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 SO
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 H
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.
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 (CaSO
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 28.07.2016свойства 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.
Камень гипс — его уникальные свойства, история, значение и влияние на разные знаки зодиака
Гипс является одним из наиболее распространённых минералов в мире. Иногда встречаются его разновидности — шелковистый шпагат, марьино стекло или уральский селенит. Камень гипс обладает уникальными свойствами и влиянием на разные знаки зодиака. Минерал gipsos с греческого языка переводится, как мел или гипс. В природе он встречается розового, белого или кремового цвета.
Свойства
Минерал обладает химической формулой CaSO4·2H2O, стеклянным блеском, несовершенной спайностью и показателем по шкале Мооса — 2. Спутниками гипса является сера, каменная соль и кальцит.
В химический состав входит триокись серы, окись кальция и вода. Он бывает просвечивающий, прозрачный или непрозрачный. Обладает моноклинной сингонией, форма кристаллов чаще встречается таблитчатая, столбчатая, призматическая или игольчатая. Если говорить о спайности, она совершенная, с изломом на гранях призмы. Базальные ядра имеют отчётливый раковистый излом. В кислотах растворяется слабо. Сходными минералами считаются флогопит, тальк, ангидрид, каолинит.
Происхождение
Если говорить о происхождении в природе этого минерала, можно проследить его тесную связь с ангидридом. Также его образования происходят во время гидратации ангидрита. Иногда в процессе образования гипса появляются рыхлые и не плотные массы.
Месторождения
Залежи гипса встречаются на Западном Приуралье, в Дагестане, Северном Кавказе, Италии, США, Франции, в Средней Азии, Канаде и России. Розовый алебастр можно добыть на территории Уэльса.
История
Свое название минерал получил в 315 году до нашей эры, его открыл Тсофраст. В древние времена гипс использовали не только в агротехнических целях, заделывая его в почву и повышая урожайность культур, но при строительстве, выпиливая из него блоки. К примеру, несколько стен города в Сирии были возведены из гипса. Даже на сегодняшний день можно видеть остатки стен, сияющие на солнце белизной.
Легенда
Свою историю минерал ведёт из Древнего Египта, где мудрецами были изобретены уникальные рецептуры. Среди различных легенд стоит выделить историю о том, как в процессе строительства Хефрена использовался гипсовый раствор. Это была вторая по величине египетская пирамида. Благодаря мудрецам, был изготовлен уникальный состав, рецепт которого до наших дней не сохранился. Но и сегодня видна целостность пирамид, простоявших не одно тысячелетие.
Виды гипса и его применение
Чаще гипс используют в обожженном или сыром виде.
Роза пустыни
Существуют разновидности гипса, среди которых можно выделить розу пустыни, представляющую собой искривленные гипсовые пластинки, по внешнему виду напоминающие цветок. Это — редкие минералы, стоящие больших денег. Отдельные экземпляры позволяют владельцам получить массу позитивных эмоций и эстетического наслаждения.
Алебастр
Во время нагревания при 140 градусах происходит превращение гипса в полугидрат или алебастр. При воздействии температурой выше можно получить строительный аналог. Обожжённый вариант используют в процессе лепной работы во время ремонта, в бумажной или цементной промышленности, также медицине. Иногда специалисты используют сырой гипс, как удобрение, он входят в основу для создания статуй.
Много лет назад, людьми было подмечено, что минерал, размолотый в крошку, отлично устраняет засоление почвы. Добыча ранее велась в карстовых пещерах, появление которых и было связано с добычей гипса. Агрономы с древних времен старались повысить урожайность таким образом.
Селенит
Если говорить о волокнистом гипсе, который был найден не так давно, а точнее в позапрошлом веке на Урале, его назвали селенит. Этот минерал чаще служит основой для производства различных фигурок, которые светятся внутренним светом, создавая необычайное магическое сияние. Для поделок идеальным вариантом является волокнистой селенит. Стоит отметить, что только этот вид обрабатывают и придают ему форму кабошонов, при этом наблюдается эффект кошачьего глаза.
Кристаллический гипс
Из кристаллического минерала ювелирные изделия недолговечны и больше могут носить сувенирный характер, так как его структура не может похвастаться прочностью.
Существует и ангидрид, обезвоженный материал, похожий на мрамор, который ранее использовали для изготовления письменных приборов. На сегодняшний день его применяют для изготовления скульптур или предметов декора. Единственным условием для долговечности этого материала является отсутствие влаги.
В природе некоторые кристаллы могут вырастать очень большими. Но ограняются они редко. Коллекционеры могут пополнять свои запасы долгое время, так как гипс может встречаться различных форм и оттенков.
Лечебные свойства
Он помогает срастаться конечностям после серьезной операции, излечивает растяжения и другие травмы. Также позволяет справиться с туберкулезом позвоночника и остеомиелитом. Издавна порошок из гипса используют в борьбе против потливости. Гипс — универсальный материал, который используется в косметологии. Небольшое количество порошка разводят с водой, и наносят на очищенную кожу. Такая маска отлично тонизирует кожные покровы.
Всё дело во входящем в состав гипса кальции и сере, которые обладают способностью вытягивать из пор токсины и грязь, оздоравливая ее. Литотрапевты рекомендуют всматриваться в селенит несколько минут в день, что способствует успокоению и умиротворению. Таким образом, можно повысить концентрацию внимания и справиться с депрессией.
Магическое влияние
У большинства людей гипс ассоциируется с материалом для изготовления скульптуры или универсальным средством для сращивания перелома. Он обладает уникальной энергией приземлять гордых и непреклонный людей. К примеру, когда человек слишком высокомерен и перестает ценить советы близких ему людей, жизнь преподает ему урок в виде перелома. Таким образом, показывается отношение к окружающему миру. Гипс относится к материалам, которые не стремятся подавить волю своего хозяина, но притягивает к нему материальные блага и любовь.
Аура камня
Стоит отметить энергетическую ценность минерала, который часто используется знающими людьми в процессе исцеления и медитации. Шелковистый шпагат относится к кристаллическому гипсу и годится для производства сувенирных изделий. Окраска его может быть медового, серовато-белого или голубого цвета. Огромные пещеры с гипсом расположены в Мексике.
- Изделия из кристаллической формы рекомендуется ставить возле компьютера для нейтрализации негативных лучей.
- Если дерево плохо растет или его урожаи не радуют, можно положить возле него кусочек гипса или растереть порошок и заделать в землю.
- Более прочным собратом является селенит, поделки из которого специалисты покрывают лаком для придания большей твердости. Особенно хороши слои гипса в виде полосок, которые обладают большой целительной силой, способны впитывать негативные посылы и очищать предметы. Для этого нужно положить вещь на его поверхность. При различных болях камень прикладывают к больному месту.
- Большинство биоэнерготерапевтов очищают энергетику рук с помощью этого удивительного минерала.
- Поделки из него можно ставить в детской комнате, чтобы ребёнок хорошо рос, имел крепкие кости. Также его стоит расположить и в спальне, чтобы супруги имели крепкие отношения.
Подготовка камня к использованию
В случае если есть возможность раздобыть камень на карьере, это отличный вариант оздоровится и приобрести его без вложения средств. Но прежде, его следует правильно подготовить. Необходимо взять парафиновую свечу и напильник.
- Изначально кусок минерала хорошо промывают, для очистки его от грязи подсушивают салфеткой.
- Чтобы скрыть острые углы, их обрабатывают напильником. Также проверяют все его стороны на присутствие шероховатостей.
- Промывают и прослушивают кусок.
- Натирает его свечой. При этом лучше брать парафиновую, поскольку восковая покрасит его и предаст запах. Свеча должна заполнить все щели и придать гипсу влагостойкость. Таким образом порода не будет крошиться.
Влияние на знаки Зодиака
Больше всего он подходит Козерогам. Если говорить о роли талисмана, его рекомендуется регулярно носить Львам, Стрельцам и Овнам, людям со вспыльчивым характером и активной жизненной позицией. Постоянная коммуникация с камнем позволяет им стать рассудительным, уравновешенным и спокойным.
Ценовая политика
Этот материал является доступным, потому и пользуется спросом не только у строителей, но и у дизайнеров, занимающихся отделкой и интерьерами. На ценовую категорию также может влиять сложность выполняемые работы.
Как ухаживать
- Гипс боится ударов и солнечных лучей. В противном случае он будет крошиться и потеряет свой вид.
- Как и большинство лунных камней, он предпочитает находиться под лунным светом.
- Кристаллический минерал нежелательно давать в руки детям, поскольку его микрочастицы могут их поранить.
Гипс — камень, который имеет широкий спектр применения, самые популярные из которых медицина и отделка интерьеров.
описание и применение 🚩 Естественные науки
Неизвестно, когда впервые представители человечества узнали об удивительных свойствах гипса. Но ясно, что еще в античные времена этот минерал применялся для изготовления различных скульптурных и предметов для быта. А его текстура, которую можно так легко обрабатывать, позволяла нашим предкам применять гипсовые плиты и блоки при отделке интерьеров зданий. Даже стены древнего персидского города Рисафа были возведены из гипсовых плит, блестевших под лучами солнца.
Продолжают применять гипс и в современной промышленности: в некоторых странах из него производят серную кислоту. А основное количество добытого и обожжённого минерала используется для производства разных сортов строительного цемента. Кроме сферы строительства, гипс необходим в медицине, в сельском хозяйстве (как сырьё для азотных удобрений), для изготовления дорогих видов бумаги. А из красивой полупрозрачной разновидности гипса, селенита, делают уникальные статуэтки, вазы и украшения.
Гипс — один из самых распространённых минералов на нашей планете, иногда его кристаллы формируют целые живописные пещеры.
Его химическая формула Ca(SO4)2h3O, гидратированный сульфат кальция. В природе встречается в виде прозрачных или слегка замутненных, довольно крупных кристаллов. Примеси, полученные при возникновении, придают минералу розовый, голубой, зеленоватый или желтоватый оттенок. Возможно образование сдвоенных кристаллов, сросшихся основаниями и образующих подобие «хвоста ласточки». В пустотах иногда формируются друзы гипса разной степени прозрачности.
Кроме кристаллов таблитчатой и призматической формы, сросшихся между собой, для гипса характерна слоистая структура, состоящая из тонких гибких листочков. Визуально это может напомнить поверхность головного мозга. При небольшом усилии, подобную пластинку мощно отделить нажатием ногтя.
Иногда пластинки под давлением породы скручиваются и искривляются, образуя эффектные сростки, так называемые «гипсовые цветы». Если в процессе формирования такой формы минерал захватывал мельчайшие песчинки, получается удивительной красоты «роза пустыни», которую очень сложно найти.
Это очень хрупкий минерал (плотность 2,32 по шкале Мооса), его легко поцарапать даже пальцем. В зависимости от наличия примесей, плотности и времени зарождения различают три разновидности минерала:
- Ангидрит: абсолютно безводный сульфат кальция. В природе встречаются белые, голубые, серые и реже красноватые образцы. Образуется в осадочных породах, обычно за счет обезвоживания гипсовых отложений. Можно получить ангидрит искусственным путем, прокалив обычный гипс при температуре выше 110°С. При добавлении воды может увеличиваться в объеме примерно на 30%. Иногда для облегчения работы с ангидритом его перемалывают в порошок.
- Алебастр: самая чистая, почти без примесей, разновидность гипса. В природе встречается в виде массивных сросшихся кристаллов с плотной, мелкозернистой структурой. Чаще всего это минерал белого цвета, бывают розовые, зеленоватые или серые участки. Больше всего ценится природный алебастр однородного персикового тона, именно он используется как поделочный камень. Из-за маленькой твердости, алебастр хорошо поддается обработке с помощью любых строительных инструментов.
- Селенит или шелковистый шпат. Этот волокнистый минерал с гладкой восковой поверхностью цениться как отличный поделочный камень. У него богатая цветовая гамма, чаще всего селенит бывает нежного розового, голубого или желтоватого оттенка, намного реже встречается белоснежный селенит с перламутровым блеском. Первые украшения из селенита были найдены при раскопках сокровищниц древнего Египта, поэтому среди ювелиров эту разновидность гипса называют «египетским камнем».
Специалисты находят гипс в разных формах на всех континентах нашей планеты. Самые мощные залежи располагаются в устьях древних рек или в местах, где миллионы лет назад были морские побережья и мелкие соленые лагуны. Больше всего гипса добывают в регионах Средиземноморья, лидерами также можно считать США, Канаду и среднюю Азию. В нашей стране богатые месторождения есть на Урале, в Кавказских горах и в Поволжье.
