Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Гіпсові в'яжучі речовини
|
|
Гіпсові в'яжучі речовини одержують термічним обробленням гіпсового каменю. Природний сульфат кальцію - гіпс - містить дві молекули води на одну молекулу сульфату CaS04-2H20. При нагріванні він розкладається, втрачаючи воду і утворюючи напівгідрат CaSO4-0, 5H2O, причому при температурі 110-170°С утворюється дрібнокристалічний, т. зв. р-напів-гідрат (промисловий продукт - будівельний гіпс), а при 115-200°С - велико-кристалічний а-напівгідрат (високоміцний гіпс).
Будівельний та високоміцний гіпс - в'яжучі речовини, які швидко тужавіють і швидко твердіють. Гіпсова суспензія тужавіє звичайно за 15 хвилин, а кінцеву міцність набуває за декілька годин, при цьому міцність будівельного гіпсу становить до 5 МПа, високоміцного - до 20 МПа (після висихання) [200].
Швидкість тужавіння гіпсу зростає при підвищенні температури до 50°С. У ході подальшого збільшення температури терміни тужавіння продовжуються, а за температури понад 80-90°С гіпсовий розчин не тужавіє. Рухомість гіпсового розчину характеризується даними табл. 2.16, швидкість схоплювання - табл. 2.17.
Таблиця 2.16- Рухомість гіпсового розчину
| Уповільнювач | В/Т | Dp, см | Уповільнювач | В/Т | Dp, см | ||
| Вид | Кількість від маси гіпсу, % | Вид | Кількість від маси гіпсу, % | ||||
| - | - | 0, 5 | 7-8 | Сульфонол | 1, 0 | 0, 5 | |
| Бура | 0, 4 | 0, 5 | НЧК | 10, 0 | 0, 4 | ||
| Гексаметафос-фат натрію | 0, 1 | 0, 5 | ССБ | 10, 0 | 0, 4 |
Штучний камінь утворюється переплетенням мікроскопічних кристалів двоводного гіпсу CaS04-2H20, які мають форму голок. Внаслідок високої розчинності сульфату кальцію затверділі гіпсові в'яжучі речовини розм'якшуються у воді і тому відносяться до повітряних в'яжучих речовин.
Найважливішою особливістю гіпсового каменю є його низька водостійкість. Внаслідок розчинення у воді двоводного сульфату кальцію,
Таблиця 2.17 - Швидкість охоплення розчинів високоміцного гіпсу з різними сповільнювачами (температура 22±2°С)
| Вид сповільнювача | В/Т | Додаток сповільнювача від маси гіпсу, % | τ п.схопл. год.- хв.. | σ згин. Через 3 год. тверднення у воді, МПа |
| - | 0, 5 | - | 0-05 | 3, 5 |
| Бура | 0, 5 | 0, 5 | 0-40 | 2, 2 |
| -//- | 0, 5 | 0, 7 | 4-00 | - |
| Гексаметатостат натрію | 0, 5 | 0, 1 | 1-15 | 1, 9 |
| Сульх онол | 0, 5 | 0, 5 | 0-33 | - |
| -//- | 0, 5 | 1, 0 | 2-00 | - |
| НЧК | 0, 4 | 1, 0 | 0-20 | 1, 4 |
| -II- | 0, 4 | 2, 0 | 5-40 | 1, 2 |
| ССБ | 0, 4 | 5, 0 | 0-30 | - |
| -II- | 0, 4 | 10, 0 | 1-40 | - |
який утворює штучний камінь, міцність останнього швидко знижується, аж до повного руйнування. За модуля поверхні (відношення площі поверхні до об'єму), що дорівнює 5м1, штучний гіпсовий камінь, який знаходиться в прісній воді, знижує свою міцність на 50% через 1 місяць. Якщо вода містить солі, які підвищують розчинність CaS04 (наприклад, NaCl), міцність знижується швидше. Додатки - уповільнювачі тужавіння - трохи підвищують водостійкість.
Міцність штучного каменю в залежності від додавання уповільнювачів тужавіння така:
Водогіпсове відношення (В/Г) 0, 35 0, 40 0, 45 0, 50 0, 55 0, 60
Напруга згину σ,,. (МПа) через 3 год.
твердіння у воді за t = 22°С та додавання:
бури 3, 4 3, 1 2, 9 2, 4 1, 9 1, 6
гексаметафосфату натрію 4, 0 3, 4 3, 1 2, 9 2, 4 2, 0
Однак, не дивлячись на розчинність двоводного гіпсу і невелику міцність каменю, гіпсові в'яжучі матеріали все ж таки використовуються для цементування свердловин, але з додаванням речовин, які уповільнюють тужавіння і підвищують водостійкість. Гіпс можна використовувати для цементування свердловин за температур нижче 100°С та відсутності контакту з напірними водоносними пластами. Перевага гіпсу як тампонажного матеріалу - невелике збільшення об'єму в результаті твердіння (0, 1-0, 5%). Водовіддача гіпсового розчину приблизно відповідає водовіддачі цементного розчину, а тепловиділення під час твердіння є трохи меншим.
Двоводний і напівводний гіпс застосовуються також як складові частини в інших тампонажних цементах.