Thạch cao xây dựng và các vật liệu khác được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân. Họ đã không làm ai ngạc nhiên trong một thời gian dài. Nhưng ít người nghĩ về chất kết dính thạch cao thực chất là gì, làm nguyên liệu thô cho nó và cách thu được nó. Nhưng để sản xuất tất cả các vật liệu xây dựng (vữa trát, vữa xây, tấm thạch cao) và các bộ phận khác, trước tiên bạn phải chuẩn bị nguyên liệu thô. Rốt cuộc, các đặc tính của nguyên liệu đã hoàn thành phần lớn phụ thuộc vào chất lượng của nguyên liệu được sử dụng.
Khái niệm và thành phần
Chất kết dính thạch cao là một vật liệu thoáng khí bao gồm chủ yếu là thạch cao dihydrat. Thành phần của thạch cao cũng được bổ sung bởi anhydrit tự nhiên và một số chất thải công nghiệp, bao gồm canxi sunfua.
Cùng một nhóm cũng bao gồm các chất kết hợp. Chúng bao gồm thạch cao nửa nước, vôi, xỉ lò cao, xi măng.
Nguyên liệu để sản xuất là đá có chứa sunfat. GOST đã xác định,rằng để sản xuất chất kết dính thạch cao, chỉ có thể sử dụng đá thạch cao (đáp ứng tất cả các yêu cầu áp dụng cho nó trong GOST 4013) hoặc photphogypsum, cũng đáp ứng các yêu cầu của văn bản quy định.
Đặc điểm của chất kết dính thạch cao
Vữa thạch cao phải được sử dụng cho đến khi cứng hoàn toàn. Bạn không thể khuấy nó sau khi quá trình kết tinh đã bắt đầu. Sự khuấy trộn gây ra sự phá hủy các liên kết được hình thành giữa các tinh thể khung. Điều này làm cho vữa mất khả năng làm se.
Sản phẩmthạch cao không thấm nước. Nhưng các nhà sản xuất vật liệu đã tìm ra cách thoát khỏi tình trạng này. Các nhà khoa học đã xác định rằng việc bổ sung nhiều chất kết dính thạch cao có thể làm tăng con số này. Do đó, các chất khác nhau được thêm vào thành phần của vật liệu: vôi, xỉ lò cao nghiền, nhựa cacbamit, chất lỏng hữu cơ, bao gồm silic.
Việc sử dụng vật liệu thạch cao không cần sử dụng thêm chất độn. Chúng không bị co lại, các vết nứt trên bề mặt được xử lý sẽ không xuất hiện. Ngược lại, chất kết dính thạch cao sẽ tăng thể tích sau khi đông cứng hoàn toàn. Trong một số trường hợp, mùn cưa, lửa, đá bọt, đất sét trương nở và các vật liệu khác được thêm vào.
Một tính năng khác - vật liệu thạch cao đẩy nhanh quá trình ăn mòn kim loại đen (đinh, thép cây, dây, v.v.). Quá trình này thậm chí còn nhanh hơn trong điều kiện ẩm ướt.
Chất kết dính thạch cao nhanh chóng hút ẩm và mất hoạt tính. Do đó, trong quá trình bảo quản vàvận chuyển phải tuân theo những quy tắc nhất định. Vật liệu chỉ có thể được bảo quản ở nơi khô ráo. Ngay cả với quy tắc này, sau ba tháng lưu trữ, vật liệu sẽ mất khoảng ba mươi phần trăm hoạt động của nó. Vật liệu được vận chuyển với số lượng lớn hoặc đóng gói trong các thùng chứa. Điều quan trọng là phải bảo vệ nó khỏi các mảnh vụn và độ ẩm.
Sản xuất
Các quy trình sau phải được thực hiện cho quy trình này:
- nghiền chất thạch cao tự nhiên;
- sấy nguyên liệu;
- ảnh hưởng của nhiệt độ.