Хотя намного проще перечислить местности, где никогда не добывали гипс, таких регионов совсем немного. Повсеместное распространение этого минерала связано с особенностями его происхождения, которое началось в давний пермский период палеозойской эры. Всего различают пять возможных путей формирования гипса в природе:
- Отложение осадочным путем в древних соленых водоемах. При этом вместе с гипсом образовывалась и каменная соль, поэтому часто встречаются пласты гипса вместе с окаменевшей солью и незначительным количеством ангидрита;
- В пустотах пород часто встречаются крупные друзы, образованные за счет концентрации растворенного в атмосферных водах гипса;
- Под влиянием поверхностных вод происходит гидрация ангидрита в рыхлых осадочных отложениях. Напитанный влагой, он значительно увеличивается в объеме, образуя со временем богатые гипсовые залежи;
- Нередко образуется в слоях известняковых пород при попадании на них воды, богатой растворенными сульфатами или серной кислотой;
- В засушливых пустынных районах с их значительным перепадом температур и загипсованными почвами, встречается в виде прожилок или образований, появившихся на поверхности благодаря выветриванию соседних горных пород.
Этот минерал хорошо растворяется в воде, обладает низкой теплопроводностью и довольно высокой устойчивостью к воздействию высоких температур. При этом растворенный гипс быстро сохнет и застывает, что делает его очень востребованным при производстве строительных материалов. Именно благодаря гипсу формируют ровные стены и потолки в домах, ведь он является важнейшей составной частью цемента.
Чаще всего для нужд строительства применяют алебастр (подверженный термической обработке гипс, измельченный потом в порошок). В зависимости от технологии, выпускают около 12 видов промышленного алебастра. Они отличаются разной степенью прочности и временем начала схватывания. Кроме того, из листов плотного картона и разведенного гипса производят такой популярный строительный материал, как гипсокартон.
Гипс тоже оказывается незаменимым при изготовлении украшений и декоративных элементов для внутренней и наружной отделки домов. Из него можно создать лепное изделие любой сложности, как по авторским эскизам, так и массового производства. Декор из гипса является полностью экологически чистым и натуральным продуктом, поэтому такие элементы декора очень востребованы среди поклонников натурального стиля.
Широко применяются повязки, пропитанные раствором из гипса, в травматологии и ортопедии. Их делают из обычных марлевых бинтов, нанося на материал тонкий слой гипсового порошка. Еще этот минерал используют в стоматологии и лицевой хирургии, формируя слепки зубных рядов, челюстей и точные маски лица.
У скульпторов с древних времен гипс считается одним из самых востребованных материалов для работы. Он настолько легко поддается воздействию инструментов, что художник может создать любую форму по своему желанию. В старину прозрачные пластинчатые кристаллы гипса, особенно белые с перламутровым блеском, использовали для украшения окладов икон и образов святых. Этот материал называли «марьино стекло» и высоко ценили вплоть до конца 19 века.
А фигурки и шкатулки из шелковистого селенита продолжают радовать любителей изделий из камня. Причем считается, что поделки из этого камня помогают своим владельцам очистить разум и совладать с негативными эмоциями.
Гипс строительный: свойства, характеристики, применение
В строительном деле гипс находится на втором месте после цементно-песчаных смесей. Неприхотливость материала, отличная экологичность и относительно несложная технология использования стали причиной массового использования строительного гипса для производства безопасных блоков, элементов отделки и даже предметов интерьера.
Производство гипсовой массы
Сырьем для производства гипса строительного назначения являются природные залежи гипсового камня в форме безводного ангидрида — сульфата кальция, его двухводной модификации CaSO4*Н2О, а также огромное количество промышленных отходов химического и металлургического сектора производства.
Технология производства гипса состоит из трех последовательных операций:
- Очистка, фракционирование и предварительный помол сырья;
- Термообработка при различной температуре, от 160оС до 1000оС;
- Окончательный домол термообработанной массы гипса до пылевидного состояния, подсушка и фасовка строительного материала в герметичную упаковку.
Общая технология производства гипса разделяет вяжущий гипсоматериал на две категории – быстро схватываемый, или полуводный материал, и медленно застывающий гипсовый камень. К первой группе относят строительный и высокопрочный формовочный гипсоматериал, ко второй — менее прочный ангидридовый цемент и высокообжиговый камень, именуемый по старинке эстрих–гипсом.
В процессе нагрева до 180оС сырье — двухводный гипсокамень распадается на две модификации, после разделения на ситах высокопрочный α-гипс используется для изготовления гипсокамня, блоков и форм, β-модификация разделяется на несколько категорий, наиболее вязкая, с высокой прочностью на изгиб, применяется для строительных целей, остальное в качестве декоративного и вспомогательного материала.
Разновидности гипсового камня
Кроме химсостава, свойства и характеристики гипса в значительной степени зависят от структуры сырья. Например, кроме природного алебастрового камня, обладающего выраженной поликристаллической структурой, для производства используют волокнистую разновидность кальциевого ангидрида – селенит.
Все разновидности гипса, от строительного до декоративного или архитектурного, получают путем варьирования содержания селенита, алебастра, сырого гипсового камня, тонкомолотых отходов сульфата кальция, подвергнутых термообработке при различной температуре. После фракционирования сырца по степени помола гипс разделяют на три группы:
- А — быстротвердеющие или алебастровые материалы;
- Б и В – смеси с временем затвердевания до 15 мин;
- Г — строительные гипсовые материалы.
Чем мельче зерно, тем быстрее твердеет материал.
Строительный или высокомарочный гипс
Для проведения строительных работ применяют не самые прочные марки гипса, более важным считается равномерность застывания и относительно большое водопоглощение, обеспечивающее смесям высокую пластичность. Для производства строительных материалов из гипса, шпаклевок, гипсовых штукатурных смесей используют β-модификацию средней тонкости помола.
За счет специальных смачивающих и замедляющих схватывание добавок с гипсовым раствором можно работать практически, как с цементно-песчаной смесью. Благодаря этому уменьшается усадка гипса и риск возникновения трещин в строительном материале.
Высокопрочный гипсовый камень
Тонкомолотые α-модификации гипса сырца используются для изготовления готовых строительных элементов отделки, например, искусственного облицовочного камня, гипсокартонных листов, противопожарных перегородок и плит для укладки напольного покрытия.
Высокопрочные гипсовые смеси могут применяться для отделки стен каркасных зданий, потолочных перекрытий, деталей интерьера. На 100 кг термообработанной сырцовой массы приходится не более 20% высокопрочной фракции, поэтому материал получается достаточно дорогой и в чистом виде используется редко. Чаще всего высокопрочный строительный гипс является основой для изготовления огнестойкого или архитектурного материала.
Полимерный камень-гипс
Идея добавить в гипсовую массу полимерные добавки используется достаточно давно. Получают полимерный гипс двумя способами:
- Добавкой водорастворимых полимерных соединений, улучшающих текучесть гипса и смачивание зерна. Водорастворимый полимер, например, поливинилацетатная эмульсия или водный раствор карбоксицеллюлозы, увеличивают стойкость материала к ударам и знакопеременным нагрузкам;
- Насыщение поверхности готовой отливки из строительного гипса летучими полимерными композициями, чаще всего на основе полиуретана или полипропилена.
В обоих случаях тонкая пластина из строительного гипса получается достаточно упругой и одновременно легкой. Из полимергипса можно легко изготовить недорогую отделку, по фактуре и рисунку имитирующую дорогие породы древесины.
Целлакастовый гипсовый материал
Широкому применению гипсоматериала препятствует один из врожденных его недостатков – высокая хрупкость гипса. Это препятствует изготовлению тонких стяжек или оболочек из строительного гипса. Поэтому строительный материал насыщают специальным армирующим микроволокном, поверхность которого обработана полиуретаном.
В результате прочность строительного материала возрастает на 40-50%, а сопротивление к изгибающим нагрузкам на 150-200%. Целакастовый гипс широко используется в медицинских учреждениях для наложения фиксирующих повязок при переломах и тяжелых травмах конечностей.
Скульптурный или формовочный гипсоматериал
Обычный строительный гипс после небольшой модификации полимерными смолами и двухатомным спиртом превращается в массу, из которой можно изготовить модель, оттиск, барельеф любой сложности.
Формовочный материал из гипса нельзя разводить водой, как это обычно делается для строительного гипса. В комплекте к белому или бежево-серому порошку тонкого помола придается специальный растворитель на водно-спиртовой основе. Благодаря применению растворителя удается достичь практически нулевой усадки материала. Поэтому из скульптурного гипса нередко изготавливают сувенирную продукцию и слепки с предметов с мельчайшей резьбой или гравированием, например, при копировании редких монет, артефактов, старинных наград.
Акриловый гипсоблок
Строительный гипс достаточно просто превратить в домашний вариант самодельного фаянса. Достаточно выполнить замес с предварительной добавкой однокомпонентной акриловой смолы. В результате получается легкая и очень твердая отливка, которую можно обрабатывать резьбой, шлифовкой, сверлением. Например, сделать из строительного гипса декоративную лепнину или вазы под старинный фарфор.
В строительном деле смеси из акрила и гипса используются для изготовления облицовки стен из гипсоблоков и формирования черновой основы самовыравнивающихся наливных полов.
Полиуретановый гипсоматериал
Использование нетканых полиуретановых полотен и волокон со специально обработанной поверхностью позволило создать принципиально новый материал для изготовления иммобилизующих повязок, жгутов и накладок, фиксирующих конечности и части тела при тяжелых травмах.
В отличие от целлокастового гипса, полиуретановый гипсоматериал обладает высокой прочностью и достаточной гибкостью отливки, чтобы снизить дискомфорт от его использования. Полиуретановый материал получают из строительного с помощью специальной процедуры пересева молотой массы и выделения наиболее крупного зерна одного размера. В результате переработки черновой массы строительного гипса получается отливка с огромными порами, обеспечивающими свободный доступ воздуха к тканям тела.
Белый гипсовый камень
Строительный гипс служит сырьем для изготовления так называемых белых или стоматологических гипсоматериалов. Белый цвет получается за счет глубокой очистки исходного сырья, удаляются окислы серы, сульфаты тяжелых металлов, железа, органические примеси, обычно окрашивающие строительный гипс в серовато-бежевый цвет.
Из белого тонкомолотого камня изготавливают смеси для формования оттисков, необходимых для последующего протезирования или лечения. Белый камень отличается от строительного материала целым букетом дополнительных качеств:
- В составе гипсовой отливки не должно быть раздражающих или токсичных материалов;
- Отсутствие усадки формы из белого гипса;
- Минимальное водопоглощение;
- Быстрое схватывание гипсовой матрицы.
К сведению! Белый гипс, как правило, обеспечивает очень высокие характеристики оттиска, поэтому его нередко используют для изготовления литейных форм ювелирных изделий. В форму из строительного гипса льют детали весом размером не менее 3г.
Мелкозернистый гипс
Уменьшение размеров зерна строительного гипса способно существенно улучшить две основные его характеристики:
- Увеличивается прочность материала под воздействием изгибающих нагрузок;
- Выше гибкость отливок небольшой толщины.
Отливка на основе α-гипсового зерна тонкого помола способна показать прочность в 350-400 кг/см2. Единственное ограничение, с которым приходится считаться, – это высокая усадка, поэтому строительный гипс на основе мелкого зерна используют для ремонтных работ и изготовления высокопрочных покрытий.
К сведению! Из мелкозернистого гипса после вакуумирования и высокотемпературного отверждения смеси можно легко изготовить тонкий лист, по виду и свойствам практически идентичный упаковочному картону.
Жидкий гипсовый материал
Если вместо воды для замеса строительного гипса использовать спиртовые гликолевые растворы, то материал можно достаточно долго хранить в неизменном состоянии. Жидкий гипсовый материал применяется для выполнения ремонтных и термоизоляционных работ. После добавления водного раствора хлорида кальция и поваренной соли жидкий гипс можно закачивать под давлением в трещины стен или плит перекрытия. Для ремонта фундамента жидкость используют только в комплексе с полимерными смолами, например, полиуретанами.
Водостойкий гипсокамень
При всех своих достоинствах обычный строительный гипс остается достаточно чувствительным к воздействию влаги или конденсата. Влагостойкий материал ГКВЛ изготавливают с использованием термореактивных полимерных порошков, а иногда и просто тонкоизмельченного полистирола, добавляемых в сухой строительных гипс на этапе формования плиты.
После отверждения строительные плиты подвергают термообработке, и материал приобретает водостойкие качества.
Огнеупорный блок
Термостойкий или даже огнеупорный гипсоблок в промышленных масштабах изготавливают на основе обычного строительного гипса и огнестойких добавок. Подобный материал можно изготовить даже собственными руками по следующему рецепту:
- 30% веса высокомарочного строительного гипса и столько же воды;
- 15% молотой золы или шамотной пыли;
- 4% окиси алюминия, можно взять промытую тощую белую глину;
- По 2% негашеной извести и молотой двуокиси железа.
К сведению! Если необходим строительный гипс по классу Г1 пожаробезопасности, то сложный состав можно заменить тонкомолотым кварцевым песком, правда, нагрев выше 600оС такой гипсовый камень не выдержит.
Архитектурный
Чаще всего под строительным гипсом для архитектурных работ подразумевают модифицированный полиуретановыми волокнами или полистиролом обычный формовочный гипс. Это относительно мягкий материал, и из него можно без особых проблем сделать макет или отлить простейшие элементы лепнины.
