.
Для производства гипсовых вяжущих веществ важное значение имеет характер кристаллизации двуводного гипса — мелко- или крупнокристаллический. Мелкокристаллический гипс дегидратируется быстрее и при более низкой температуре.
Свойства и использование гипса
Гипс — это сульфатный минерал, который в наше время нашел множество применений. Этот минерал также обладает некоторыми интересными свойствами, которые обсуждаются в этой статье ScienceStruck.
Знаете ли вы?
Знаменитый национальный памятник Белые пески в Нью-Мексико на самом деле представляет собой пласт из кристаллов гипса.
Гипс, также известный как гидратированный сульфат кальция, представляет собой минерал, который обычно встречается в морских эвапоритах, а также в пермских и триасовых осадочных формациях.Его также можно найти в соленых озерах, сланцах, известняке, доломитовом известняке, осадочных породах, горячих источниках и некоторых пещерах, где воздух достаточно сухой, чтобы способствовать отложению этого минерала. Фумарольные поля — еще одно место, где можно найти гипс. Фумарола — это отверстие на поверхности Земли, через которое выходит пар и вулканические газы.
Гипс — важная составляющая покрывающей породы, ангидритно-гипсовой горной породы. Хотя месторождения гипса можно найти в нескольких странах, его крупнейшими производителями являются США, Франция, Италия, Канада, Австралия и Великобритания.В Соединенных Штатах гипс в основном встречается в Нью-Йорке, Вирджинии, Огайо, Мичигане, Техасе, Неваде и Калифорнии. Ниже приводится краткое обсуждение использования и физических свойств гипса, а также того, как этот минерал образуется в природе.
Как образуется гипс?
Гипс состоит из кислорода, кальция, серы и воды, а его химическая формула — CaSO 4 · 2H 2 O . Гипсовые пласты образовались за счет испарения воды из массивных доисторических морских бассейнов.Когда вода испаряется, содержащиеся в ней минералы концентрируются и кристаллизуются. Гипс образуется, когда в результате испарения сера, присутствующая в воде, связывается с кислородом с образованием сульфата. Затем сульфат соединяется с кальцием и водой с образованием гипса.
Гипсовый карьер
Гипс также может быть синтезирован. Синтетический гипс в основном получают на угольных электростанциях как побочный продукт десульфуризации дымовых газов. Дымовые газы образуются при сжигании угля для выработки электроэнергии, и эти газы содержат диоксид серы.В соответствии с мандатом, данным поправками к Закону о чистом воздухе 1990 года, диоксид серы должен быть удален из дымовых газов, чтобы контролировать загрязнение окружающей среды. Процесс очистки дымовых газов от серы приводит к получению нескольких побочных продуктов, включая гипс.
Свойства гипса
★ Гипс — мягкий минерал, умеренно растворимый в воде. Растворимость этого минерала в воде зависит от температуры. В отличие от других солей, гипс становится менее растворимым в воде при повышении температуры.Это известно как ретроградная растворимость, которая является отличительной характеристикой гипса.
★ Гипс обычно бывает белого, бесцветного или серого цвета. Но иногда его также можно найти в оттенках розового, желтого, коричневого и светло-зеленого, в основном из-за наличия примесей.
★ Кристаллы гипса могут быть прозрачными или полупрозрачными, от стекловидного до перламутрового блеска. Иногда кристаллы гипса могут быть довольно большими и считаются одними из самых крупных кристаллов, встречающихся в природе.
★ Некоторые кристаллы могут быть гибкими, и их можно согнуть, приложив давление. Но когда давление сбрасывается, кристаллы не возвращаются к своей первоначальной форме, поскольку они не эластичны.
★ Кристаллы гипса иногда встречаются в форме, напоминающей лепестки цветка. Этот тип образования называется «роза пустыни», поскольку в основном они встречаются в засушливых районах или пустынной местности.
Формирование пустынной розы
★ Гипс известен своей низкой теплопроводностью, поэтому его используют при изготовлении гипсокартона или стеновых панелей.Гипс также известен как природный изолятор.
★ При нагревании гипс теряет воду и превращается в полугидрат сульфата кальция, широко известный как «бассанит». Дальнейшее нагревание этого минерала дает безводный сульфат или ангидрит кальция.
★ «Селенит» — одна из распространенных разновидностей гипса, встречающаяся в природе в виде уплощенных и двойниковых кристаллов. Селенит обычно прозрачный, расщепляемый и обладает жемчужным блеском. Он также может иметь полосатый вид.
★ Иногда селенит может иметь шелковистую и волокнистую форму, известную как «атласный шпат». Атласный лонжерон может быть молочно-белого или розового цвета.
★ Алебастр — еще одна разновидность гипса, который высоко ценится как поделочный камень. Его использовали скульпторы на протяжении веков. Алебастр гранулированный и непрозрачный.
Алебастровая разновидность гипса
★ Гипс имеет твердость от 1,5 до 2 по шкале твердости Мооса. Его удельный вес равен 2.От 3 до 2,4.
Применение гипса
Алебастровая разновидность гипса использовалась скульпторами в Древнем Египте и Месопотамии. Древние египтяне знали, как превратить гипс в штукатурку Парижа около 5000 лет назад. Сегодня гипс нашел широкое применение в человеческом обществе, некоторые из которых перечислены ниже.