Đá thạch cao được đưa vào boongke, từ đó nó đi vào máy nghiền. Ở đó nó được nghiền thành nhiều mảnh, kích thước không vượt quá bốn cm. Sau khi nghiền, vật liệu được đưa đến phễu cấp liệu qua thang máy. Từ đó, trong các phần bằng nhau, nó đi vào máy nghiền. Ở đó, nó được làm khô và nghiền thành một phần nhỏ hơn. Sấy khô ở giai đoạn này là cần thiết để tăng tốc độ và tạo điều kiện cho quá trình nghiền nguyên liệu.
Trong cối xay, bột được nung đến chín mươi độ. Ở trạng thái này, nó được vận chuyển đến lò hơi thạch cao. Ở đó, sự giải phóng nước khỏi chất xảy ra trong quá trình nung. Quá trình này bắt đầu với nhiệt độ thấp (khoảng 80 độ). Nhưng nước từ vật liệu được loại bỏ tốt nhất ở nhiệt độ từ một trăm mười đến một trăm tám mươi độ.
Toàn bộ quá trình xử lý nhiệt độ được chia thành hai giai đoạn. Đầu tiên, vật liệu được giữ trong bể phân hủy trong ba giờ. Nước được loại bỏ ở đó và thạch cao dihydratbiến thành bán thủy sinh. Tất cả thời gian này, thạch cao được khuấy để làm nóng đồng nhất. Vào cuối thời gian quy định, chất ở trạng thái được nung nóng được gửi đến cái gọi là boongke mòn mỏi. Nó không còn ấm lên nữa. Nhưng do nhiệt độ của bản thân chất đó cao nên tiếp tục diễn ra quá trình mất nước ở đó. Quá trình này mất khoảng bốn mươi phút nữa hoặc lâu hơn. Sau đó, các chất kết dính được coi là đã sẵn sàng. Và chúng được gửi đến kho thành phẩm.
Nguyên liệu chữa
Chất kết dính thạch cao cứng lại khi trộn bột với nước. Trong trường hợp này, một khối dẻo được hình thành, cứng lại trong vòng vài phút. Từ quan điểm hóa học, có một quá trình ngược lại với những gì đã xảy ra trong quá trình sản xuất. Nó chỉ xảy ra nhanh hơn nhiều. Đó là, thạch cao bán nước gắn nước, dẫn đến sự hình thành thạch cao dihydrat. Toàn bộ quá trình này có thể được chia thành ba giai đoạn.
Ở bước đầu tiên, chất thạch cao bán nước được hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch bão hòa thạch cao dihydrat. Dihydrat có chỉ số hòa tan cao. Do đó, quá trình siêu bão hòa của dung dịch xảy ra rất nhanh. Kết quả là - kết tủa, đó là dihydrat. Các hạt kết tủa này kết dính với nhau, do đó bắt đầu quá trình đông kết.
Bước tiếp theo là kết tinh. Các tinh thể riêng biệt của chất, khi chúng phát triển, bắt đầu kết nối và tạo thành một khung chắc chắn. Khi làm khô (hơi ẩm được loại bỏ), các liên kết giữa các tinh thể trở nênmạnh mẽ hơn.
Thay đổi tốc độ cài đặt
Quá trình thiết lập có thể được tăng tốc hoặc ngược lại, làm chậm lại nếu cần. Họ làm điều này với sự trợ giúp của các chất phụ gia được thêm vào chất kết dính thạch cao.
Các loại phụ gia đẩy nhanh quá trình đông kết:
chất làm tăng khả năng hòa tan của hemihydrat: natri hoặc kali sunfat, muối ăn và các chất khác;
chất sẽ là trung tâm của sự kết tinh trong phản ứng: muối axit photphoric, thạch cao tự nhiên nghiền nát, v.v
Đá thạch cao vụn được sử dụng phổ biến nhất. Các hạt của nó đóng vai trò là trung tâm kết tinh xung quanh đó tinh thể sẽ phát triển trong tương lai. Hiệu quả cao hơn được đặc trưng bởi thạch cao "thứ cấp". Nó được hiểu là thạch cao, đã được trải qua giai đoạn đông kết và cứng lại của canxi sunfua. Các sản phẩm bị vỡ và nát có thể là do loại này.