Настоящий архитектурный гипс для строительных работ изготавливается на основе гипсового камня, подвергнутого обжигу при температуре 800-1000оС. Получается очень твердый вязкий строительный гипс, плохо впитывающий воду. Если выдержать технологию приготовления замеса, получится гипсовая отливка с очень твердой и одновременно износостойкой поверхностью.
В отличие от полистирольного архитектурного гипса, из которого в настоящее время мастера любят собирать отделку в стиле XVII века, настоящая лепнина для наружных стен отливалась из высокообжигового строительного гипса. Разница впечатляет. Полистирольный камень стоит от силы 10 лет, старый каленый гипс в условиях климата Санкт-Петербурга выдержал без малого две сотни лет.
Марки гипсовых смесей
В процессе производства термообработанную массу после помола фракционируют по плотности и размеру частиц. В соответствии с ГОСТом № 125-79 материал делят на четыре группы или двенадцать марок.
К первой относят рядовые гипсовые материалы Г2-Г7, прочностью 20-70 кг/см2, вторая группа — малоусадочные смеси Г10, Г13-16. Третья группа — высокопрочные Г22-25, к четвертой относят гипсовые смеси со специальными свойствами, например, огнестойкие или высокопористые блоки и камни.
Свойства строительного гипса
Обычный гипсовый блок, используемый для строительных целей, представляет собой высокопористую массу, объем воздушных каналов может достигать 50-55%. Плотность камня из строительного гипса составляет 2,6-2,75г/см3, для насыпной массы 900-1000 кг/м3 в прессованном, но неотвержденном состоянии, строительная смесь может уплотняться до 1400 кг/м3.
Сухой твердый гипсокамень легко выдерживает нагрев до 450-500оС, через 100-120 мин после начала теплового воздействия поверхность начинает отслаиваться до постепенного разрушения. Теплопроводность гипсоблока составляет 0.259 ккал/м град/час при комнатной температуре.
Степень помола
Полученный в процессе обработки перегретым паром под давлением 1,5-2,5Ат строительный гипс сырец условно разделяют на три сорта
- Первый сорт материала соответствует фракции, оставляющей на сите с плотностью отверстий 918 ед. на см2 не более 15% начального объема. Это наиболее активная и прочная фракция строительного гипса;
- Ко второму сорту относят более вязкие массы с остаточной влагой не более 0.1% массы, после прохождения ситового теста на сетке должно оставаться не более 25%;
- Третий сорт, строительный гипс особо тонкого помола, оставляет на сите не более 2% массы.
Понятно, что чем мельче зерно кальциевого ангидрида, тем быстрее происходит водопоглощение и больше гидравлических связей образуется между отдельными зернами строительного гипса, тем прочнее и тверже поучается гипсовый камень.
Прочность на сжатие и изгиб
Предел прочности для строительного гипса первой категории определяется, как 55 кг/см2. Вторая категория после завершения процесса затвердевания должна выдерживать статическую нагрузку на уровне 40 кг/см2. Примерно через четыре часа затвердевший строительный камень после подсушивания должен выдерживать до 200 кг/см2.
Прочность на изгиб для высушенного камня составляет 30% от статического сжатия для неармированного материала и 65% для армированной массы. Увеличение влажности камня всего на15% может снизить прочность на 40-60%.
Нормальная густота, водопотребность или водогипсовое отношение
Количество воды, требуемое для образования внутренних связей между зернами, зависит от химического состава. Для α-гипса на основе полугидрата требуется 35-38% воды от веса строительного гипсокамня, для более слабого вязкого β-полугидрата, из которого производится основная часть строительного гипсоматериала, необходимо 50-60% водного растворителя.
Густота гипсовой смеси на первых минутах соответствует обойному клею, через 10 мин. это уже густая сметана, и еще через 5 мин. — вязкая, крошащаяся масса. Введением добавок на основе СЖК, квасцовых гелей или даже извести густоту можно стабилизировать, а общее водопотребление строительного материала снизить на 10%.
Армирование гипсовых плит и блоков
Несмотря на внутреннюю однородность застывшей гипсовой массы, прочность блоков и плит на изгиб считается недостаточной. Особенно сложно работать с тонкими плитами и листами. Зачастую падение строительной гипсовой облицовки со стены на пол означает разрушение и накол материала.
Строительные гипсовые блоки армируются полиэфирным рубленым волокном, тонколистовые панели укрепляются введением стекловолокна и распушенной целлюлозы.
Гипс как вяжущий материал
Сухая гипсовая смесь обладает высокой водопоглощающей способностью, например, полугидратный α-гипс обладает поверхностью до 6000 см2/г, а более слабая β-модификация – в два раза больше. Небольшое количество гипсовой смеси 3-5%, добавленной в известковый или цементный раствор, может увеличить вязкость на 15%.
Относительно простой и эффективный способ коррекции вязкости любого строительного раствора, но стоит учитывать, что процесс водопоглощения развивается в прогрессии, поэтому остаточная вязкость смеси будет сформирована не ранее чем через 15 минут после добавки материала.
Схватывание гипса
Высокомарочный гипс обладает высокой скоростью затвердевания, на практике для свежеобожженного строительного материала первой категории процесс схватывания должен начаться уже через 4 минуты после разбавления водой. Для гипсового материала второй категории процесс отверждения по стандарту должен начинаться не ранее чем через 6 минут. Понятно, что из-за поглощения водяных паров воздуха гипс, даже будучи тщательно упакованным в водонепроницаемую оболочку, теряет активность, поэтому нормативами на гипсовый материал предельное время начала твердения ограничено 30 минутами. Все, что более того, уже считается непригодным для использования. Общее время схватывания от начала замеса до перехода в твердое состояние не должно превышать 12 мин.
Время схватывания строительного гипса ограничено отрезком времени в 3 часа. Исключение составляет ангидридный цемент, для которого предельный срок схватывания установлен в 24 ч. Если строительный гипсоблок набирает маточную прочность уже через 3-4 ч, в зависимости от температуры и условий замеса, то для ангидридного гипсового кладочного раствора предельный срок установлен, как и для цементно-песчаных смесей, 28суток. Образец из затвердевшего ангидридного гипсового вяжущего должен выдерживать нагрузку на сжатие 50-150 кгсм2.
Твердение гипса
Процесс связывания воды и набора прочности строительным гипсом может сопровождаться расширением твердеющей массы. Чем больше в химсоставе ангидрида в растворимой форме, тем больше степень расширения. Например, полугидрат способен увеличить размер на 0,5%, а для β-модификации материал отливки увеличивается на все 0,8%.
Это приводит к самоупрочнению строительной массы, но не очень удобно, если нужно выдержать максимальную точность слепка, поэтому с эффектом борются с помощью добавок 1% извести или материалов Помазкова. В процессе высыхания строительный гипс дает усадку, поэтому каменные массы большой толщины всегда нагружены внутренними напряжениями.
Строительный гипс: применение
Высокая степень универсальности и очень простая технология приготовления стали причиной огромной популярности гипсового камня. Материал прекрасно обрабатывается, режется, сверлится, клеится. При этом в массе строительного камня практически не процессов старения и деградации, как у пластика или полимер-минеральных плит.
Гипсоблоки и гипсокартонные листы стали одним из наиболее востребованных вариантов облицовки стен в жилых помещениях. Во-первых, высокая пористость гипса дает возможность регулировать влажность естественным образом. Во-вторых, строительный гипс обладает хорошей звукоизоляцией и низкой теплопроводностью.
Материал легко красится и штукатурится, при необходимости с помощью восковой мастики стены можно сделать влагонепроницаемыми для воды и конденсата, но относительно прозрачными для водяного пара.
Приготовление смеси
Процесс приготовления гипсового раствора начинается с просеивания сухой смеси через сито, лучше всего использовать ДК0355, это примерно 400 отверстий на квадратном сантиметре. Далее необходимое количество воды подогревают до 40оС и выливают в емкость миксера. Гипс добавляют малыми порциями в воду, и тут же мастерком разбивают тонкую пленку, образовавшуюся на водной поверхности.
В теории прочность отливки строительного гипсоблока зависит от консистенции замеса. Чем гуще раствор, тем меньше размер пор и кристаллов ангидрида. При избытке воды кристаллы быстро увеличиваются в размерах, что приводит к интенсивному порообразованию.
Хранение материала
Единственный надежный способ качественно хранить сухой гипсовый материал — это использовать стеклянные банки с запаянной крышкой. Сухой прокаленный гипс можно применять для осушения емкостей или пола, но для восстановления начальных качеств материал необходимо раскислить водным раствором серной кислоты, удалить прокаливанием воду и повторно смолоть в пыль до размеров зерна 0,01-0,003мм. Промышленная полиэтиленовая упаковка обеспечивает надежное хранение сухой смеси только в течение первых двух месяцев. Сухие штукатурки на основе гипсового материала в бумажных мешках после вскрытия должны быть использованы в течение 3-х дней.
Заменитель гипса
Единственным материалом, способным заменить строительный гипс, принято считать алебастр, как в чистом виде, так и с добавками извести или полимерных эмульсий. Сухую известь в количестве до 1% нужно вносить на этапе подготовки строительной смеси к замесу. Материал интенсивно растирают на металлической или каменной поверхности, чтобы замес получился максимально однородным. Если необходимо приготовить литейную форму, то в алебастр может добавляться белая глина и чешуйчатый графит из расчета 2% и 1% соответственно.
Чем отличается гипс от алебастра
Оба материала являются продуктом обжига природного серного ангидрида, но из-за большого количества примесей оксида железа и оксида алюминия материал алебастра получается с небольшим рыжеватым оттенком. В отличие от гипса, алебастр схватывается за 3-5 мин, поэтому любые отливки из алебастрового камня обладают высокой твердостью поверхности. Алебастр хуже воспринимает механические нагрузки и дает высокую степень расширения с последующей усадкой.
Заключение
Для различных вариантов использования строительного материала можно рекомендовать следующие пропорции. Для пластической лепки -1:1,5, формы под литье металла замешивают с водой 1:1, для лепнины гипсовый порошок смешивают с водой 56:44. В любом случае активность и прочность гипсового порошка падает в процессе хранения, поэтому перед формовкой основного изделия будет правильным сделать пару тестов с различным соотношением воды и сухой смеси.
Свойства гипса и его основные характеристики
Гипс — это вяжущее вещество, получаемое из гипсового камня
или отходов химической промышленности.
Различные виды гипса образуются при обжиге гипсового камня, и в зависимости от температуры таким образом отделяется химически связанная вода. При 100 градусах Цельсия начинается формирование полугидратного гипса. При его затворении в воде вновь образуется дигидрат сульфата кальция. Этот замкнутый цикл был открыт примерно 20 тысяч лет назад. Наши предки строили очаги из натурального гипсового камня и, вероятно, замечали, как обожженный гипс, который осыпался, под действием влаги снова превращался в камень. Первые упоминания о гипсе и его применении описаны в шумерских и вавилонских клинописях .
Доступность сырья, технологичность изготовления и невысокая энергоемкость производства делают гипс недорогим и распространенным вяжущим.
Из-за значительной пористости плотность гипсового камня невысокая и составляет от 1200 до 1500 кг/м3.
Гипсовое вяжущее — одно из немногих вяжущих, которые расширяются при твердении. Увеличение объема составляет 0,5-1%. При высыхании объем уменьшается всего на 0,05-0,1%. Благодаря этому гипсовые растворы могут не содержать наполнителей, предотвращающих растрескивание от усадки.
Изделия из гипса не только являются негорючими материалами, но в силу своей пористости замедляют передачу теплоты, а при действии высоких выделяют воду, тем самым тормозя распространение огня. В сухих условиях эксплуатации или при предохранении от действия воды (защита гидрофобами, пропитками и т. п.) гипс очень перспективен с технической и экологической точек зрения.
Прочность на сжатие и изгиб
Марку гипса определяют испытанием на сжатие и изгиб стандартных образцов — балочек 4 х 4 х 16 см спустя 2 часа после их формования. За это время гидратация и кристаллизация гипса заканчивается.
Установлено 12 марок гипса по прочности от 2 до 25 (цифра показывает нижний предел прочности при сжатии данной марки гипса в МПа). В строительстве используется в основном гипс марок от 4 до 7.
При увлажнении затвердевший гипс не только существенно (в 2-3 раза) снижает прочность, но и проявляет нежелательное свойство — ползучесть — медленное необратимое изменение размеров и формы под нагрузкой.
Нормальная густота (водопотребность или водогипсовое отношение)
Нормальная густота (стандартная консистенция) гипсового теста характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии на высоту не менее чем на 100 мм. Диаметр расплыва должен быть равным (180±5) мм. Количество воды является основным критерием для определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания, предела прочности, объемного расширения и водопоглощения. Количество воды выражается в процентах, как отношение массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах.