★ Гипс используется при изготовлении гипсокартона или гипсокартона. Гипсокартон используют как отделку стен и потолка, так и перегородок.
★ Еще одним важным применением гипса является производство гипса Парижа.Гипс нагревают примерно до 300 градусов по Фаренгейту, чтобы произвести штукатурку Парижа, которая также известна как гипсовая штукатурка. В основном он используется как скульптурный материал.
★ Гипс используется для изготовления хирургических и ортопедических слепков, таких как хирургические шины и литейные формы.
★ Гипс играет важную роль в сельском хозяйстве как почвенная добавка, кондиционер и удобрение. Он помогает разрыхлить плотную или глинистую почву и содержит кальций и серу, которые необходимы для здорового роста растений.Его также можно использовать для удаления натрия из почв с избыточным засолением.
★ Гипс используется в зубных пастах, шампунях и средствах для волос, в основном из-за его связывающих и загущающих свойств.
★ Сульфат кальция действует как коагулятор при приготовлении тофу. Он также используется в выпечке, в основном как кондиционер для теста. Китайцы используют этот сульфатный минерал для лечения расстройства желудка и экземы.
★ Гипс — компонент портландцемента, где он действует как замедлитель твердения, контролируя скорость схватывания бетона.
★ Атласный лонжерон, который представляет собой разновидность гипса, иногда используется в качестве поделочного камня, а алебастр — в основном для лепки.
★ Гипс используется для окраски косметики и лекарств. Он был разрешен для использования в качестве пищевой добавки Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США. Итак, этот минерал в настоящее время добавляют в пищу как диетический источник кальция. Обычно его можно найти в овощных консервах, муке, мороженом, голубом сыре и белом хлебе.
★ Гипс играет очень важную роль в виноделии. Это помогает виноделам контролировать терпкость вина. Пивовары также используют гипс для кондиционирования воды, используемой в процессе пивоварения.
Подводя итог, можно сказать, что гипс — один из самых распространенных минералов, которые находят бесконечное применение и применение. Добыча гипса проста и легка, поскольку минерал находится в больших толстых пластах у поверхности Земли. Однако крупномасштабная добыча гипса наносит значительный ущерб окружающей среде. Гипс также можно переработать, но переработке этого минерала не уделялось большого внимания из-за его большого количества.
Химическая формула, свойства, типы, применение и часто задаваемые вопросы
Популярность гипса сделала актуальными вопросы «что такое гипс» и «для чего гипс используется».
Гипс — это природный минерал, состоящий из гидратированного сульфата кальция, имеющий мягкий белый или серый цвет. Он образуется в основном в слоистых осадочных отложениях и имеет множество применений во многих отраслях промышленности, таких как строительство, скульптура, садоводство и украшения. Это инертный и безопасный минерал, существующий миллионы лет с тех пор, как его можно найти и в египетских пирамидах.Это самый распространенный сульфатный минерал.
Где находится гипс?
Гигантские гипсы образуются под слоями осадочных пород вместе с галитом, ангидритом, серой, кальцитом и доломитом. Толстые пласты и слои горных пород — обычное дело для поиска гипса. Океанская вода богата кальцием и сульфатными минералами, поэтому гипс также содержится в лагунах, поскольку вода в океане может медленно испаряться и пополняться новыми источниками воды. Когда вода испаряется, минерал остается.Свидетельства существования гипсовых дюн были обнаружены и на планете Марс.
Какова химическая формула гипса?
Основными компонентами гипса являются сульфат кальция (CaSO4) и вода (h3O). Его химическое название — дигидрат сульфата кальция, а химическая формула гипса представлена как CaSO4.2h3O. Гипс и ангидрит (CaSO4) очень похожи химически, только гипс имеет 2 молекулы воды, а ангидрит не содержит молекул воды.
Физические и химические свойства гипсового минерала
Гипс на древнеанглийском языке был известен как камень-копье, поскольку он принимает кристаллическую форму, выступая из скалы, как копье.Вы можете измельчить гипсовую смесь с водой, чтобы она приобрела первоначальную каменную форму, и она может затвердеть. Его цикл рециркуляции можно назвать «замкнутым циклом рециркуляции», поскольку вы можете перерабатывать его несколько раз, и он никогда не потеряет своего качества. Он умеренно растворим в воде, и его растворимость уменьшается с повышением температуры, в отличие от поведения других солей. Вот некоторые из его важных химических и физических свойств:
| Химическая классификация | Сульфат |
| Химический состав | Гидросульфат кальция, сульфат кальция.2h3O |
| Твердость по Моосу | 2 |
| Удельный вес | 2,2 |
| Бесцветный, красный , белый, прозрачный | Цвет серый |
| Прозрачное свойство | От прозрачного до полупрозрачного |
| Текстура | Шелковистая, сахарная, стекловидная |
03 | |
| Monoclinic | |
| Диагностические свойства | Удельный вес, скол, низкая твердость |
Различные виды гипса
Гипс встречается повсюду. текстура также различается в зависимости от того, какой h часть света находится.Он встречается примерно в 85 странах, а наибольшее количество гипса производится в Северной Америке. Гипс нашел свое применение в различных областях, на основании чего его можно разделить на следующие категории:
Как обрабатывают гипс
Гипс сначала добывают или добывают в карьерах, затем дробят и измельчают до мелкого порошка. Затем он проходит процесс, называемый кальцинированием, когда к гипсовому порошку подводится тепло при 350 градусах, которое удаляет 3/4 молекул воды. Полугидрат — это название кальцинированного гипса, который затем используется в гипсокартоне, гипсовой штукатурке и других продуктах.Ее выбор и подготовка (как и очистка) определяют качество производимой штукатурки. Химическая реакция этого процесса может быть представлена как:
(CaSO4, 2 h3O) + тепло = (CaSO4,? H3O) + 1,5 h3O
Использование гипса — некоторые из важных применений гипса включают:
-
Строительство зданий
-
Изготовление керамических изделий и форм
-
В стоматологических установках для изготовления слепков, слепков и оттискных материалов
-
Производство гипса в Париже
-
Кондиционирование грунта
-
Отвердитель в цементе
-
Наполнитель во многих пищевых продуктах
Возникновение, свойства и использование гипса
Гипс
Гипс — это минерал эвапорита, который чаще всего встречается в слоистых осадочных отложениях в сочетании с галитом, ангидритом, серой, кальцитом и др. доломит.Гипс ( CaSO4.2 H 2 O ) действительно похож на ангидрит (CaSO4). Химическая разница в том, что гипс включает две воды, а ангидрит — без воды. Гипс — самый распространенный сульфатный минерал.