Các chất sau đây làm chậm quá trình đông kết:
tăng độ dẻo của bột: dung dịch keo gỗ trong nước, dịch truyền lá kim, nhũ tương keo vôi, LST, v.v.;
Sự phát triển của tinh thể bị ngăn cản bởi lớp màng hình thành trên các hạt thạch cao bán nước dưới tác động của các chất như hàn the, amoniac, chất làm chậm chất sừng, phốt phát kim loại kiềm và borat, rượu tử đinh hương và các chất khác
Điều cần lưu ý là sự ra đời của các chất phụ gia đẩy nhanh quá trình ảnh hưởng xấu đến cường độ của thạch cao. Vì vậy, chúng phải được sử dụng một cách thận trọng và bổ sung với số lượng nhỏ.
Thời gian thiết lập(độ cứng) phần lớn phụ thuộc vào chất lượng của nguyên liệu, thời gian và điều kiện bảo quản, nhiệt độ tại đó quá trình kết hợp nguyên liệu với nước và thậm chí cả thời gian trộn của dung dịch.
Thời gian đông kết quá ngắn thường liên quan đến sự hiện diện của các hạt dihydrat trong vật liệu, chúng vẫn ở đó sau khi nung. Thời gian đông kết cũng sẽ tăng lên nếu chất thạch cao được gia nhiệt đến khoảng 45 độ. Nếu nhiệt độ của vật liệu được tăng lên nhiều hơn, thì ngược lại, quá trình này sẽ chậm lại. Trộn hỗn hợp thạch cao trong thời gian dài sẽ đẩy nhanh quá trình đông kết.
Sự khác biệt giữa lý thuyết và thực hành
Một đặc điểm của quá trình đông cứng là thạch cao, không giống như các chất kết dính khác, tăng thể tích trong quá trình đông cứng (lên đến một phần trăm). Do đó, để hydrat hóa một chất bán nước, lượng nước cần gấp khoảng bốn lần so với lý thuyết. Về lý thuyết, nước cần khoảng 18,6% trọng lượng của vật liệu. Trong thực tế, người ta lấy nước để thu được dung dịch có tỷ trọng bình thường với số lượng lên đến bảy mươi phần trăm. Để xác định yêu cầu nước của nguyên liệu, thể tích nước được xác định theo phần trăm khối lượng của chính nguyên liệu, lượng nước này phải được thêm vào để thu được dung dịch có tỷ trọng bình thường (đường kính bánh 180 + 5 milimét).
Một sự khác biệt khác trong thực tế là khi nước thừa được loại bỏ trong quá trình làm khô, các lỗ chân lông sẽ hình thành trên vật liệu. Do đó, đá thạch cao mất đi sức mạnh của nó. Loại bỏ thời điểm này bằng cách làm khô bổ sung. Sản phẩm thạch cao được sấy khô ở nhiệt độ không quábảy mươi độ. Nếu bạn tăng nhiệt độ hơn nữa, phản ứng khử nước của chất sẽ bắt đầu.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất tạo thành
Để có được chất kết dính thạch cao, đá thạch cao phải chịu nhiệt độ cao. Tùy thuộc vào giá trị của nhiệt độ này, chất thạch cao có thể có hai loại:
Đốt cháy thấp, để sản xuất trong đó quá trình xử lý nguyên liệu thô diễn ra dưới ảnh hưởng của nhiệt độ từ một trăm hai mươi đến một trăm tám mươi độ. Nguyên liệu thô trong trường hợp này thường là thạch cao bán nước. Sự khác biệt chính của vật liệu này là tốc độ đông đặc cao
Đốt cháy cao (anhydrit), được hình thành do nhiệt độ cao (trên 100 độ). Làm cứng vật liệu như vậy lâu hơn. Quá trình đặt cũng mất nhiều thời gian hơn
Mỗi nhóm này lần lượt có một số nguyên liệu khác nhau.