При изготовлении гипсовых изделий методом литья требуется 60-80 % воды от массы строительного или формовочного гипса и 35-45% воды от массы высокопрочного гипса.
При затворении гипсового вяжущего водой на протекание химической реакции гидратации полугидрата CaSO4 теоретически расходуется 18,6% воды, а избыточное количество воды, оставшееся в порах затвердевшего изделия, при твердении испаряется и вызывает характерную для гипсовых изделий высокую пористость — 50-60 % от общего объема затвердевшего изделия. То есть, чем меньше используется воды при затворении гипсового теста и меньше значение нормальной густоты при достижении хорошей удобоукладываемости теста, тем плотнее и прочнее гипсовое изделие.
Нормальная густота гипсового вяжущего зависит от множества факторов, главные из которых - вид гипсового вяжущего, тонина помола, форма и размеры кристаллов полугидрата.
Для снижения водопотребности гипсового вяжущего используют добавки — разжижители (пластификаторы, гиперпластификаторы), увеличивающие подвижность и удобоукладываемость гипсовой массы без уменьшения прочностных показателей свойств.
Морозостойкость гипса очень низкая. Примерно 15-20 циклов замораживания и оттаивания.
Дело в том, что гипс гигроскопичен, он впитывает влагу воздуха. Любое защитное покрытие проницаемо для воздуха в большей или меньшей степени и может защитить только верхний, пропитанный покрытием слой гипса. Причем, за счет различной плотности гипса и клея, влага конденсируется внутри плитки в зоне контакта плитки и клеевого состава, на который эта плитка приклеена. При замерзании конденсат расширяется и разрушает гипсовую плитку. Мной, ради эксперимента, была облицована часть наружной стены дома гипсовым искусственным камнем. Плитка приклеивалась на специальный клей для наружных работ и была покрыта морозостойким лаком. Простояла две зимы. На третью весну начали отпадать отдельные плитки. В конце пятой зимы отвалилась вся. Бетонная же плитка держится уже 17й год без единого дефекта.
Итак, какие выводы можно сделать? На наружных стенах и всех стенах, которые зимой не отапливаются, применяем искусственный камень, изготовленный из бетона. На внутренних стенах отапливаемых зимой зданий желательно использовать искусственный камень, сделанный из гипса.
Армирование
Стальная арматура в гипсовых изделиях в условиях нейтральной среды (рН=6,5-7,5) подвергается интенсивной коррозии. Увлажняется гипс за счет его хорошей гигроскопичности (способность поглощать влагу из воздуха).
Гипс хорошо сцепляется с древесиной и поэтому его целесообразно армировать деревянными рейками, картоном или целлюлозными волокнами и наполнять древесными стружками и опилками.
Гипс строительный
В строительном деле гипс находится на втором месте после цементно-песчаных смесей. Неприхотливость материала, отличная экологичность и относительно несложная технология использования стали причиной массового использования строительного гипса для производства безопасных блоков, элементов отделки и даже предметов интерьера.
Производство гипсовой массы
Сырьем для производства гипса строительного назначения являются природные залежи гипсового камня в форме безводного ангидрида — сульфата кальция, его двухводной модификации CaSO4*Н2О, а также огромное количество промышленных отходов химического и металлургического сектора производства.
Технология производства гипса состоит из трех последовательных операций:
- Очистка, фракционирование и предварительный помол сырья;
- Термообработка при различной температуре, от 160оС до 1000оС;
- Окончательный домол термообработанной массы гипса до пылевидного состояния, подсушка и фасовка строительного материала в герметичную упаковку.
Общая технология производства гипса разделяет вяжущий гипсоматериал на две категории – быстро схватываемый, или полуводный материал, и медленно застывающий гипсовый камень. К первой группе относят строительный и высокопрочный формовочный гипсоматериал, ко второй — менее прочный ангидридовый цемент и высокообжиговый камень, именуемый по старинке эстрих–гипсом.
В процессе нагрева до 180оС сырье — двухводный гипсокамень распадается на две модификации, после разделения на ситах высокопрочный α-гипс используется для изготовления гипсокамня, блоков и форм, β-модификация разделяется на несколько категорий, наиболее вязкая, с высокой прочностью на изгиб, применяется для строительных целей, остальное в качестве декоративного и вспомогательного материала.
Разновидности гипсового камня
Кроме химсостава, свойства и характеристики гипса в значительной степени зависят от структуры сырья. Например, кроме природного алебастрового камня, обладающего выраженной поликристаллической структурой, для производства используют волокнистую разновидность кальциевого ангидрида – селенит.
Все разновидности гипса, от строительного до декоративного или архитектурного, получают путем варьирования содержания селенита, алебастра, сырого гипсового камня, тонкомолотых отходов сульфата кальция, подвергнутых термообработке при различной температуре. После фракционирования сырца по степени помола гипс разделяют на три группы:
- А — быстротвердеющие или алебастровые материалы;
- Б и В – смеси с временем затвердевания до 15 мин;
- Г — строительные гипсовые материалы.
Чем мельче зерно, тем быстрее твердеет материал.
Строительный или высокомарочный гипс
Для проведения строительных работ применяют не самые прочные марки гипса, более важным считается равномерность застывания и относительно большое водопоглощение, обеспечивающее смесям высокую пластичность. Для производства строительных материалов из гипса, шпаклевок, гипсовых штукатурных смесей используют β-модификацию средней тонкости помола.
За счет специальных смачивающих и замедляющих схватывание добавок с гипсовым раствором можно работать практически, как с цементно-песчаной смесью. Благодаря этому уменьшается усадка гипса и риск возникновения трещин в строительном материале.
Высокопрочный гипсовый камень
Тонкомолотые α-модификации гипса сырца используются для изготовления готовых строительных элементов отделки, например, искусственного облицовочного камня, гипсокартонных листов, противопожарных перегородок и плит для укладки напольного покрытия.
Высокопрочные гипсовые смеси могут применяться для отделки стен каркасных зданий, потолочных перекрытий, деталей интерьера. На 100 кг термообработанной сырцовой массы приходится не более 20% высокопрочной фракции, поэтому материал получается достаточно дорогой и в чистом виде используется редко. Чаще всего высокопрочный строительный гипс является основой для изготовления огнестойкого или архитектурного материала.
Полимерный камень-гипс
Идея добавить в гипсовую массу полимерные добавки используется достаточно давно. Получают полимерный гипс двумя способами:
- Добавкой водорастворимых полимерных соединений, улучшающих текучесть гипса и смачивание зерна. Водорастворимый полимер, например, поливинилацетатная эмульсия или водный раствор карбоксицеллюлозы, увеличивают стойкость материала к ударам и знакопеременным нагрузкам;
- Насыщение поверхности готовой отливки из строительного гипса летучими полимерными композициями, чаще всего на основе полиуретана или полипропилена.
В обоих случаях тонкая пластина из строительного гипса получается достаточно упругой и одновременно легкой. Из полимергипса можно легко изготовить недорогую отделку, по фактуре и рисунку имитирующую дорогие породы древесины.
Целлакастовый гипсовый материал
Широкому применению гипсоматериала препятствует один из врожденных его недостатков – высокая хрупкость гипса. Это препятствует изготовлению тонких стяжек или оболочек из строительного гипса. Поэтому строительный материал насыщают специальным армирующим микроволокном, поверхность которого обработана полиуретаном.
В результате прочность строительного материала возрастает на 40-50%, а сопротивление к изгибающим нагрузкам на 150-200%. Целакастовый гипс широко используется в медицинских учреждениях для наложения фиксирующих повязок при переломах и тяжелых травмах конечностей.
Скульптурный или формовочный гипсоматериал
Обычный строительный гипс после небольшой модификации полимерными смолами и двухатомным спиртом превращается в массу, из которой можно изготовить модель, оттиск, барельеф любой сложности.
Формовочный материал из гипса нельзя разводить водой, как это обычно делается для строительного гипса. В комплекте к белому или бежево-серому порошку тонкого помола придается специальный растворитель на водно-спиртовой основе. Благодаря применению растворителя удается достичь практически нулевой усадки материала. Поэтому из скульптурного гипса нередко изготавливают сувенирную продукцию и слепки с предметов с мельчайшей резьбой или гравированием, например, при копировании редких монет, артефактов, старинных наград.
Акриловый гипсоблок
Строительный гипс достаточно просто превратить в домашний вариант самодельного фаянса. Достаточно выполнить замес с предварительной добавкой однокомпонентной акриловой смолы. В результате получается легкая и очень твердая отливка, которую можно обрабатывать резьбой, шлифовкой, сверлением. Например, сделать из строительного гипса декоративную лепнину или вазы под старинный фарфор.
В строительном деле смеси из акрила и гипса используются для изготовления облицовки стен из гипсоблоков и формирования черновой основы самовыравнивающихся наливных полов.
Полиуретановый гипсоматериал
Использование нетканых полиуретановых полотен и волокон со специально обработанной поверхностью позволило создать принципиально новый материал для изготовления иммобилизующих повязок, жгутов и накладок, фиксирующих конечности и части тела при тяжелых травмах.
В отличие от целлокастового гипса, полиуретановый гипсоматериал обладает высокой прочностью и достаточной гибкостью отливки, чтобы снизить дискомфорт от его использования. Полиуретановый материал получают из строительного с помощью специальной процедуры пересева молотой массы и выделения наиболее крупного зерна одного размера. В результате переработки черновой массы строительного гипса получается отливка с огромными порами, обеспечивающими свободный доступ воздуха к тканям тела.
Белый гипсовый камень
Строительный гипс служит сырьем для изготовления так называемых белых или стоматологических гипсоматериалов. Белый цвет получается за счет глубокой очистки исходного сырья, удаляются окислы серы, сульфаты тяжелых металлов, железа, органические примеси, обычно окрашивающие строительный гипс в серовато-бежевый цвет.
Из белого тонкомолотого камня изготавливают смеси для формования оттисков, необходимых для последующего протезирования или лечения. Белый камень отличается от строительного материала целым букетом дополнительных качеств:
- В составе гипсовой отливки не должно быть раздражающих или токсичных материалов;
- Отсутствие усадки формы из белого гипса;
- Минимальное водопоглощение;
- Быстрое схватывание гипсовой матрицы.
К сведению! Белый гипс, как правило, обеспечивает очень высокие характеристики оттиска, поэтому его нередко используют для изготовления литейных форм ювелирных изделий. В форму из строительного гипса льют детали весом размером не менее 3г.
Мелкозернистый гипс
Уменьшение размеров зерна строительного гипса способно существенно улучшить две основные его характеристики:
- Увеличивается прочность материала под воздействием изгибающих нагрузок;
- Выше гибкость отливок небольшой толщины.
Отливка на основе α-гипсового зерна тонкого помола способна показать прочность в 350-400 кг/см2. Единственное ограничение, с которым приходится считаться, – это высокая усадка, поэтому строительный гипс на основе мелкого зерна используют для ремонтных работ и изготовления высокопрочных покрытий.
К сведению! Из мелкозернистого гипса после вакуумирования и высокотемпературного отверждения смеси можно легко изготовить тонкий лист, по виду и свойствам практически идентичный упаковочному картону.
Жидкий гипсовый материал
Если вместо воды для замеса строительного гипса использовать спиртовые гликолевые растворы, то материал можно достаточно долго хранить в неизменном состоянии. Жидкий гипсовый материал применяется для выполнения ремонтных и термоизоляционных работ. После добавления водного раствора хлорида кальция и поваренной соли жидкий гипс можно закачивать под давлением в трещины стен или плит перекрытия. Для ремонта фундамента жидкость используют только в комплексе с полимерными смолами, например, полиуретанами.
Водостойкий гипсокамень
При всех своих достоинствах обычный строительный гипс остается достаточно чувствительным к воздействию влаги или конденсата. Влагостойкий материал ГКВЛ изготавливают с использованием термореактивных полимерных порошков, а иногда и просто тонкоизмельченного полистирола, добавляемых в сухой строительных гипс на этапе формования плиты.
После отверждения строительные плиты подвергают термообработке, и материал приобретает водостойкие качества.
Огнеупорный блок
Термостойкий или даже огнеупорный гипсоблок в промышленных масштабах изготавливают на основе обычного строительного гипса и огнестойких добавок. Подобный материал можно изготовить даже собственными руками по следующему рецепту:
- 30% веса высокомарочного строительного гипса и столько же воды;
- 15% молотой золы или шамотной пыли;
- 4% окиси алюминия, можно взять промытую тощую белую глину;
- По 2% негашеной извести и молотой двуокиси железа.
К сведению! Если необходим строительный гипс по классу Г1 пожаробезопасности, то сложный состав можно заменить тонкомолотым кварцевым песком, правда, нагрев выше 600оС такой гипсовый камень не выдержит.
Архитектурный
Чаще всего под строительным гипсом для архитектурных работ подразумевают модифицированный полиуретановыми волокнами или полистиролом обычный формовочный гипс. Это относительно мягкий материал, и из него можно без особых проблем сделать макет или отлить простейшие элементы лепнины.