Появление гипса
Гипс присутствует во множестве видов и имеет большую экономическую ценность. Он бесцветный или белый, но может быть окрашен в светло-коричневый, серый, желтый, зеленый или оранжевый цвет из-за наличия примесей. Одиночные, хорошо развитые кристаллы могут быть блочными с наклонным контуром параллелограмма, пластинчатыми или пластинчатыми.Сдвоенные кристаллы обычны и регулярно образуют характерный «рыбий хвост».
Множество прозрачных, похожих на меч кристаллов селенита и гипса длиной 2 м или более можно найти в Пещере Мечей, Чиуауа, Мексика, одном из самых впечатляющих месторождений полезных ископаемых в мире. Гипс встречается в крупных пластах, образованных испарением морской соленой воды. Он также встречается как элемент модификации сульфидов в рудных месторождениях и как вулканические месторождения.
Свойства гипса
| Цвет | От бесцветного до белого; может быть желтым, коричневым, синим, розовым, коричневым, красновато-коричневым или серым из-за примесей.
|
| Блеск | Стекловидное, субстекловатое, шелковистое, жемчужное, матовое.
|
| Crystal System | Monoclinic
|
| Прозрачность | Прозрачная, полупрозрачная, непрозрачная
| 9 |
| 9 Твердость Плотность | 2.312 — 2,322 г / см 3 (измерено) 2,308 г / см 3 (вычислено).
|
Использование гипса
Использование гипса включает производство стеновых плит, цемента, гипса, кондиционирования почвы, замедлителя затвердевания в портландцементе. Разновидности гипса, называемые «атласный шпат» и «алебастр», используются для множества декоративных функций; однако их низкая твердость ограничивает их прочность.
(a) Роль гипса в сельском хозяйстве
Гипс, гидратированный сульфат кальция, представляет собой минерал, который встречается в крупных месторождениях по всему миру.Гипс вносится в почву как источник кальция и серы. Кальций, поступающий из штукатурки в удобрения, имеет большое значение для растениеводства в районах, где почвы сильно просачиваются.
Сера признана жизненно важным компонентом растений. На протяжении веков серные вещества применялись в почвах из-за их полезного воздействия на развитие растений. Помимо того, что сера входит в состав белков и многих других веществ в растениях, она влияет на развитие хлорофилла в листьях растений.
Хотя не входит в состав растений хлорофилла с дефицитом серы, он имеет бледно-зеленый цвет. Корневая система многих растений значительно увеличилась при внесении серы. Фактически сообщалось, что при внесении серы, состоящей из таких продуктов, как гипс, получаются прекрасные урожаи.
(b) Роль гипса в промышленности
Когда гипс нагревается в строго регулируемых условиях, он теряет 3 четверти воды, образующейся.Полученный продукт получил название Plaster of Paris. Штукатурку нельзя нагревать слишком сильно, так как при этом образуется безводная соль, которая постепенно впитывает воду. Такая штукатурка называется «мертвый обгоревший».
Парижский гипс при смешивании с половиной его веса воды образует густую массу пластикового типа, а затем затвердевает в твердую проницаемую массу. Этот процесс занимает от 10 до 15 минут. На протяжении всей процедуры также происходит расширение примерно на 1% по объему, которое полностью заполняет формы, и, таким образом, получается резкое впечатление.Парижский гипс используется для изготовления гипсовых стен, слепков скульптур, монет и т. Д. Используется в хирургическом лечении; Повязки из гипса используются для фиксации локализованных переломов костей после их фактического наложения.
Специальные штукатурки содержат гипс и другие ингредиенты, которые различаются в зависимости от требований к применению. Изготавливаются две разновидности штукатурки.
(1) Цементная штукатурка
Это штукатурка Paris, в которую обычно добавляют клей или другие масла в качестве замедлителей схватывания, чтобы продлить время схватывания.
