Классификации и свойства гипса.

Отличительным свойством гипса является то, что он способен принимать любую форму. Сроки отвердения варьируются от считанных минут до суток. Гипс используют как добавку ко многим современным строительным смесям. Гипсовый раствор широко применяется в разных областях человеческой деятельности, среди них можно выделить медицину (оттиски рта, модели зубов), строительство (добавки в различные штукатурные и строительные смеси), промышленность (в создании красок и бумаги) и в искусстве (создание лепных изделий и скульптурных моделей).

Подходя к процессу отвердения, следует отметить, что в его основе лежит процесс химического возвращения полугидрата сульфата кальция в природную структуру дигидрата сульфата кальция. Это происходит в тот момент, когда полугидрат погружается в воду и начинается процесс его насыщения. По мере его насыщения водой и происходит процесс отвердения. Следует подчеркнуть, что прочность такого гипса, как правило, превосходит прочность природного.

Специальности и профессии, связанные с работой по гипсовому камню и порошкообразному гипсу, почти не соприкасаются друг с другом, отсюда возникает проблема в терминологии, когда под одним и тем же наименованием могут быть представлены два разных понятия. Так, например, под термином «алебастр» имеют в виду как натуральный камень, из которого вытачивают и вырезают предметы ДПИ, так и строительную смесь, эта же ситуация наблюдается и с термином «гипс»: он может употребляется, когда идёт речь и о камне, и о порошкообразной вяжущей смеси на его основе.

В таком случае, когда речь идёт о порошкообразных вяжущих смесях, вернее употреблять «смесь алебастра» и «гипсовые вяжущие». Данные употребления терминов встречаются в некоторых трудах. В письменных источниках, связанных с геологией и минералогией, эти два понятия стремятся разделить, тогда как в письменных источниках по реставрации, как правило, смесь из гипса называют его термином из геологии.

На сегодняшний день имеется ГОСТ 23 789—79, который включает в себя все виды свойств гипсовых вяжущих. Их общее различие состоит в показателях прочности.

Для составления стандарта в 1970 годах были проведены различные виды испытаний на гипсовом помоле, определены его многие его параметры.

В рамках исследования были проведены следующие перечни испытаний:

Определение тонкости (степени) помола.

Определение степени прочности на сжатие.

Определение степени прочности на растяжении при изгибе.

Определение содержания гидратной воды.

Определение объемного расширения (использование прибора ГОИ).

Определение водопоглощения.

Определение содержания нерастворимого остатка.

Определение содержания металлопримесей в вяжущем.

Определение удельной поверхности.

Данный ГОСТ позволил определить многие стандарты. Так, например, было определено, что плотность разновидностей гипсовых вяжущих колеблется в пределах 2,6—2,75 г/см3. Насыпная плотность в рыхлом состоянии, как правило, составляет 800—1100, а в уплотненном—1250—1450 кг/м3.

Дисперсность гипсовых вяжущих (зависит от степени измельчения при помоле и влияет на водопотребность материала, прочность и некоторые другие свойства) оценивается по остатку на сите с размерами ячеек, в свету 0,2 мм (в % по массе от просеиваемой пробы). При этом различают следующие виды: грубый помол (индекс I), остаток на сите не более 23%; средний помол (индекс II) — 14%; тонкий помол (индекс III) — 2 %.

Водопотребность – степень добавления воды в гипсовую смесь для достижения максимальных прочностных характеристик. По ГОСТ 23789 79 для β -полугидрата требуется 5070 % воды, а для α -полугидрата — 3545 %.

Затвердевший гипс представляет собой твердое тело с высокой пористостью, достигающей 40—60 % и более. С увеличением количества воды на объем смеси пористость гипсового изделия возрастает, а прочность уменьшается.

Водопотребность гипса увеличивается с повышением степени его измельчения. Даже небольшое увеличение водопотребности смеси приводит к повышению прочности гипсовых отливок, поэтому целесообразно измельчать гипс тоньше, чем это предусмотрено стандартом.^[5]

По классификации гипсовые вяжущие делятся на три основных группы:

I – вяжущие, полученные путём термической обработки (низкообжиговые, обжиговые, высокообжиговые и варочные)

II – вяжущие, получаемые без термической обработки

III – вяжущие, получаемые путём смешения гипсовых вяжущих I и II группы с различными минеральными и химическими компонентами.

В последние годы, востребованность и популярность смесей на гипсовой основе для создания скульптурных и лепных изделий стала возрастать. Это повлияло на разработку и выпуск новых материалов на гипсовой основе относящихся к III группе, которые превосходят стандартную прочность гипса более чем в два раза, это происходит благодря добавления в него различным модификаторов, пластификаторов и натуральных компонентов, таких как известь и цемент. К таким материалам можно отнести смесь для 3D литься «Скульптор» фирмы СГК (Самарский гипсовый комбинат). Эта смесь обладает рядом преимуществ перед высокопрочным гипсом. Эта смесь в отличие от обыкновенного гипса имеет прочность 35 Мпа, когда гипсовые вяжущие обладают 16 Мпа. При заливке обладают большей текучестью и не требуют применение вибро стола.