Настоящий архитектурный гипс для строительных работ изготавливается на основе гипсового камня, подвергнутого обжигу при температуре 800-1000оС. Получается очень твердый вязкий строительный гипс, плохо впитывающий воду. Если выдержать технологию приготовления замеса, получится гипсовая отливка с очень твердой и одновременно износостойкой поверхностью.
В отличие от полистирольного архитектурного гипса, из которого в настоящее время мастера любят собирать отделку в стиле XVII века, настоящая лепнина для наружных стен отливалась из высокообжигового строительного гипса. Разница впечатляет. Полистирольный камень стоит от силы 10 лет, старый каленый гипс в условиях климата Санкт-Петербурга выдержал без малого две сотни лет.
Марки гипсовых смесей
В процессе производства термообработанную массу после помола фракционируют по плотности и размеру частиц. В соответствии с ГОСТом № 125-79 материал делят на четыре группы или двенадцать марок.
К первой относят рядовые гипсовые материалы Г2-Г7, прочностью 20-70 кг/см2, вторая группа — малоусадочные смеси Г10, Г13-16. Третья группа — высокопрочные Г22-25, к четвертой относят гипсовые смеси со специальными свойствами, например, огнестойкие или высокопористые блоки и камни.
Свойства строительного гипса
Обычный гипсовый блок, используемый для строительных целей, представляет собой высокопористую массу, объем воздушных каналов может достигать 50-55%. Плотность камня из строительного гипса составляет 2,6-2,75г/см3, для насыпной массы 900-1000 кг/м3 в прессованном, но неотвержденном состоянии, строительная смесь может уплотняться до 1400 кг/м3.
Сухой твердый гипсокамень легко выдерживает нагрев до 450-500оС, через 100-120 мин после начала теплового воздействия поверхность начинает отслаиваться до постепенного разрушения. Теплопроводность гипсоблока составляет 0.259 ккал/м град/час при комнатной температуре.
Степень помола
Полученный в процессе обработки перегретым паром под давлением 1,5-2,5Ат строительный гипс сырец условно разделяют на три сорта
- Первый сорт материала соответствует фракции, оставляющей на сите с плотностью отверстий 918 ед. на см2 не более 15% начального объема. Это наиболее активная и прочная фракция строительного гипса;
- Ко второму сорту относят более вязкие массы с остаточной влагой не более 0.1% массы, после прохождения ситового теста на сетке должно оставаться не более 25%;
- Третий сорт, строительный гипс особо тонкого помола, оставляет на сите не более 2% массы.
Понятно, что чем мельче зерно кальциевого ангидрида, тем быстрее происходит водопоглощение и больше гидравлических связей образуется между отдельными зернами строительного гипса, тем прочнее и тверже поучается гипсовый камень.
Прочность на сжатие и изгиб
Предел прочности для строительного гипса первой категории определяется, как 55 кг/см2. Вторая категория после завершения процесса затвердевания должна выдерживать статическую нагрузку на уровне 40 кг/см2. Примерно через четыре часа затвердевший строительный камень после подсушивания должен выдерживать до 200 кг/см2.
Прочность на изгиб для высушенного камня составляет 30% от статического сжатия для неармированного материала и 65% для армированной массы. Увеличение влажности камня всего на15% может снизить прочность на 40-60%.
Нормальная густота, водопотребность или водогипсовое отношение
Количество воды, требуемое для образования внутренних связей между зернами, зависит от химического состава. Для α-гипса на основе полугидрата требуется 35-38% воды от веса строительного гипсокамня, для более слабого вязкого β-полугидрата, из которого производится основная часть строительного гипсоматериала, необходимо 50-60% водного растворителя.
Густота гипсовой смеси на первых минутах соответствует обойному клею, через 10 мин. это уже густая сметана, и еще через 5 мин. — вязкая, крошащаяся масса. Введением добавок на основе СЖК, квасцовых гелей или даже извести густоту можно стабилизировать, а общее водопотребление строительного материала снизить на 10%.
Армирование гипсовых плит и блоков
Несмотря на внутреннюю однородность застывшей гипсовой массы, прочность блоков и плит на изгиб считается недостаточной. Особенно сложно работать с тонкими плитами и листами. Зачастую падение строительной гипсовой облицовки со стены на пол означает разрушение и накол материала.
Строительные гипсовые блоки армируются полиэфирным рубленым волокном, тонколистовые панели укрепляются введением стекловолокна и распушенной целлюлозы.
Гипс как вяжущий материал
Сухая гипсовая смесь обладает высокой водопоглощающей способностью, например, полугидратный α-гипс обладает поверхностью до 6000 см2/г, а более слабая β-модификация – в два раза больше. Небольшое количество гипсовой смеси 3-5%, добавленной в известковый или цементный раствор, может увеличить вязкость на 15%.
Относительно простой и эффективный способ коррекции вязкости любого строительного раствора, но стоит учитывать, что процесс водопоглощения развивается в прогрессии, поэтому остаточная вязкость смеси будет сформирована не ранее чем через 15 минут после добавки материала.
Схватывание гипса
Высокомарочный гипс обладает высокой скоростью затвердевания, на практике для свежеобожженного строительного материала первой категории процесс схватывания должен начаться уже через 4 минуты после разбавления водой. Для гипсового материала второй категории процесс отверждения по стандарту должен начинаться не ранее чем через 6 минут. Понятно, что из-за поглощения водяных паров воздуха гипс, даже будучи тщательно упакованным в водонепроницаемую оболочку, теряет активность, поэтому нормативами на гипсовый материал предельное время начала твердения ограничено 30 минутами. Все, что более того, уже считается непригодным для использования. Общее время схватывания от начала замеса до перехода в твердое состояние не должно превышать 12 мин.
Время схватывания строительного гипса ограничено отрезком времени в 3 часа. Исключение составляет ангидридный цемент, для которого предельный срок схватывания установлен в 24 ч. Если строительный гипсоблок набирает маточную прочность уже через 3-4 ч, в зависимости от температуры и условий замеса, то для ангидридного гипсового кладочного раствора предельный срок установлен, как и для цементно-песчаных смесей, 28суток. Образец из затвердевшего ангидридного гипсового вяжущего должен выдерживать нагрузку на сжатие 50-150 кгсм2.
Твердение гипса
Процесс связывания воды и набора прочности строительным гипсом может сопровождаться расширением твердеющей массы. Чем больше в химсоставе ангидрида в растворимой форме, тем больше степень расширения. Например, полугидрат способен увеличить размер на 0,5%, а для β-модификации материал отливки увеличивается на все 0,8%.
Это приводит к самоупрочнению строительной массы, но не очень удобно, если нужно выдержать максимальную точность слепка, поэтому с эффектом борются с помощью добавок 1% извести или материалов Помазкова. В процессе высыхания строительный гипс дает усадку, поэтому каменные массы большой толщины всегда нагружены внутренними напряжениями.
Строительный гипс: применение
Высокая степень универсальности и очень простая технология приготовления стали причиной огромной популярности гипсового камня. Материал прекрасно обрабатывается, режется, сверлится, клеится. При этом в массе строительного камня практически не процессов старения и деградации, как у пластика или полимер-минеральных плит.
Гипсоблоки и гипсокартонные листы стали одним из наиболее востребованных вариантов облицовки стен в жилых помещениях. Во-первых, высокая пористость гипса дает возможность регулировать влажность естественным образом. Во-вторых, строительный гипс обладает хорошей звукоизоляцией и низкой теплопроводностью.
Материал легко красится и штукатурится, при необходимости с помощью восковой мастики стены можно сделать влагонепроницаемыми для воды и конденсата, но относительно прозрачными для водяного пара.
Приготовление смеси
Процесс приготовления гипсового раствора начинается с просеивания сухой смеси через сито, лучше всего использовать ДК0355, это примерно 400 отверстий на квадратном сантиметре. Далее необходимое количество воды подогревают до 40оС и выливают в емкость миксера. Гипс добавляют малыми порциями в воду, и тут же мастерком разбивают тонкую пленку, образовавшуюся на водной поверхности.
В теории прочность отливки строительного гипсоблока зависит от консистенции замеса. Чем гуще раствор, тем меньше размер пор и кристаллов ангидрида. При избытке воды кристаллы быстро увеличиваются в размерах, что приводит к интенсивному порообразованию.
Хранение материала
Единственный надежный способ качественно хранить сухой гипсовый материал — это использовать стеклянные банки с запаянной крышкой. Сухой прокаленный гипс можно применять для осушения емкостей или пола, но для восстановления начальных качеств материал необходимо раскислить водным раствором серной кислоты, удалить прокаливанием воду и повторно смолоть в пыль до размеров зерна 0,01-0,003мм. Промышленная полиэтиленовая упаковка обеспечивает надежное хранение сухой смеси только в течение первых двух месяцев. Сухие штукатурки на основе гипсового материала в бумажных мешках после вскрытия должны быть использованы в течение 3-х дней.
Заменитель гипса
Единственным материалом, способным заменить строительный гипс, принято считать алебастр, как в чистом виде, так и с добавками извести или полимерных эмульсий. Сухую известь в количестве до 1% нужно вносить на этапе подготовки строительной смеси к замесу. Материал интенсивно растирают на металлической или каменной поверхности, чтобы замес получился максимально однородным. Если необходимо приготовить литейную форму, то в алебастр может добавляться белая глина и чешуйчатый графит из расчета 2% и 1% соответственно.
Чем отличается гипс от алебастра
Оба материала являются продуктом обжига природного серного ангидрида, но из-за большого количества примесей оксида железа и оксида алюминия материал алебастра получается с небольшим рыжеватым оттенком. В отличие от гипса, алебастр схватывается за 3-5 мин, поэтому любые отливки из алебастрового камня обладают высокой твердостью поверхности. Алебастр хуже воспринимает механические нагрузки и дает высокую степень расширения с последующей усадкой.
Заключение
Для различных вариантов использования строительного материала можно рекомендовать следующие пропорции. Для пластической лепки -1:1,5, формы под литье металла замешивают с водой 1:1, для лепнины гипсовый порошок смешивают с водой 56:44. В любом случае активность и прочность гипсового порошка падает в процессе хранения, поэтому перед формовкой основного изделия будет правильным сделать пару тестов с различным соотношением воды и сухой смеси.
ГИПС В палеозойскую эру, начавшуюся около 600 миллионов лет назад и закончившуюся около 230
миллионов лет назад морская вода вторгалась в бассейн Мичигана не менее шести раз. Как моря
отступили и испарились, горные породы и месторождения полезных ископаемых, такие как галит (каменная соль), гипс
(сульфат кальция с водой), жидкие рассолы, нефть, известь, глина, песчаник и уголь
остались позади. Пятое из этих морей, Миссисипи, отвечало за
Месторождения гипса в Мичигане, которые являются одними из самых богатых в мире. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ГИПСОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Источник: Л. М. Соммерс, Мичиган: География (1984).
Источник: Университет штата Мичиган, факультет географии
Источник: Л. М. Соммерс, Мичиган: География (1984). Источник: Л. М. Соммерс, Мичиган: География (1984). ОГНЕЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИПСА РАННИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГИПСА РОК, КОТОРЫЙ НИКТО НЕ ЗНАЕТ Источник: Изображение предоставлено Рэнди Шетцлем, профессором географии, штат Мичиган. Государственный университет ЧУДО ИЗ ГИПСА По состоянию на 1978 год в Мичигане было пять крупных компаний по добыче гипса; они показаны ниже. Обратите внимание на расположение этих компаний/шахт — многие из них расположены у воды, так что малоценный гипс можно перевозить навалом на кораблях. Источник: Неизвестно Хотя приведенные ниже данные немного устарели, они дают представление о ценности гипса для экономики Мичигана и показывают, что производство гипса в Мичигане неуклонно растет. в течение 20 века. Если бы какой-либо камень или минеральный продукт можно было рассматривать как «неограниченные», это были бы залежи гипса в Соединенных Штатах. это один материал, из которого мы никогда не могли иссякнуть.Месторождения находятся в двух (2) основных поясах — первая начинается в юго-западном Техасе, проходит через Центральный Канзас, через Айову. и в Южный Мичиган, затем поворачивая на юго-восток вдоль северной окраины Огайо и через реку Ниагара в штат Нью-Йорк. Второй пояс начинается в Imperial Долина Калифорнии, проходит через Неваду и веером уходит в Юту тонким продолжением. в Монтану. Местами эти отложения имеют ширину от 150 до 200 миль.
Источник: неизвестен ИСТОРИЯ ГИПСОВ В ГРАНД-РАПИДС, МИЧИГАН Источник: The Grand Rapids Press С самого начала спрос на гипс был велик. В первые дни
добычи гипса, фермеры проезжали на лошадях и повозках до 100 миль, чтобы купить
поставки «земляного гипса» для использования в качестве удобрения или «подсластителя» почвы.
как это называлось в то время. Основное использование гипса в этот период было в качестве земли.
