Технологическая линия по производству высокопрочного гипсового вяжущего

Механическая  прочность затвердевшего гипсового вяжущего определяется по результатам испытаний стандартных образцов на изгиб и (или) сжатие после твердения определенное время в соответствующих условиях в зависимости от вида вяжущего.

При стандартных  режимах твердения прочность  высушенных образцов в 2 и более раз выше прочности образцов через 2 ч после формования. Так прочность образцов из строительного гипса через 2 ч составляет 4.. .6 Мпа, а сухих 10…16 Мпа, из формовочного гипса соответственно – 6…8 и 18…20 Мпа, из высокопрочного – 15.. .20 и 35.. .40, супергипса – 22.. .30 и 60.. .70 Мпа.

Механическая  прочность затвердевшего гипсового  камня зависит от его плотности. По Б.Г. Скрамтаеву прочность пропорциональна четвертой степени его плотности. Я.И. Вихтером предложена зависимость между прочностью на сжатие К_сж и средней плотностью р_ср гипсового камня в сухом состоянии:

R_сж=К* р_ср^3,1   

'где  К – коэффициент, численно равный прочности гипса при средней плотности, равной 1; р_ср – средняя плотность затвердевшего гипса, г/см³.

Чем выше коэффициент К, тем более эффективно применение гипсо-даого вяжущего при изготовлении изделий.

Увеличение  плотности за счет снижения водогипсового  отношения и интенсивного уплотнения является эффективным мероприятием, способствующим повышению прочности.

Старение гипсовых вяжущих веществ – это изменение их свойств (водопотребности, сроков схватывания, прочности) во время хранения. ного-₄ние может быть естественным и искусственным.

При естественном старении происходит изменение свойств гипсовых вяжущих при обычных температурах в естественных условиях хранения. Положительная роль естественного старения проявляется до 20…30 сут их хранения. При дальнейшем хранении прочность снижается, увеличивается водопотребность и частичная перекристаллизация мелких частичек двугидрата сульфата кальция в более крупные. По этой причине гипсовое вяжущее необходимо хранить в закрытых емкостях (силосах).

Искусственное старение – изменение свойств гипсовых вяжущих путем ускорения процесса старения до нескольких минут за счет частичной гидратации вяжущего искусственным оводнением. Оводнение осуществляется в закрытых смесителях путем обработки вяжущего насыщенным водяным паром при температуре 100°С и выше. В результате такой обработки вяжущее приобретает пониженную водопотребность и на 20…30% повышенную прочность. Хранить такое вяжущее следует не более 10 сут. 

Плотность. Значения истинной, насыпной в уплотненном и в рыхлом состоянии плотности гипсовых вяжущих составляют соответственно 2,6.. .2,75 г/см³, 1200… 1450 и 800… 1100 кг/м³. Её определяют по ГОСТ 6427.

Удельная  поверхность. Внешняя удельная поверхность  гипсовых вяжущих веществ – это суммарная поверхность всех зерен в единице объема или массы. Полная удельная поверхность – это сумма внешней поверхности и поверхности пор и капилляров. На удельную поверхность влияет размер, форма и микроструктура частиц вяжущего, которые зависят от способа производства вяжущих.

Внешняя удельная поверхность гипсовых вяжущих, применяемых для строительных целей, находится в пределах 0,3…0,5 м /г, а высокопрочных -0,09…0,12м²/г.

Водостойкость гипсовых вяжущих оценивается по коэффициенту размягчения.

Гипсовые  вяжущие в зависимости от величины коэффициента размягчения делятся на:

неводостойкие (НВ) – Кр < 0,45;           

средней водостойкости (СВ) – 0,45 < Кр < 0,6;

повышенной  водостойкости (ПВ) – 0,6 < Кр < 0,8 ;

водостойкие (В) – Кр > 0,8.

Неводостойкость гипса объясняется высокой растворимостью двугидрата сульфата кальция, его высокой проницаемостью и расклинивающим действием молекул воды при проникании в межкристаллические полости (эффект Ребиндера). Структура затвердевшего гипсового камня

характеризуется высокой сообщающейся пористостью, удлиненными кристаллами двугидрата сульфата кальция, которые имеют между собой точечные соединения, имеющие тенденцию к разрыву при небольших напряжениях, и полости, в которые проникает вода, ослабляя связи и растворяя двугидрат. В.П. Балдин отмечает и еще одну причину – это развитие кристаллизациного давления за счет перекристаллизации мелких кристаллов двугидрата.

Мономинеральные гипсовые и ангидритовые вяжущие  являются воздушными  неводостойкими веществами (НГВ). Гипсоцементнопуццолановые  вяжущие (ГЦПВ) и композиционные гипсовые вяжущие (КГВ)  относятся к классу водостойких гипсовых вяжущих (ВГВ) и в зависимости от состава исходных компонентов могут быть любой категории водостойкости (ТУ 21-0284757-90).

Деформативность. Полугидрат сульфата кальция при схватывании и твердении в первоначальный период обладает способностью увеличиваться в объеме примерно на 05,…1 %. Увеличение объема еще не схватившейся пасты не имеет вредных последствий, а часто является преимуществом при изготовлении различных изделий или ремонтных работах. Расширение затвердевшего гипсового вяжущего обусловлено наличием в нем растворимого ангидрида, поскольку он при твердении увеличивается на 0,05…0,15 %. Гипсовые вяжущие, полученные при более высокой температуре и содержащие повышенное количество растворимого ангидрида, характеризуются большим объемным расширением. Высокопрочное  гипсовое вяжущее при твердении обычно имеет расширение около 0,2 %.