(2) Жесткие штукатурки
Их получают путем прокаливания безводного сульфата с квасцами или бурой. Эти штукатурки схватываются очень медленно, однако имеют сложную отделку. При смешивании с древесной массой и возможности заливки в виде досок он образует материал, который часто используется при строительстве зданий в качестве стеновых панелей и перегородок. Гипс также используется в качестве наполнителя на бумажных рынках.
Портландцемент получают путем сильного нагрева тонкоизмельченной смеси глины и известняка.Конечный продукт, известный как клинкер, охлаждают, а затем измельчают до очень мелкого порошка. Во время измельчения добавляется около 2% гипса, который предотвращает слишком быстрое затвердевание цемента. Добавление гипса увеличивает время схватывания цемента.
Типы, свойства, преимущества и недостатки
Гипс — это мягкий сульфат природного происхождения, белый порошкообразный минерал, состоящий из дигидрата сульфата кальция с химической формулой CaSO.4 · 2х3О. Он широко добывается и используется в качестве удобрения и основного компонента во многих формах штукатурки, мела для школьной доски / тротуара и гипсокартона.
Это сырье для производства сульфата аммония и серной кислоты.
Здесь мы узнаем о гипсе, видах гипса и многом другом.
Введение в гипс:
Слово «гипс» происходит от греческого слова, означающего «готовить», известного как обожженный или кальцинированный минерал.
Гипс широко используется в качестве строительного материала; он содержит 70% CaSO4, 2ч30 можно использовать для строительства зданий.
Химически гипс представляет собой сульфат кальция с двумя молекулами воды, то есть CaSO4, 2 часа 30 минут.
Это кристаллическое вещество, которое очень мало растворимо в воде и растворимо в разбавленной соляной кислоте, но нерастворимо в серной кислоте.
Содержит 79,1% сульфата кальция и 20,9% воды.
Виды гипсовых изделий:
1. Гипсовая штукатурка:
Это белые вяжущие материалы, образованные путем частичного или полного обезвоживания минерала, смешанного с определенным разбавителем или отвердителем.
При применении в пластичном состоянии затвердевает и затвердевает за счет химической рекомбинации с водой.
2. Гипсовые удобрения:
Это одна из первых форм удобрений, используемых в Соединенных Штатах, и ее применяли на сельскохозяйственных почвах более 250 лет.
Это достаточно растворимый источник необходимых растительных витаминов, кальция и серы, он может улучшить общий рост растений.
3. Гипсокартон:
Это один из многих панельных продуктов, общее название семейства листовых материалов, в основном состоящих из гипса.
Включает плиты, стеклянные матовые панели, устойчивые к неправильному обращению, ударопрочные панели и панели футеровки шахты.
4. Гипсовый порошок:
Этот порошок представляет собой натуральный продукт, состоящий из кальция, серы, кислорода и водорода.
Он особенно используется в строительных материалах, таких как гипсокартон, однако он также полезен в сельском хозяйстве в качестве почвенного удобрения и кондиционера.
Свойства гипса:
Огнестойкость:
Гипс является огнестойким по своей природе, что предотвращает возможность возникновения пожаров, что обеспечивает безопасность жизни.
Огнестойкость обусловлена наличием воды в гипсовых изделиях.
Гипсокартон толщиной 15 мм вмещает примерно три литра кристально чистой воды.
Когда огонь приближается к воде, она испаряется, перекрывая защитный слой.
Это поможет предотвратить распространение огня и избыток материала.
Некомбинированные свойства:
Нагревание гипсовых изделий вызывает образование кристаллов воды внутри материала; это обезвоживание под действием тепла известно как прокаливание.
Корпус изготовлен из устойчивых к горению материалов и позволяет поддерживать низкие безопасные температуры.
Даже после того, как кристаллы воды полностью остынут, остаток ведет себя как изолирующий слой, пока не отделяется.
Он считается отличным антипиреном из-за его негорючести и может задерживать распространение огня на несколько часов.
Акустические свойства:
Гипсовые изделия разработаны для обеспечения звукоизоляционных свойств.
Другие методы, такие как кладка, обычно применяемая при большей толщине; гипсокартон специально разработан для предотвращения снижения и перераспределения шума.
Воздушное пространство между двумя прочными стенами приводит к чрезмерной акустической эффективности, которая препятствует проникновению шума.
Вместо кирпичной стены толщиной 110 мм мы можем установить гипсокартон толщиной 75 мм для достижения такой же звукоизоляции.
Тепловые свойства:
Тепловые свойства позволяют создавать очень хорошую стабильность влажности и температуры в помещении.
Гипсовые конструкции, такие как гипсокартон или опалубка, обладают дополнительными изоляционными свойствами.
Использование гипсокартона внутри здания действует как пароизоляция и позволяет избежать влажности в помещении.
Преимущества гипса:
Обеспечивает гладкую поверхность:
Он используется в качестве гипсового материала, если ему должным образом придать белизну, не оставляющую шрамов.
Balance Indoor Atmosphere:
Они обладают естественной способностью балансировать влажность, а также климат в помещении.
Это экологически чистый, огнестойкий по своей природе, чрезвычайно термо- и звукоизоляционный материал.
Дает очень хороший эстетический вид и полезные функции.
Включение гипсовых изделий в бюджет способствует творчеству архитекторов.
Простота установки:
Используя эти продукты внутри стеновой конструкции, мы просто хотим отремонтировать каркас и заполнить швы.
Весь процесс прост и быстр; использование этой штукатурки в качестве окончательной отделки сводит к минимуму дополнительные малярные работы.