штукатурки и удобрений примерно до 1880 года. Появление железной дороги в Гранд-Рапидс в
1865 г. расширил рынок местного гипса до Калифорнии.Постепенно,
использование гипса увеличилось, чтобы включить лепнину и украшения для экстерьеров зданий.
и штукатурка для внутренних стен. К 1889 году 2/3 выпускаемой продукции шло на внутреннюю отделку.
стены и декоративные работы. Первое производство стеновых панелей было налажено примерно
1900 г., компания Sackett Wallboard Company, производившая ручную каменную гладилку. К 1890 г.
Мичиган был одним из ведущих производителей гипса и за последние 40 лет занял
второе место среди штатов по внутреннему производству.
Этот материал составлен
только для использования в образовательных целях и не может быть воспроизведена без разрешения. Один
копия может быть распечатана для личного пользования. Пожалуйста, свяжитесь с Randall Schaetzl ([email protected])
для получения дополнительной информации или разрешений. |
Факты о гипсе для детей
Гипс — распространенный минерал, сульфат кальция.Гипс использовался в качестве строительного материала с давних пор, возможно, с эпохи неолита. Сегодня это ингредиент гипса. Его также можно использовать в качестве удобрения.
Горнодобывающая промышленность
Коммерческие количества гипса находятся в городах Арарипина и Грахау в Бразилии; в Пакистане, Ямайке, Иране (второй по величине производитель в мире), Таиланде, Испании (основной производитель в Европе), Германии, Италии, Англии, Ирландии, Канаде и США. Крупные открытые карьеры расположены во многих местах, включая Форт-Додж, штат Айова, который находится на одном из крупнейших месторождений гипса в мире, и Пластер-Сити, Калифорния, США, и Восточный Кутай, Калимантан, Индонезия.Несколько небольших шахт также существуют в таких местах, как Каланни в Западной Австралии, где гипс продается частным покупателям для добавления кальция и серы, а также для снижения токсичности алюминия для почвы в сельскохозяйственных целях.
Кристаллы гипса длиной до 11 м (36 футов) были обнаружены в пещерах шахты Наика в Чиуауа, Мексика. Кристаллы процветали в чрезвычайно редкой и стабильной природной среде пещеры. Температура оставалась на уровне 58 °C (136 °F), а пещера была заполнена богатой минералами водой, которая стимулировала рост кристаллов.Самый большой из этих кристаллов весит 55 тонн и ему около 500 000 лет.
Использование
Гипсовые изделия, Валенсийский этнологический музей.Гипс используется в самых разных областях:
- Гипсокартон в основном используется для отделки стен и потолков и известен в строительстве как гипсокартон, стеновые панели, гипсокартон или гипсокартон.
- Гипсовые блоки используются в строительстве как бетонные блоки.
- Гипсовый раствор — древний раствор, используемый в строительстве.
- Гипсовые ингредиенты используются в хирургических шинах, литейных формах и моделировании.
- Удобрение и кондиционер почвы: В конце 18-го и начале 19-го веков гипс Новой Шотландии, часто называемый гипсом, был очень востребованным удобрением для пшеничных полей в Соединенных Штатах. Он также используется для улучшения почв с высоким содержанием натрия, например, на заводе Zuiderzee.
- Связующее в быстросохнущей глине для теннисных кортов
- Как алебастр, материал для скульптуры, он использовался особенно в древнем мире до того, как была разработана сталь, когда его относительная мягкость значительно облегчала резьбу.
- Заменитель дерева в древнем мире: например, когда древесина стала дефицитом из-за вырубки лесов на Крите бронзового века, гипс использовался в строительстве зданий в тех местах, где раньше использовалось дерево.
- Коагулянт тофу (соевого творога), что в конечном итоге делает его основным источником диетического кальция, особенно в азиатских культурах, которые традиционно используют мало молочных продуктов
- Придание жесткости воде, используемой для пивоварения
- Используется в выпечке в качестве кондиционера для теста, уменьшающего липкость, а также в качестве источника пищевого кальция для выпечки.Основной компонент минеральной дрожжевой пищи.
- Компонент портландцемента, используемый для предотвращения мгновенного схватывания бетона
- Мониторинг потенциала почвы/воды (влажность почвы)
- Обычный ингредиент для изготовления медовухи
- В средневековый период писцы и иллюстраторы смешивали его с карбонатом свинца (порошкообразным белилом) для получения левкаса, который наносили на иллюминированные буквы и покрывали золотом в иллюминированных рукописях.
- В кремах для ног, шампунях и многих других продуктах для волос
- Лекарственное средство в традиционной китайской медицине под названием ши гао
- Слепочные гипсы в стоматологии
- Используется при выращивании грибов, чтобы предотвратить слипание зерен
- Испытания показали, что гипс можно использовать для удаления загрязняющих веществ, таких как свинец или мышьяк, из загрязненных вод.
Галерея
- Необычные образцы гипса со всего мира
-
Зеленые кристаллы гипса из лагуны Пернатти, гора Гансон, Южная Австралия — их зеленый цвет обусловлен присутствием ионов меди.
-
Необычный селенитовый гипс из Ред-Ривер, Виннипег, Манитоба, Канада
-
Классический гипс «бараний рог» из Санта-Эулалии, Чиуауа, Мексика, 7,5×4,3×3,8 см
-
Гипс из лагуны Пернатти, гора Гансон, шельф Стюарта, хребты Андамука — район озера Торренс, Южная Австралия, Австралия
-
Гипс из Суон-Хилл, Виктория, Австралия.Окраска обусловлена оксидом меди
. -
Яркие вишнево-красные кристаллы гипса высотой 2,5 см, окрашенные богатыми включениями редкого минерала ботриогена
-
Гипс от Naica, Мун. де Саусильо, Чиуауа, Мексика
-
Драгоценный камень золотистого цвета, сдвоенные кристаллы гипса в форме «рыбий хвост», сидящие на «шаре» гипса, состоящем из нескольких одинарных лопастных кристаллов
-
Кристаллы гипса в Пещере кристаллов в Мексике.Обратите внимание на человека для весов
-
Прожилки гипса в алевритах/мергелях Чайного зеленого и серого мергелей, Блю Анкор, Сомерсет, Великобритания
-
Гипсовые жилы в государственном парке Кэпрок-Каньонс, Техас
Использование гипсового порошка | Наука
Обновлено 19 ноября 2018 г.
Автор: A.P. Mentzer
Гипсовый порошок — натуральный продукт, обнаруженный в месторождениях по всей территории Соединенных Штатов. Сначала он представляет собой мягкую белую минеральную породу, а затем превращается в сухой порошок.Встречающийся в природе гипс состоит из кальция, серы, кислорода и водорода. Гипсовый порошок в основном используется в строительных материалах, таких как гипсокартон, но он также полезен в сельском хозяйстве в качестве удобрения и кондиционера для почвы. Гипс также можно использовать в качестве пищевой добавки для улучшения текстуры ингредиентов в обработанных пищевых продуктах.
Химическая формула гипса
Гипс — это общее название минерала сульфата кальция, который имеет химическую формулу CaSO 4 . Гипс легко связывается с водой и обычно встречается в естественном состоянии в виде гидратированного сульфата кальция с химической формулой CaSO 4 .2H 2 0. Гипс – это мягкий минерал, который обычно имеет белый или серый цвет и состоит из полупрозрачных кристаллов. Отложения гипса встречаются в виде отложений на территориях, которые когда-то были покрыты водой. Когда горный гипс нагревается, он высвобождает связанные с ним молекулы воды, и в результате получается безводный гипс, сухой порошок.
Строительные материалы: древние и современные
Чаще всего гипсовый порошок используется в строительных материалах. Гипс веками использовался для декоративных элементов зданий.Чистый белый горный гипс также известен как алебастр и использовался для изготовления резных статуй и скульптур. Древние греки использовали полупрозрачные кристаллы гипса для изготовления окон. Гипсовый порошок, смешанный с водой, дает гипс, формовочный материал, используемый для изготовления декоративных приспособлений для украшения зданий, а также для покрытия стен. Древние строители также использовали гипс для улучшения пигментов, используемых для окраски конструкций.
Почти во всех современных домах и зданиях используется гипс в виде стеновых плит, также известных как гипсокартон, гипсокартон или гипсокартон.Дома американцев обычно содержат тонны гипса в виде гипсокартона. Он крепится к деревянному каркасу, чтобы сделать стены и потолки. Гипсовый порошок, смешанный с водой, при высыхании затвердевает и становится похожим на камень. Затвердевший гипс вдавливается между листами бумаги, образуя плиты гипсокартона. Гипсокартон представляет собой недорогой строительный материал, который можно легко обрезать по размеру. Он обеспечивает звуковой барьер и устойчив к огню.
Гипсовый порошок также добавляют в цемент и краски, используемые в строительстве и отделке зданий.В цементных и бетонных смесях гипс помогает увеличить время, необходимое для высыхания и затвердевания бетона и цемента, что приводит к более стабильной структуре. В красках гипсовый порошок используется в качестве наполнителя для прилипания пигментов и улучшения текстуры краски.
Подготовка почвы и внесение удобрений
Гипсовый порошок используется в сельском хозяйстве в качестве кондиционера почвы и удобрения. Внесение его в почву в качестве удобрения способствует кальцию и сере, двум питательным веществам, используемым растениями. Гипсовый порошок особенно полезен для кукурузы и сои, которым для роста требуется много сульфатов в почве.Сродство минерала гипса к молекулам воды увеличивает способность почвы удерживать воду, когда гипс вносится в почву, потому что положительно заряженные ионы кальция (Ca 2 + ) в гипсе вытесняют положительно заряженные ионы натрия (Na + ). ) присутствует в почве.
Одобренная FDA пищевая добавка
Поскольку гипс в целом считается безопасным для человека, его можно использовать в небольших количествах в производстве продуктов питания и напитков. В пищевой промышленности гипс может использоваться в качестве противослеживающего агента, осушителя, упрочнителя теста, укрепляющего агента, усилителя цвета, стабилизатора и загустителя.Пищевые продукты, которые могут быть изготовлены из гипса, включают выпечку, глазурь, конфеты, мороженое и другие замороженные молочные продукты, пудинги, желатины и макаронные изделия. Гипсовый порошок также является неактивным ингредиентом зубной пасты.
Гипсокартон — Buildipedia
Гипсокартон, также известный как GWB, стеновая плита или гипсокартон, является распространенным строительным продуктом, используемым во всем мире для внутренней отделки стен и потолков. Обычно его отделывают различными поверхностными продуктами, включая дерево, ткань, краску и штукатурку.
Гипс доступен в двух формах: натуральной и синтетической.
- Натуральный гипс — это распространенный минерал, который веками добывался по всему миру. Соединенные Штаты имеют большие месторождения гипса в Калифорнии, Айове, Мичигане, Нью-Йорке, Огайо и Техасе.
- Синтетический гипс является побочным продуктом очистки выбросов угольных электростанций. Диоксид серы смешивают с измельченным известняком, карбонатом кальция и водой, чтобы получить чистый гипс.
Процесс производства гипсокартона
Гипсокартон производится путем дробления природного и/или синтетического гипса, его сушки и измельчения в мелкий порошок. Затем порошок нагревают для удаления оставшейся влаги, в результате чего получают широко известные изделия из гипса и гипса. Затем обожженный гипс смешивают с водой, крахмалом и другими ингредиентами, такими как частицы стекловолокна, хлопок и различные химические вещества, для получения суспензии. Затем суспензия распределяется между двумя непрерывными рулонами движущейся бумаги.Когда сэндвич из бумаги и гипсовой суспензии начинает высыхать, гипс возвращается в свое каменное состояние. Сэндвич нарезается на куски различной длины, подвергается дополнительной обработке и готовится к отправке.
Размеры и типы гипсокартона
Гипсокартондоступен шириной 48 дюймов и 54 дюйма и имеет заводскую длину от 8 до 16 футов. Толщина варьируется в зависимости от области применения и/или требований строительных норм.
- 1/4” и 3/8” обычно используются для реконструкции и ламинирования существующих поверхностей.
- 1/2” и 5/8” используются для внутренних стен и потолков, хотя 1/2” обычно используется в жилых помещениях, а 5/8” более широко используется в коммерческих целях. Также доступны
- толщиной 3/4 дюйма и 1 дюйм, но они редко используются в специализированных областях, требующих более высокой огнестойкости.
Гипсокартон предлагается не только с различной толщиной, но и с различными комбинациями бумаги и сердцевины, чтобы удовлетворить требования владельцев домов и должностных лиц.Некоторые распространенные типы:
- Обычный: Стандартная сердцевина и бумага, используемая в качестве финишной поверхности для стен и потолков.
- Тип X и тип C: Изготовлен из стекловолокна и других добавок для повышения огнестойкости.
- Тип C: Имеет усиленное ядро и требуется в некоторых сборках UL. Они доступны шириной 1/2” и 5/8”.
- Водо-/влагостойкий: Водостойкая бумажная лицевая и внутренняя стороны, используемая в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванных комнатах.Также доступны размеры 1/2” и 5/8”.