Các loại chất kết dính bắn ra thấp
Chất kết dính thạch cao thuộc loại này bao gồm các vật liệu sau:
Thạch cao xây dựng. Để sản xuất nó, cần phải chọn đúng nguyên liệu. Được phép sản xuất thạch cao cho công trình xây dựng bằng cách sử dụng làm nguyên liệu thô, loại chất kết dính từ bậc 5 trở lên, tỷ lệ cân bằng trên sàng không quá mười hai phần trăm. Để sản xuất các sản phẩm xây dựng, chất kết dính thuộc cấp từ thứ hai đến thứ bảy là phù hợp, bất kể thời gian đông kết và mức độ mài. Các yếu tố trang trí được làm từ vật liệu cùng loại. Ngoại trừ các chất nghiền thô vàtừ từ nắm bắt. Hỗn hợp thạch cao được làm từ các chất cấp 2-25, ngoại trừ chất kết dính được mài thô và đông cứng nhanh
Thạch cao cường độ cao có thể được đặc trưng bởi một trong một số cấp (với chỉ số từ 200 đến 500). Độ bền của vật liệu này là khoảng 15-25 MPa, cao hơn nhiều so với các loại khác
Bột trét khuôn có nhu cầu nước cao và cường độ cao ở trạng thái đông cứng. Các sản phẩm thạch cao được làm từ nó: khuôn gốm, các bộ phận làm bằng sứ, v.v
Nguyên liệu anhydrite
Loài này, lần lượt, tạo thành hai chất:
xi măng anhydrit thu được bằng cách xử lý ở nhiệt độ lên đến 700 độ;
Estrich-thạch cao, được hình thành dưới ảnh hưởng của canxi sunfat trên 900 độ
Thành phần của thạch cao anhydrit bao gồm: từ hai đến năm phần trăm vôi, hỗn hợp sunfat với vitriol (đồng hoặc sắt) lên đến một phần trăm, từ ba đến tám phần trăm dolomit, từ mười đến mười lăm phần trăm lò cao xỉ.
Xi măngAnhydrit đông kết chậm (từ ba mươi phút đến một ngày). Tùy theo cường độ mà nó được chia thành các cấp sau: M50, M100, M 150, M200. Xi măng loại này được sử dụng rộng rãi trong xây dựng. Nó được sử dụng cho:
sản xuất chất kết dính, thạch cao hoặc vữa xây;
sản xuất bê tông;
sản xuất các vật dụng trang trí;
sản xuất vật liệu cách nhiệtvật liệu
Thạch cao Estrich có các đặc điểm sau:
- Chậm nắm bắt.
- Sức mạnh lên đến hai mươi megapascal.
- Độ dẫn nhiệt thấp.
- Cách âm tốt.
- Chống ẩm.
- Chống sương giá.
- Hơi biến dạng.
Đây là những lợi thế chính, nhưng xa hơn tất cả, mà thạch cao estrich có. Ứng dụng của nó dựa trên các chỉ số này. Nó được sử dụng để trát tường, sản xuất đá cẩm thạch nhân tạo, sàn khảm, v.v.
Chia chất kết dính thành các loại
Đặc tính của chất kết dính thạch cao cho phép chúng ta chia chúng thành nhiều nhóm khác nhau. Một số phân loại được sử dụng cho việc này.