Белая отделка создает четкий вид.
Разнообразие изделий из гипса:
Можно найти большое количество изделий из гипса, которые удовлетворяют многие эстетические потребности.
Он также обеспечивает соответствующую техническую поддержку.
Недостатки гипса:
- При одинаковой толщине гипсовая штукатурка дороже цементной штукатурки.
- Гипсовая штукатурка нежелательна для наружных стен, поскольку они подвержены воздействию влаги и в местах с постоянной влажностью, таких как ванные комнаты, туалеты, умывальники, кухни и т. Д.
- Гипсокартон отличается трудностью нанесения на криволинейную поверхность и низкой прочностью при повреждении от удара или трения.
Области применения гипса:
Области применения включают архитектуру, искусство, керамику, пищевые эссенции, фармацевтический и медицинский гипсокартон, а также различные применения:
1. Промышленность строительных материалов:
Крупнейшим потребителем гипса является строительство промышленность материалов, которая используется для производства всех видов строительных материалов и в качестве сырья для цемента и вяжущих материалов.
Производство гипсокартонных перегородок, несущих внутренних стеновых панелей, наружных стеновых блоков, стеновых панелей, потолков и т. Д.
2. Модельный гипс:
Модельный гипс может использоваться в литейном производстве, художественной, керамической и других отраслях промышленности.
3. Сельское хозяйство:
Может использоваться для производства серной кислоты и удобрений на основе сульфата аммония.
Ангидрит может регулировать pH почвы, улучшать почвенную среду и обеспечивать кальций, серу и другие питательные вещества для различных удобрений.
4. Пищевая промышленность:
Что касается пищевых продуктов, гипс может коагулировать соевое молоко в тофу, а также его можно использовать в качестве коагулянта в консервированных томатах.
5. Фармацевтическая промышленность:
Наружная фиксация из гипса до сих пор остается основным методом лечения переломов и различных ортопедических заболеваний.
Он имеет функции поддержания, фиксации и поддержания особой осанки пораженной конечности, уменьшения или устранения нагрузки на пораженный участок и т. Д.
6. Наполнители для пластмасс и резины:
После обработки ангидрит может использоваться в качестве наполнителя для пластмасс и резины.
Модифицированный ангидритный наполнитель может улучшить механическую прочность, термостойкость и стабильность размеров полимера.
7. Производство нитевидных кристаллов сульфата кальция:
Гипс можно превратить в нитевидные кристаллы сульфата кальция в водной среде в условиях высокой температуры и высокого давления.
Нишки из сульфата кальция могут использоваться в качестве армированного наполнителя в композитных материалах на основе смолы, фрикционных материалах, связующих и других отраслях промышленности.
Также прочтите: Суперпластификатор, геотекстиль, примеси и летучая зола
Заключение:
Гипс — это мягкий сульфатный минерал, состоящий из дигидрата сульфата кальция с химической формулой CaSO₄, 2h3O; он широко используется в горнодобывающей промышленности, производстве удобрений и цемента.
Это важный компонент обычного портландцемента; основная функция — регулировать время схватывания цемента.
При нагревании теряет воду и сначала превращается в дигидрат сульфата кальция, известный как «гипс».
ГИПС (гидратированный сульфат кальция)
- Химический состав: CaSO4-2 (h3O), гидратированный сульфат кальция
- Класс: сульфаты
- Область применения: штукатурка, стеновая плита, некоторые цементы, удобрения, шпатлевка, поделочный камень и т. Д.
- Образцы
Гипс — один из наиболее распространенных минералов в осадочных средах. Это основной породообразующий минерал, образующий массивные пласты, обычно в результате осадков из сильно соленых вод.Поскольку гипс легко образуется из соленой воды, он может иметь много включений других минералов и даже пузырьков воздуха и воды.
У гипса есть несколько наименований, которые широко используются в торговле минералами.
- «Селенит» — это бесцветная и прозрачная разновидность, которая имеет жемчужный блеск и была описана как имеющая лунное свечение. Слово селенит происходит от греческого слова Луна и означает лунный камень.
- Другой разновидностью является компактный волокнистый заполнитель, называемый «атласный лонжерон».Эта разновидность имеет очень атласный вид, который дает игру света вверх и вниз по волокнистым кристаллам.
- Мелкозернистый массивный материал, называемый «алебастр», представляет собой поделочный камень, используемый в тонкой резьбе на протяжении веков, даже эонов.
Кристаллы гипса могут быть чрезвычайно бесцветными и прозрачными, что сильный контраст по сравнению с наиболее распространенным использованием гипсокартона. Кристаллы также могут быть довольно большой. Гипс — это натуральный изолятор, он теплый на ощупь, когда по сравнению с более обычным горным или кварцевым кристаллом.Листы прозрачных кристаллов могут легко отделиться от более крупного образца.
Кристаллы гипса могут быть очень большими — одними из самых больших на всей планете. Пещера в Найке, Мексика, содержит кристаллы, которые затмевают людей внутри. По всей видимости, идеальные условия для медленного роста гипса сохранялись в течение тысячи лет, позволив нескольким кристаллам вырасти до огромных размеров. Нажмите на фотографии для больших изображений, и посмотреть этот реферат для статья в апрельском журнале Geology 2007 года, в которой описывается, как рост эти гипсовые мегакристаллы произошли.Парижская штукатурка изготавливается путем нагревания гипса примерно до 300 градусов по Фаренгейту, вытеснение 75% воды из минерала. Эта реакция поглощает энергию, позволяя листу гипсокартона некоторое время противостоять огню. Нагрев далее примерно до 350 градусов по Фаренгейту вытесняет оставшуюся воду и приводит к преобразованию в минеральный ангидрит.
ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
- Цвет обычно белый, бесцветный или серый, но также может иметь оттенки красного, коричневого и желтого.
- Lustre от стекловидного до жемчужного, особенно на поверхностях спайности.
- Прозрачность Кристаллы от прозрачного до полупрозрачного.
- Crystal System моноклинная; 2 / м
- Crystal Habits включает пластинчатые, плоские или блочные кристаллы с наклонным контуром параллелограмма. На гранях пластинчатых кристаллов преобладают грани пинакоидов с выступающими гранями призм. На длинных тонких кристаллах видны изгибы, а некоторые образцы изгибаются по спирали, называемой «селенит из бараньего рога». Распространены два типа двойникования: один дает «двойника с наконечником копья» или «двойника с ласточкиным хвостом», а другой тип дает «двойника с рыбьим хвостом».Также массивный, твердый, зернистый, землистый и волокнистый.
- Спайность хороша в одном направлении и различна в двух других.
- Перелом неровный, но встречается редко.
- Твердость равна 2, и его можно поцарапать ногтем.
- Удельный вес составляет примерно 2,3+ (легкий)
- Штрих белый.
- Сопутствующие минералы — это галит, кальцит, сера, пирит, бура, и многие другие.
- Другие характеристики: тонкие кристаллы гибкие, но не эластичные, то есть их можно сгибать, но они не сгибаются сами по себе. Также некоторые образцы являются флуоресцентными. Гипс имеет очень низкую теплопроводность (поэтому его используют в гипсокартоне в качестве изоляционного наполнителя). Кристалл гипса будет заметно теплее, чем такой же кристалл кварца.
- Заметные происшествия включают Найка, Мексика; Сицилия; Юта и Колорадо, США; и многие другие города по всему миру.
- Индикаторы наилучшего поля — это размер кристаллов, гибкие кристаллы, спайность и твердость.
Все о гипсе — использование, свойства, цвет и стоимость
Кусок полупрозрачного гипса, найденный в штате Юта, США. Этот гипс образовался в процессе наслоения осадка.Что такое гипс?
Гипс — это минерал, состоящий из дигидрата сульфата кальция. Гипс считается испаряющимся и образуется, когда испарение воды позволяет кислороду связываться с окружающей серой с образованием сульфата.Затем сульфат связывается с окружающим кальцием и водой с образованием гипса конечного продукта.
Гипс имеет следующие свойства:Твердость по шкале Мооса : 1,5 — 2
Удельный вес : 2,31 — 2,33
Гипсовая полоса: Белая
Излом : конхоидальный, осколочный (параллельный)
Гипсовый блеск : стекловидный, шелковистый, жемчужный, восковой
Crystal System : удлиненные призматические кристаллы. Плоский
Гипс Химическая формула : CaSO 4 · 2H 2 O
Для чего используется гипс?
Гипс используется в качестве удобрения для улучшения почвы в сельском хозяйстве.Он используется для строительных материалов, таких как штукатурки, краски и гипсокартон. Гипс также используется в мелах, косметике, лекарствах и даже в средствах гигиены.
Лепка из гипса существует уже давно. Когда гипс нагревается до очень высоких температур, получается так называемый «Парижский гипс» или гипсовая штукатурка. Этот материал можно поместить или отлить в формы для сушки, а затем вылепить.
Обычный гипс Использование
Гипс используется во многих случаях. Вот некоторые из общих вещей, для которых используется гипс:
| Средства гигиены — Гипс используется в зубных пастах и шампунях.Он также может попасть в ваши продукты для волос, чтобы помочь с этой превосходной фиксацией, поскольку он очень хорошо загущает. |
| Пищевые продукты — Гипс не считается вредным для человека продуктом питания. Нет заметных долгосрочных эффектов от потребления гипса. Фактически, вы можете найти его во многих пищевых продуктах, а также в качестве заменителя кальция. Обратите внимание, что вы не должны вдыхать гипсовую пыль, так как вдыхание большинства материалов может нанести вред легким. |
| Грунт — Поскольку гипс содержит природные элементы кальция и сульфат, добавление его в почву поможет улучшить и снизить твердость глин и уплотненных почв. |
| Цемент — Гипс играет важную роль в схватывании цемента. Добавление этого вещества в цементную смесь поможет контролировать скорость затвердевания цемента. |
Образцы гипса можно купить и выставить в домах и других местах, поскольку красота минерала в его естественной форме, безусловно, может привлечь ваше внимание.Некоторые люди считают, что гипс в форме селенита может обладать силой удачи и защиты при ношении или ношении и даже может укрепить память.
Твердость гипса составляет от 1,5 до 2,0 по шкале твердости Мооса. Если у вас есть образцы гипса, обращайтесь с ними с осторожностью. Я видел, как многие дети получали так называемую «гипсовую палочку» или «селенитную палочку» только для того, чтобы сломать ее вскоре после покупки.