- Гипсовые внутренние и облицовочные плиты: Обычно плиты толщиной 3/4 дюйма и 1 дюйм используются в разделительных стенах и системах стен шахт в соответствии со строительными нормами.
- Устойчивость к небрежному обращению/ударопрочность: Эти продукты имеют устойчивую к истиранию или разрыву лицевую бумагу и сердцевину, устойчивую к вмятинам, и используются в местах с интенсивным движением. Доступен в размере 5/8”.
- Устойчивость к плесени/грибку: Новинка для бытового и коммерческого рынка, эти плиты разработаны с использованием более водостойких химических веществ для сердцевины и лицевой бумаги, чтобы обеспечить более высокий уровень защиты.
Это лишь некоторые из множества различных типов гипсокартона; другие продукты внешнего типа также доступны.
Гипс — BattleTechWiki
Примечание: X и Y — координаты (световые годы на плоскости XY) относительно Терры в точке (0, 0)
Гипсовая система была домом как минимум для одного обитаемого мира или конструкции и по состоянию на 3145 год находилась в провинции Буэна Лиранского Содружества. [1] [2]
Описание системы[править]
Гипсовая система расположена недалеко от систем Финстервальде и Зирпк. [1] [2]
История системы[править]
Гипсовая система была заселена во время Первого Исхода с Терры. [3]
Политическая принадлежность[править]
Военная дислокация
2765[править]
3025[править]
3145[править]
» | Привет,
правильные подразделения: Согласно 4-му Атласу Наследия, том 1, стр. 44. С уважением, |
” |
— Эйстейн Тведтен, 16 ноября 2012 г. |
Галерея карт[править]
Системы поблизости[править]
Ссылки[править]
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Отчет Эры: 3145 , с. 38, «Внутренняя сфера — 3145»
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Полевое руководство: 3145 , с.VI, «Внутренняя сфера — [3145] Карта»
- ↑ 3.0 3.1 Справочник: Дом Марик , с. 13, «Мир Содружества Мариков в Лиге Свободных Миров до [2270] и после их основания в [2271]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 13,
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 25, «Содружество Лиры после Эпохи Войн [2571]»
- ↑ Исторический: Война за воссоединение , с. 158, «Карта внутренней сферы [2596]»
- ↑ Отчет Эры: 2750 , с.36, «Внутренняя сфера — 2750»
- ↑ Полевое руководство: SLDF , с. vii, «Внутренняя сфера — [2764] Карта»
- ↑ Исторический: Освобождение Терры Том 1 , с. 10, «Внутренняя сфера — 2765»
- ↑ Первая Война за Наследие (Справочник) , стр. 24-25, «Внутренняя сфера — [2786] Карта»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 36, «Содружество Лиры после Первой войны за Наследие [2822]»
- ↑ Первая Война за Наследие (Справочник) , стр.112-113, «Внутренняя сфера — [2822] Карта»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 40, «Содружество Лиры после Второй войны за Наследие [2822]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 47, «Содружество Лиры после Третьей войны за Наследие [3025]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 56, «Содружество Лиры после Четвертой войны за Наследие [3030]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 59, «Содружество Лиры после войны 39 года [3040]»
- ↑ Исторический: Война 3039 , с.132, «Внутренняя сфера — 3040»
- ↑ Отчет Эры: 3052 , с. 11, «Карта внутренней сферы [3050]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с. 61, «Содружество Лиры после вторжения кланов [3052] Карта»
- ↑ Отчет Эры: 3052 , с. 23, «Карта внутренней сферы [3052]»
- ↑ Отчет Эры: 3062 , с. 11, «Карта внутренней сферы [3057]»
- ↑ Отчет Эры: 3062 , с. 29, «Карта внутренней сферы [3063]»
- ↑ Справочник: Дом Штайнеров , с.70, «Альянс Лиры после гражданской войны FedCom [3067] Карта»
- ↑ Секреты Джихада: Документы Блейка , с. 65, «Карта Внутренней Сферы [3075]»
- ↑ Полевой отчет: ВСАЛ , с. 19, «Карта развертывания Содружества Лиры [3079]»
- ↑ Джихад: Окончательный расчет , с. 63, «Карта внутренней сферы — [март 3081 г.]»
- ↑ Полевое руководство: 3085 , с. 126, «Карта внутренней сферы — [октябрь 3085]»
- ↑ Отчет Эры: 3145 , с. 10, «Внутренняя сфера — 3135»
- ↑ Полевой отчет: Лиранское Содружество 2765 , с.9, «Полковой статус»
- ↑ Дом Штайнеров (Содружество Лиры) , с. 118, «Таблица размещения юнитов»
- ↑ NAIS Военный атлас Четвертой войны за Наследие Том 1 , с. 44, «Операция ГЁТТЕРДЭММЕРУНГ»
- ↑ 32.0 32.1 Разработчик BattleTech подтверждает, что 5-й лиранский гвардейский полк был размещен на Гипсе.
- ↑ Полевое руководство: 3145 , с. 132, «Вооруженные силы Содружества Лиры — провинция Буэна»
Библиография[править]
Гипс — Saltwiki
Авторы: Ханс-Юрген Шварц, Нильс Майнуш, Тим Мюллер
Английский перевод Сандры Лейтхойзер
вернуться к сульфату
Гипс [1] [2] | |
Минералогическое название | Гипс |
Химическое название | Дигидрат сульфата кальция |
Тривиальное имя | Алебастр, Атласный шпат, Селенит, |
Химическая формула | CaSO 4 •2H 2 O |
Другие формы | CaSO 4 (ангидрит) CaSO 4 •0.5H 2 O (бассанит) |
Кристаллическая система | моноклиника |
Кристаллическая структура | |
Влажность растворения 20°C | > 99% относительной влажности при 20°C |
Растворимость (г/л) при 20°C | 2,14 г/л |
Плотность (г/см³) | 2,31 г/см³ |
Молярный объем | 74,69 см 3 /моль |
Молярная масса | 172.17 г/моль |
Прозрачность | от прозрачного до непрозрачного |
Декольте | идеальное, четко видимое формирование волокна |
Хрустальная привычка | плоский, призматический, игольчатый кристалл, зернистый, массивный агрегат |
Твиннинг | очень часто |
Фазовый переход | |
Химическое поведение | трудно растворим в воде |
Комментарии | |
Кристаллическая оптика | |
Показатели преломления | α = 1.5207 β = 1,5230 γ = 1,5299 |
Двулучепреломление | Δ = 0,0092 |
Оптическая ориентация | двухосный положительный |
Плеохроизм | бесцветный |
Дисперсия | 58° |
Подержанная литература | |
[Robie.etal:1978] Название: Термодинамические свойства минералов и родственных им веществ на 298.давление 15 K и 1 бар и более высокие температуры Автор: Роби Р.А., Хемингуэй Б.С.; Фишер Дж.А. [Dana:1951] Название: Система минералогии Даны Автор: Дана Дж. Д. |
Аннотация
В статье рассматривается система CaSO 4 -H 2 O, применительно к гипсу. Гипс является одной из наиболее важных солей в разрушении строительных материалов и, в частности, настенных росписей.Предметы, находящиеся во внешних условиях, где присутствует загрязнение воздуха, наиболее подвержены повреждению от гипса. Описаны внешний вид и механизм повреждения, а также методы исследования. Изображения, микрофотографии и примеры из практического опыта иллюстрируют предмет.
Введение
Гипс является одной из наиболее распространенных солей, вызывающих порчу неорганических пористых строительных материалов. Он присутствует практически на всех открытых поверхностях и даже во внутренних помещениях в различных формах и вызывает различные виды износа.
== Гипс, один из наиболее распространенных минералов, образуется путем осаждения из водного раствора при температуре ниже примерно 40°C. Когда раствор достигает более высоких температур (> 60°C), ангидрит выпадает в осадок. В породах часто присутствуют сульфат кальция и дигидрат сульфата кальция. Полугидрат не встречается в природе.
Гипс в природе встречается в соляных отложениях и пустынях, где образуются кристаллы «розы пустыни» в сочетании с включениями кварца. В природных соляных месторождениях гипс и ангидрит иногда образуют покрышку, т.е.э., массивный слой материала, покрывающий месторождение. Синтетический гипс производится на угольных электростанциях как побочный продукт сероочистки дымовых газов.
Происхождение и образование гипса на памятниках
На памятниках из пористых неорганических строительных материалов, особенно в городской среде, где присутствуют антропогенные загрязнители воздуха, такие как оксиды серы (SO x ), которые в конечном итоге превращаются в серную кислоту в присутствии влаги, реакция этих газов с любым карбонат кальция, присутствующий в известняке, песчанике, строительных растворах, штукатурках, приводит к образованию гипса.Протекающую реакцию можно упростить следующим образом:
CaCO 3 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 O + CO 2
и даже некоторые строительные камни (например, селенит, использованный для основания башни Гарризенда в Болонье, Италия), таким образом, являясь неотъемлемой частью ткани памятников.
Потенциальный ущерб и активность выветривания
Свойства растворимости
Рисунок 1: Растворимость CaSO4 в воде (диаграмма: Майкл Штайгер)
Гипс относится к группе солей с малой растворимостью в водном растворе и поэтому менее подвижен, чем более растворимые.Однако, когда присутствуют другие ионы, его растворимость может быть значительно увеличена. Например, когда присутствует галит, NaCl, растворимость гипса может быть увеличена в четыре раза в зависимости от соотношения концентраций двух солей.
Автор: Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia 5 6)
Поведение при гидратации
Система CaSO 4 –H 2 O:
Сульфат кальция может появляться в трех разных гидратных фазах:
- Ангидрит (CaSO 4 ) — вышеупомянутая безводная форма.
- Бассанит (полугидрат) (CaSO 4 •0,5H 2 O) – метастабильная форма.
- Гипс (CaSO 4 •2H 2 O)-дигидрат сульфата кальция.
Ангидрит существует в различных разновидностях с различными химическими свойствами, такими как различная растворимость в воде, в зависимости от условий его образования. То же самое относится к бассаниту, полугидрату.
Температура перехода в водном растворе гипс-бассанита (дигидрат в полугидрат) находится в диапазоне 40°C-66°C.Поэтому при нормальных климатических условиях на памятниках осаждение сульфата кальция из водного раствора будет преимущественно гипсовым. Ангидрит образуется при температуре в растворе выше 40—60°С. Однако параллельно с этой реакцией может осаждаться и метастабильный полугидрат, который впоследствии переходит в более стабильную форму дигидрата.
При нагревании дигидрата (в твердом и сухом виде) примерно до 50°C химически связанная вода теряется, выходя из полугидрата.Однако полный переход в полугидрат происходит только при температурах около 100°С. При нагревании дигидрата до 500-600°С образуется безводный сульфат кальция. При температурах выше 1000°С происходит термическое разложение на оксид кальция и SO 3 .
Гигроскопичность
Рисунок 3 : Изменение растворимости гипса в воде в присутствии галита показано на рисунке 3. Если концентрация галита составляет приблизительно 140 г/л в водном растворе, растворяется около 8 г гипса (Angaben nach [DAns:1933] Название: Die Lösungsgleichgewichte der Systeme der Salze ozeanischer SalzablagerungenАвтор: d’Ans, J.
)
. Чистая гипсовая соль не имеет определенной точки растворения. Если в присутствии галита уровень относительной влажности превышает 90 % относительной влажности, кристаллы гипса могут раствориться из-за расплывающегося поведения галита. Снижение уровня влажности примерно до 75% относительной влажности приведет к перекристаллизации гипса.
Давление кристаллизации
При кристаллизации в водном растворе при насыщении в соотношении 2:1 гипс дает линейное давление роста 28,2-33,4 Н/мм 2 в интервале температур 0-50°С.По сравнению с другими повреждающими солями эти значения лежат в среднем диапазоне расчетной шкалы значений, достигающей от 7,2 до 65,4 Н/мм 2 [по [Winkler:1975] Название: Камень: Свойства, долговечность в среде человека
Автор: Винклер, Эрхард М.
].
Давление гидратации
Гипс, как составная часть объекта, может выделять кристаллизационную воду (химически связанную воду) только при температуре ок.50°C, т.е. обычно не обезвоживается. Напротив, вложение кристаллизационной воды возможно, если в памятнике присутствует ангидрит или полугидрат. Оба процесса связаны с изменением объема (на 31,9 % при переходе из полугидрата в гипс) и возникновением давления гидратации [значения по [Sperling.etal:1980] Название: Солевое выветривание в аридной среде, I , Теоретические соображения II. Лабораторные исследования
Автор: Сперлинг, К.Х.Б. и Кук, Р.У.
]. В случае преобразования из полугидрата в гипс (ключевое слово Gipstreiben) при температуре от 0 до 20°C и относительной влажности 80% давление гидратации может составлять 114–160 Н/мм 2 — чрезвычайно высокое значение [согласно [Stark.etal:1996] Title: Bauschädliche Salze
Автор: Stark, Jochen; Штюрмер, Сильвия
].