Các nhóm sau được phân biệt theo thời gian cài đặt:
Nhóm "A". Nó bao gồm các chất làm se khít lỗ chân lông nhanh chóng. Quá trình này mất từ hai đến mười lăm phút
Nhóm "B". Các chất kết dính của nhóm này sẽ thu hồi trong sáu đến ba mươi phút. Chúng được gọi là tác nhân thiết lập thông thường
Nhóm "B", bao gồm các chất kết dính chậm đông kết. Phải mất hơn hai mươi phút để thiết lập. Giới hạn trên không được tiêu chuẩn hóa
Độ mịn của quá trình nghiền được xác định bởi các hạt còn lại trên sàng. Điều này là do chất kết dính thạch cao luôn nằm trên sàng có kích thước mắt lưới 0,2 mm. GOST cho biết các nhóm sau:
Nghiền thô hoặc nhóm thứ nhất chỉ ra rằng có đến hai mươi ba phần trăm vật liệu vẫn còn trên sàng
Xay vừa(nhóm thứ hai), nếu không quá mười bốn phần trăm chất kết dính còn lại trên sàng
Nghiền mịn (nhóm thứ ba) chỉ ra rằng cặn của chất trên sàng không vượt quá hai phần trăm
Vật liệu được kiểm tra độ bền uốn và nén. Để làm được điều này, các thanh có kích thước 40 x 40 x 160 mm được chuẩn bị từ một loại vữa thạch cao. Hai giờ sau khi sản xuất, khi quá trình kết tinh và hydrat hóa hoàn thành, các thử nghiệm bắt đầu. Chất kết dính thạch cao (GOST 125-79) được chia thành mười hai cấp theo độ bền. Chúng có các chỉ số từ hai đến hai mươi lăm. Giá trị của độ bền kéo tùy thuộc vào cấp được thu thập trong các bảng đặc biệt. Nó có thể được nhìn thấy ngay cả trong chính GOST.
Các thông số chính và loại vật liệu có thể được nhận biết bằng cách ghi nhãn. Nó trông giống như sau: G-6-A-11. Dòng chữ này sẽ có nghĩa như sau:
- G- chất kết dính thạch cao.
- 6 - cấp vật liệu (có nghĩa là cường độ hơn sáu megapascal).
- A - xác định loại bằng cách đặt thời gian (tức là làm cứng nhanh).
- 11 - cho biết mức độ mài (trong trường hợp này là trung bình).
Lĩnh vực ứng dụng vật liệu thạch cao
Công nghệ kết dính thạch cao giúp chúng ta có thể có được những vật liệu phù hợp để sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Thạch cao được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng. Quy mô ứng dụng của nó có thể được so sánh với việc sử dụng xi măng. Chất kết dính thạch cao có một số ưu điểm hơn so với xi măng cùng loại. Ví dụ, sản xuất của nó sử dụng ít nhiên liệu hơn gần nhưbốn lần. Nó hợp vệ sinh, có khả năng chống cháy, có độ xốp từ ba mươi đến sáu mươi phần trăm, tỷ trọng thấp (lên đến một nghìn rưỡi kilôgam trên mét khối). Những đặc điểm này xác định phạm vi của tài liệu.
Thạch cao được sử dụng rộng rãi để trát. Ứng dụng của nó không phụ thuộc vào cấp của vật liệu. Sử dụng chất kết dính với các hạt nghiền mịn và trung bình, đông kết bình thường và chậm. Thạch cao được thêm vào đá vôi và thạch cao cát. Điều này cải thiện độ bền của dung dịch sau khi làm khô. Và lớp bột trét trên bề mặt trở nên mịn và nhẹ, thích hợp để hoàn thiện thêm.
Chất thạch cao thuộc các cấp từ G-2 đến G-7 được sử dụng để sản xuất tấm vách ngăn, tấm thạch cao khô và các sản phẩm bê tông thạch cao khác. Chúng được thêm vào các giải pháp để có được các thành phần cho công việc nội thất.
Các sản phẩm và bộ phận bằng gốm, sứ và đồ gốm sứ được làm bằng chất kết dính thạch cao, thuộc các cấp từ G-5 đến G-25. Chất kết dính phải thuộc loại chất kết dính thường và được nghiền mịn.
Chất kết dính thạch cao dùng để pha chế vữa, dùng để trám trét cửa sổ, cửa đi, vách ngăn. Vì mục đích này, các loại vật liệu thấp hơn là phù hợp.
Như bạn có thể thấy, các đặc tính của chất kết dính thạch cao giúp chúng ta có thể sử dụng vật liệu cho các mục đích khác nhau và trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau. Nó bền, chống sương giá,hợp vệ sinh, thân thiện với môi trường, vật liệu chống cháy. Các đặc tính định tính của nó được xác định bằng cách thuộc về một nhóm vật liệu nhất định trên cơ sở cụ thể.