Гипс обычно не используется в качестве украшений.Некоторые будут вырезать более мелкие кристаллы из гипсового камня и прикрепить их к заработкам и ожерельям. Некоторые просто используют большой кусок гипса и обматывают его проволокой для ожерелья.
Какого цвета гипс?
Обычный цвет гипса — бесцветный или прозрачный, до разновидностей белого и серого. В некоторых случаях цвет гипса может быть желтым, синим, розовым, коричневым и коричневым до красновато-коричневого. Эти другие цвета обусловлены наличием других элементов, доступных при формировании гипса.
Сколько стоит гипс?
Гипс стоит немного, так как его много и много по всему миру. Цена гипса за образец обычно составляет около 10 долларов или меньше и может немного увеличиваться в зависимости от размера. Становится очевидным реальная ценность и ценность гипса, поскольку сегодня он играет очень важную роль в нашем обществе.
Декоративный гипс может быть хорошей отправной точкой при поиске какой-либо ценности для гипса. Образец гипса в натуральном виде тоже может стоить довольно дешево.
Селенитные палочки стоят от 5 до 20 долларов. Одна или две рыхлые пустынные розы могут обойтись примерно по той же цене, однако большая гроздь пустынных роз может очень легко вырасти до сотен долларов.
Что касается стоимости украшений из гипса, то цена на камни или кристаллы может быть довольно низкой, и ваша основная стоимость будет заключаться в драгоценном металле ювелирных изделий.
При создании форм из гипса у очень опытного скульптора могут уйти часы, чтобы вырезать и создать детали в этих формах.Если вы потратите много времени на лепку, можете поспорить, что стоимость готовой работы будет выше.
Безусловно, одной из самых удивительных покупок, доступных для гипса, которую я однажды видел в Интернете, был подвесной светильник из гипса. Стоимость этого гипсового светильника составила более тысячи долларов. Скорее всего, я бы не стал совершать такую дорогую покупку, но она была очень красивой.
Образец селенита, который представляет собой форму гипса, на котором вы можете увидеть волокнистый вид, отображаемый в вертикальном направлении.Сходство гипса с другими минералами
Гипс и кварц . Иногда гипс можно спутать с кварцем. Гипс и кварц могут выглядеть очень похоже. Кварц намного тверже минерала и имеет совершенно другую химическую формулу. Кристаллическая система гипса и кварца очень разная. Некоторые очень отличительные типы кристаллов кварца, которые далеки от внешнего вида гипса, — это аметист и цитрин .
Гипс против кальцита .Химическая формула кальцита и гипса очень отличается, хотя оба они содержат кальций. Оба очень похожи друг на друга. Кальцит немного тяжелее по шкале твердости Мооса. Кальцит обладает уникальной способностью к флуоресценции .
Гипс против селенита . Это два относительно одного и того же минерала. Основное различие между селенитом и обычным гипсом заключается в текстуре и способе его образования. Селенит имеет волокнистую форму, что делает его очень различимым.
Гипс против известняка . Известняк — это скорее камень, содержащий минералы. Минералы, которые наиболее часто встречаются в известняке, — это кальцит и арагонит. По внешнему виду между ними иногда бывает немного сложно определить разницу. Однако по большей части внешний вид известняка сильно отличается от гипса.
Гипс против перлита . Перлит — не очень известный минерал, но иногда считается, что он похож на гипс. Перлит — это разновидность вулканического стекла, в котором содержится вода.Химическая формула перлита отличается от гипса. Перлит, как и кварц, в большинстве случаев содержит оксид кремния.
Где находится гипс?
Гипс можно найти во всем мире, где правильное сочетание элементов были доступны, и произошло испарение. Гипс обнаружен где климат изменился и испарились большие водоемы, оставив после себя конденсированные концентрации серы и кальция в отложениях, позволяющие гипс, подлежащий формированию…
При этом слои осадка во многих случаях образуются поверх слоя гипса.Процесс этого наслоения со временем можно начинать снова, слой за слоем.
Хотя гипс обычно формируется как сплющенный в одном направлении. плоские кристаллы, можно найти разновидности этого образования. Как Например, вы можете найти похожие на розы образования под названием Роза Пустыни, также известные как гипсовая роза. Роза пустыни образует круговой массив приплюснутых гипсокристаллические плиты. Песчинки, а иногда и железо, будут доступный в его конструкции, когда образуется роза пустыни.
Кроме того, селенит, самая популярная форма гипса, может образовываться в виде волокнистых шелковистых кристаллов, называемых «атласным шпатом».Гипс может даже образовываться в виде мелкозернистых кристаллов, называемых алебастром, которые обычно используются в украшениях или резьбе из-за его мягкой и полупрозрачной природы.
Гипс — обзор | Темы ScienceDirect
1.116.2.2 Настройка реакции сульфата кальция
Гипс — это название минерала, относящегося к категории минералов сульфата кальция, и его химическая формула — дигидрат сульфата кальция, CaSO 4 2H 2 O. Однако, более широкое определение включает все сульфаты кальция, включая полугидрат сульфата кальция, CaSO 4 0.5H 2 O, известный как гипс или гипс Парижа (ПОП). Рисунок 6 обобщает полиморфизм сульфата кальция; «G» указывает, что реакция превращения происходит в газовой фазе, а «l» указывает, что реакция происходит в жидкой фазе. 23
Рисунок 6. Полиморфизм сульфата кальция.