Реакция превращения
Вредность гипса для исторического вещества связана с реакцией превращения кальцит-гипс.Молекулы гипса, образованные кальцитом, имеют объем, превышающий объем исходной молекулы кальцита примерно на 100%. В этом контексте важным повреждающим фактором является изменение растворимости в воде. Кальцит имеет растворимость в воде ок. 0,014 г/л (20°C) и поэтому растворяется труднее, чем гипс. Когда происходит преобразование в гипс, результатом становится более чувствительная к воде система. Н.Б. Исследование Snethlage and Wendler [Snethlage.etal:1998] Название: Steinzerfall und Steinkonservierung — neueste Ergebnisse der Münchner Forschungen
Автор: Snethlage, Rolf; Wendler, Eberhard
анализирует влияние гипса на линейное гигроскопическое расширение некоторых материалов из песчаника.Повреждения и изменение набухаемости материала объяснили влиянием гипса.
Аналитическая идентификация
Микроскопия
Лабораторное исследование: Гипс слабо растворим в воде, поэтому гипссодержащий материал образца лишь незначительно растворяется при смешивании с дистиллированной водой. В растворе гипссодержащий материал образца перекристаллизовывается путем осторожного концентрирования растворителя. Сначала образуются одиночные иглы, затем вблизи шва растворителя появляется все более игольчатый гипсовый заполнитель.В качестве альтернативы материал образца можно растворить в соляной кислоте, что также приводит к образованию игольчатых кристаллов. По сравнению с другими солями, которые могут перекристаллизовываться в игольчатые формы, т.е. карбонат натрия, гипсовые иглы явно короче.
Показатели преломления:
п х = 1,521; п у =1,523; n z = 1,530
BireRsingence : Δ = 0,009
Класс кристаллов : моноклиновый
Поляризованный световой микроскопия:
Похоже на типичную привычку к гипализованным кристаллам, (особенно в концерте). появляются характеристики.Они могут быть полезны для идентификации гипса. Частицы гипса (в образцах сырья) имеют форму округлых обломков и пластинчатых ромбоэдров, с четко выраженными внутренними плоскостями спайности. Кроме того, для кристаллов гипса характерно наличие двойниковых форм, будь то решетчатые, таблитчатые или пластинчатые. Задание показателей преломления проводят в соответствии с иммерсионным методом с использованием сред с показателями nD=1,518 и nD=1,53. Из-за часто мелкомасштабных частиц исследование с использованием метода Шедера-ван-дер-Колка является более значимым и надежным, чем тест Беке-Лайн.Кристаллы гипса относятся к классу моноклинных кристаллов. Таким образом, они показывают, в зависимости от ориентации отдельной частицы под микроскопом, параллельное или, соответственно, симметричное погасание, но в основном демонстрируют характерное наклонное положение оси в положении погасания. На хорошо развитых кристаллических ромбах можно четко измерить наклонное погасание. Из всех кристаллов сульфата кальция гипс имеет наименьшее двойное лучепреломление. Под скрещенными поляризаторами гипс имеет очень низкие интерференционные цвета, лежащие в диапазоне от серого до желтовато-белого первого порядка (конечно, в зависимости от толщины частиц).
Возможны ошибки:
Вышеупомянутые методы анализа четко идентифицируют гипс, при условии, что четко определены следующие критерии оценки.
- низкая растворимость в воде
- характерная игольчатая морфология рекристаллизованных частиц
- все наблюдаемые индексы имеют n D – значение от 1,518 до 1,530
- гипсовый кристалл показывает цвета с низким уровнем интерференции
- кристаллы гипса имеют косое погасание
солевая фаза | отличительные черты |
Сингенит K 2 Ca(SO 4) • 2H 2 O | все наблюдаемые индексы; 1518 |
Тахигидрит CaMg 2 Cl 6 • 12H 2 O | в основном наблюдаемый индекс < 1,518 / только параллельное и симметричное угасание |
Гидромагнезит Mg 5 [OH(CO 3 ) 2 ] 2 • 4H 2 O | в основном один индекс > 1,53 |
Фотографии кристаллов гипса и картины разрушения, вызванного гипсом
На объекте
-
Соляная порча на кирпич, ул.Церковь Якоби, Перлеберг
Под поляризационным микроскопом
- В тонком шлифе кирпича
-
Кирпич с нанесенными повреждениями гипса, церковь Св. Якоби, Перлеберг, Германия
-
Кирпич с нанесенными повреждениями гипса, церковь Св. Якоби, Перлеберг, Германия
-
Кристаллы гипса между слоями штукатурки
- Гипс, кристаллизованный из водного раствора на предметном стекле
-
Сульфат кальция кристаллизуется из водного раствора на предметном стекле.
-
Сульфат кальция с хлоридом натрия реального образца, Гипс, кристаллизованный из раствора в воде на предметном стекле
-
Сульфат кальция с хлоридом натрия реального образца, Гипс, кристаллизованный из раствора в воде на предметном стекле
-
Сульфат кальция, гипс, кристаллизованный из раствора в воде на предметном стекле
Под сканирующим электронным микроскопом (СЭМ)
- В SEM
-
СЭМ-микрофотография кристаллов гипса.
-
EDX-спектры кристаллов гипса.
-
EDX-спектры кристаллов гипса.
-
РЭМ кристаллов гипса, выращенных из полугидрата.
Веб-ссылки
Литература
[DAns:1933] | д’Анс, Дж.(1933): Die Lösungsgleichgewichte der Systeme der Salze ozeanischer Salzablagerungen, Verlagsgesellschaft für Ackerbau, MBH. Берлин | |||
[Дана:1951] | Дана Э.С. (ред.) Dana JD (1951): Dana’s System of Mineralogy, 7, Wiley & Sons | |||
[Robie.etal:1978] | Robie RA, Hemingway BS; Фишер Дж.А. (1978): Термодинамические свойства минералов и родственных им веществ при 298,15 К, давлении 1 бар и более высоких температурах. Геол. Surv. Bull , 1452 () | |||
[Snethlage.etal:1998] | Snethlage, Rolf; Вендлер, Эберхард (1998): Steinzerfall und Steinkonservierung — neueste Ergebnisse der Münchner Forschungen. Münchner Geologische Hefte, A 23, Festschrift Zum 65. Geburtstag von Prof. Dr. Dietrich D. Klemm , (), 177-201 | |||
[Sperling.etal: 1980] 9013 | . Sperling. Кук, Р.У. (1980): Солевое выветривание в засушливой среде, I.Теоретические соображения II. Лабораторные исследования. Статьи по географии , 8 () | |||
[Stark.etal:1996] | Старк, Йохен; Штюрмер, Сильвия (1996): Bauschädliche Salze, Bauhaus-Univ. Веймар | + | ||
Winkler, Эрхард М. (1975): Камень: Свойства, Прочность в нейтральной среде, Springer Verlag, Вена |
Дополнительная литература :
[Бадоса.etal:2011] | Бадоса, С.; Бек, К.; Брюнето, X .; Аль-Мухтар, М. (2011): Роль гипса в явлении выкрашивания камней. В: Иоанну, Иоаннис; Теодориду, Магдалини (ред.): Материалы конференции «Солевое выветривание зданий и каменных скульптур», Лимассол, Кипр, 19.-22. октябрь 2011 г., 415 |
[Charola.etal:2007] | Чарола, А. Елена; Пюрингер, Йозеф; Штайгер, Майкл (2007): Гипс: обзор его роли в ухудшении состояния строительных материалов. Экологическая геология , 52 (2), 207-220, URL, 10.1007/S00254-006-0566-9 |
[Cameron.etal: 19013 | |
Seidell (1901): Растворимость гипса в водных растворах некоторых электролитов. Journal of Physical Chemistry , 5 (), 643-655 |
[LalGauri.etal:1989], Kal Gauri | 9; Чоудхури, Ахад Н.; Кулшрешта, Нирадж П.; Пунуру, Адинараяна Р. (1989): Сульфатация мрамора и обработка гипсовых корок. Исследования по сохранению , 34 (4), 201-6
[Livingston: 1991] | Livingston, R. (1991): Использование Gypsum Martire. В: Brebbia, CA; Домингес, Дж.; Эскриг, Ф. (ред.): Структурный ремонт и обслуживание исторических зданий II, Публикации по вычислительной механике , 157-165 |
[Neumann.etal:1997] | Neumann, Hans-Hermann; Лорк, А .; Стайгер, Майкл; Джулинг, Герберт (1997): Характер распада выветренных кварцевых песчаников: свидетельство структурных изменений, вызванных гипсом. В: Свейнсдоттир, Э.Л. (ред.): Труды 6-го Евросеминара по микроскопии в применении к строительным материалам, Исландский научно-исследовательский институт строительства, , 238-249 |
[Schlüetter 9003, 9003, 9003.etal:1994] Джулинг, Герберт; Блашке, Рохус (1994): Черная кожа и кристаллизация гипса на терракотовом материале — микроскопические исследования образцов Шверинского замка.В: Фитц, Стивен (ред.): Пилотное исследование НАТО-CCMS «Сохранение исторических кирпичных построек:» материалы 7-го совещания экспертов, Венеция, 22-24 ноября 1993 г., , 90-99 |
[Zehnder.etal:2009] | Zehnder, K.; Шох, О. (2009): Выцветание мирабилита, эпсомита и гипса, прослеженное с помощью автоматизированного мониторинга на месте. Journal of Cultural Heritage , 10 (3), 319-330, Url, 10.1016/j.culher.2008.10.009 |
Гипс Дикая гречиха | Encyclopedia.com
Eriogonum gypsophilum
Статус | Угрожающий |
Перечислено | 19 января 1981 |
Семейный | Polygonaceae (гречневая) |
Описание | Многолетнее травянистое растение с овальными темно-зелеными листьями. |
Среда обитания | Пустыня Чиуауа; гипсовые грунты. |
Угрозы | Ограниченный ареал, строительство водохранилища, выпас скота. |
Диапазон | Нью-Мексико |
Описание
Gypsum Wild-Buckweat, ERIGONUM GYPSOPHILUM 66666666666 гг. в высоту. Толстые яйцевидные листья темно-зеленые, в основном голые, шириной около 0,75 дюйма (2 см). Часто ширина листа больше длины.Осенью листья становятся ярко-красными. Ярко-желтые цветки появляются с мая по июль на концах многоветвистого цветоноса. Размножение преимущественно вегетативное, а не семенное.
Среда обитания
Гипсовая дикая гречиха встречается в сообществе кустарников пустыни в полузасушливой области Севен-Риверс-Хиллз в Нью-Мексико. В этой части пустыни Чиуауа выпадает около 14 дюймов (36 см) осадков в год. Научное название вида gypsophilum, или «любящий гипс» подходит, поскольку растение растет только на гравийных обнажениях гипса на холмах, покрытых слоем известняка толщиной 50–100 футов (15–30 м).Растение обычно предпочитает склоны, обращенные на север, на высоте более 3300 футов (1000 м).
Распространение
Гипсовая дикая гречиха была впервые собрана в 1909 году недалеко от Лейквуда, штат Нью-Мексико, и считается, что она является эндемиком гипсовых почв крайнего юго-востока Нью-Мексико.
В настоящее время выращивание гипса дикой гречихи ограничено примерно 130 акрами (53 га) в округе Эдди, штат Нью-Мексико. Общая популяция оценивалась в 10 000 растений в 1987 г. и казалась стабильной. Территория обитания находится в ведении Бюро землеустройства (BLM) и Бюро мелиорации.
Угрозы
Угрозы гипсовой гречихе и ее хрупкой среде обитания считаются небольшими, но их нельзя игнорировать. Внедорожники нанесли некоторый ущерб другим растениям в этом районе, а пасущийся скот представляет некоторую опасность вытаптывания. Ожидаются договоры аренды нефти, и активное бурение приведет к ухудшению среды обитания.
Гипсовая дикорастущая гречиха очень специфична в отношении требований к среде обитания и требует специального субстрата.
Сохранение и восстановление
Когда гипсовая дикая гречиха была включена в федеральный реестр в 1981 году, BLM и Служба водных и энергетических ресурсов по закону должны были изучить потенциальное воздействие близлежащего проекта строительства плотины Брантли на популяцию гречихи.В их отчете говорилось, что несколько сотен самых низких растений могут быть слегка нарушены ростом каймы соленого кедра вокруг водохранилища плотины. Поскольку прогнозируемый уровень затопления водохранилища был значительно ниже высоты основной части населения, было определено, что завершение строительства плотины не нанесет значительного ущерба гречихе. С этим согласилась Служба рыболовства и дикой природы США. Однако есть некоторые опасения, что выпас скота, реконструкция прилегающей автомагистрали и воздействие уровня воды негативно скажутся на гречихе.
Когда вид был внесен в список, Критическая среда обитания была определена как включающая 130 акров (52,6 га) государственной земли, которая при правильном управлении обеспечивает подходящую среду обитания для существующей популяции.