     При дальнейшем твердении и  высыхании происходит усадка  в пределах 0,05…0,1%.

 Затвердевшие  воздушные гипсовые вяжущие характеризуются сильно выраженными пластическими деформациями под действием нагрузок (ползучесть).  Эти деформации малы, если образцы находятся в сухом состоянии. Но даже незначительное увлажнение вызывает резкое увеличение необратимых деформаций, особенно под действием изгибающих нагрузок. Это ограничивает возможности применения гипсовых неводостойких вяжущих в несущих конструкциях, особенно, изгибаемых. 

Огнестойкость.  Материалы из гипсовых вяжущих обладают повышенной огнестойкостью. Это обусловлено тем, что при воздействии огня затрачивается значительное количество теплоты на испарение кристаллизационной воды, выделяющейся при дегидратации двугидрата  сульфата кальция, и образованием в процессе дегитратации сильно развитой пористой структуры гипса, имеющей высокий коэффициент термического сопротивления. Решающее влияние на свойства гипсовых вяжущих, изготовленных из природного сырья или гипсосодержащих отходов, оказывает способ их производства  и вид основного оборудования.

             
 
 

                                                                                                                                                 Таблица 2

Свойства  гипсовых вяжущих в зависимости от способа их изготовления и применяемого оборудования для тепловой обработки [3] 

 
 
 
 
 
 
 
 

1.5. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения продукта [9]

Правила приемки

Приемку вяжущего производят партиями. Каждая партия должна состоять из вяжущего одного вида и марки и оформлена одним документом о качестве.

Размер  партии устанавливают в зависимости  от годовой мощности предприятия  в следующем количестве:

500 т  – при годовой мощности свыше 150 тыс. т;

200 т  – при годовой мощности от 50 до 150 тыс. т;

65 т  – при годовой мощности до 50 тыс. т.

При отгрузке вяжущего в судах размер партии устанавливают  по согласованию изготовителя и потребителя.

 Приемку  вяжущих техническим контролем  предприятия-изготовителя производят  на основании данных производственного контроля и приемо-сдаточных испытаний.

 Производственный  контроль включает в себя периодические  испытания сырья и вяжущего, проводимые  в объемах и в сроки, установленные  действующей на предприятии технологической  документацией.

 По  данным приемо-сдаточных испытаний назначают вид и марку вяжущего.

 Приемо-сдаточные  испытания включают испытания  вяжущего каждой партии по  всем показателям качества, предусмотренным  нормативно-технической документацией  на конкретный вид вяжущего.

Партия  вяжущего принимается и может быть отгружена, если результаты приемо-сдаточных испытаний по:

пределам  прочности при сжатии и изгибе образцов в возрасте 2 ч;

срокам  схватывания;

тонкости  помола;

удовлетворяют требованиям нормативно-технической  документации на вяжущие данного вида.

Перечень  приемо-сдаточных испытаний, необходимых  для приемки партии, может быть изменен или дополнен в соответствии с требованиями нормативно-технической  документации на конкретный вид вяжущего.

 Для  проведения приемо-сдаточных испытаний  от каждой партии из потока вяжущего при его транспортировании от мелющего агрегата отбирают точечные пробы в порядке, установленном ГОСТ 23789-79 и подготавливают из них одну объединенную пробу.

 При  получении неудовлетворительных результатов приемо-сдаточных испытаний по какому-либо показателю  проводят повторные испытания вяжущего по этому показателю на удвоенном количестве проб.

 Для  проверки правильности назначения  вида и марки вяжущего предприятие-изготовитель определяет прочность вяжущего каждой партии в сроки, установленные нормативно-технической документацией.

 Результаты  приемо-сдаточных испытаний заносят  в журнал по форме обязательного  приложения. Журнал приемо-сдаточных  испытаний должен быть пронумерован, прошнурован и опечатан сургучной или гербовой печатью.

Журнал  приемо-сдаточных испытаний является официальным документом, удостоверяющим качество продукции.

В случае получения неудовлетворительных результатов  при повторных испытаниях служба технического контроля предприятия-изготовителя бракует всю партию вяжущего.

 Каждая  партия вяжущего или ее часть,  поставляемая в один адрес,  должна сопровождаться документом  о качестве, в котором должно  быть указано:

наименование  предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак и адрес;

номера  вагонов (транспортных средств);

обозначение вяжущего по действующей нормативно-технической  документации;

номер партии и дата отгрузки;

марка вяжущего.

Перечень  показателей, содержащихся в документе  о качестве, может быть дополнен в соответствии с требованиями стандартов или другой нормативно-технической документации на конкретный вид вяжущего.

 Документ  о качестве должен быть подписан  руководителем службы технического  контроля предприятия-изготовителя  или его заместителем и должен быть отправлен потребителю не позднее 3 сут с даты отгрузки вяжущего, если договором на поставку не предусмотрен другой порядок.

 Потребитель  имеет право проводить контрольную  проверку качества вяжущего, осуществляя  отбор проб по ГОСТ 23789-79 и в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

 При  контрольной проверке качества  вяжущее должно соответствовать  всем нормативам, указанным в  стандарте для данного вида  и марки вяжущего.