Дигидрат сульфата кальция и безводный сульфат кальция II типа, не растворимый в воде, могут быть приняты за руду. При нагревании дигидрата сульфата кальция образуются β- или α-формы полугидратов сульфата кальция, как показано в уравнении [I].
ICaSO4⋅2h3O → CaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O
Полугидраты сульфата кальция β-формы, плотность которых составляет 2,64 г см -3 , образуются при нагревании CaSO 4 ⋅ 2H 2 O досуха при температуре 120–130 ° C. Напротив, α-форма, плотность которой составляет 2,76 г / см -3 , образуется, когда CaSO 4 ⋅ 2H 2 O нагревается гидротермально до температуры около 130 ° C. При 190 ° C CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O теряет воду и становится безводным сульфатом кальция, α-CaSO III типа 4 и β-CaSO 4 .Безводный сульфат кальция, взятый за природную руду, стабилен. Однако безводный сульфат кальция, образующийся при нагревании при 190 ° C, легко превращается в свои полугидраты, вступая в реакцию с влажностью в атмосфере. Дальнейшее нагревание до 400 ° C приводит к безводному нерастворимому сульфату кальция.
Реакция схватывания и затвердевания полугидрата сульфата кальция представляет собой фазовое превращение полугидрата сульфата кальция в дигидрат сульфата кальция и известна как реакция растворения-осаждения, как показано в уравнениях [II] и [III].
IIαCaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O → CaSO4⋅2h3O + 17,2 Джмоль − 1
IIIβCaSO4⋅0.5h3O + 1.5h3O → CaSO4⋅2h3O + 19,3 Джмоль − 1
В этой реакции происходит экзотермическое растворение Ca – осаждение 4 ⋅ 0,5H 2 O и CaSO 4 ⋅ 2H 2 O играет очень важную роль ( Рис. 7 ).
Рис. 7. Растворимость α- и β-полугидрата сульфата кальция и дигидрата сульфата кальция в зависимости от температуры.
Например, растворимость α-формы полугидрата сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O, и дигидрат сульфата кальция, CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, составляет 0,92 г / 100 мл и 0,2 г / 100 мл при 20 ° C, как показано в уравнениях [IV] и [V], соответственно. Следовательно, когда CaSO 4 0,5H 2 O смешивается с водой, в 100 мл раствора. Если CaSO 4 ⋅ 2H 2 O не существует, раствор будет стабильным, то есть находящимся в равновесии с CaSO 4 ⋅ 0.5H 2 O, и никакой дальнейшей реакции не происходит. Однако CaSO 4 ⋅ 2H 2 O существует, и его растворимость составляет 0,2 г / 100 мл при 20 ° C, как показано на рис. 7 .
IVCaSO4⋅0,5h3O⇄Ca2 ++ SO42− + 0,5h3O
VCaSO4⋅2h3O⇄Ca2 ++ SO42− + 2h3O
Это означает, что раствор, находящийся в равновесии с CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O пересыщен по отношению к CaSO 4 ⋅ 2H 2 O. Следовательно, Ca 2+ и SO42-, что эквивалентно ∼0.72 г CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, выпадет в осадок в виде кристаллов CaSO 4 ⋅ 2H 2 O. Осаждение ионов Ca 2+ и SO42− из жидкости приводит к недосыщению раствора до CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O, что приводит к дальнейшему растворению CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 О. В реальной реакции концентрация ионов Ca 2+ и SO42- не меняется со временем и является относительно постоянной. В любом случае, эта реакция растворения-осаждения формирует стержневидные кристаллы CaSO 4 ⋅ 2H 2 O, и сцепление этих стержневидных кристаллов CaSO 4 ⋅ 2H 2 O образует установленную массу, как показано на Рисунок 8 .
Рис. 8. Изображение застывшего полугидрата сульфата кальция на сканирующем электронном микроскопе.
Как показано на рис. 7 , разница между растворимостью CaSO 4 0,5H 2 O и CaSO 4 ⋅ 2H 2 O становится меньше с повышением температуры. В результате меньшей разницы CaSO 4 ⋅ 0,5H 2 O не схватывается при высоких температурах около 100 ° C.
Из-за роста кристаллов дигидрата сульфата кальция, показанного на Рис. 8 , гипс демонстрирует расширение при схватывании, как показано на Рис. 9 , где расширение при схватывании и расширение при поглощении нанесены на график в зависимости от времени после смешивания.Расширение схватывания вызвано ростом кристаллов дигидрата сульфата кальция, как объяснялось ранее. С другой стороны, абсорбционное расширение или гигроскопическое расширение наблюдается, когда штукатурка погружается в водный раствор в процессе ее схватывания. Различное расширение объясняется поверхностным натяжением воды на поверхности кристалла. Когда штукатурке дают возможность застыть в атмосфере, окружающая вода уменьшается, и растущие кристаллы гипса ударяются о поверхность оставшейся воды, поверхностное натяжение которой препятствует росту кристаллов наружу.Когда вода, необходимая для реакции, израсходована и реакция практически завершена, рост кристаллов гипса прекращается, даже в его заторможенной форме.
Рисунок 9. Пример схватывания и впитывающего расширения штукатурки.
Напротив, если вода подается во время процесса схватывания, кристаллы гипса могут расти дальше.