Сырье для изготовления гипсовых вяжущих

Основным сырьем для производства гипсовых вяжущих является широко распространенный природный двуводный гипс, ангидрит и некоторые отходы химической промышленности, состоящие в основном из двуводного или безводного сернокислого кальция или их смеси (фосфогипс и др.). Кроме этого, для производства гипсовых вяжущих могут быть использованы природные смеси гипса и мелких частиц глины (гажа) или лёсса (ганч, арзык).

Природный двуводный гипс представляет собой горную породу осадочного происхождения, состоящую в основном из крупных или мелких кристаллов двуводного сернокислого кальция CaSO₄·2Н₂0. Плотные образования природного гипса называются гипсовым камнем. По внешнему виду и строению различают крупнокристаллический природный гипс (гипсовый шпат), тонковолокнистый гипс с шелковистым отливом (селенит) и зернистый гипс. Наиболее чистую разновидность зернистого гипса, напоминающую по внешнему виду мрамор, иногда называют алебастром.

Гипсовые породы обычно содержат примеси песка, глины, известняка, битуминозных веществ и др. Иногда встречаются слои гипса со слоями глинистых мергелей и других пород. Чистый гипс - прозрачен или белого цвета, примеси придают ему различные оттенки. Органические примеси окрашивают его в серые цвета, окислы железа - в желтовато-бурые и т.д. Примеси, равномерно распределенные в сырье и в небольших количествах, не оказывают вредного влияния на качество вяжущих. В гипсовом камне лучших месторождений количество примесей не превышает 2-5%.

В соответствии с существующими техническими нормами (ГОСТ 4013-82) гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95% двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90% в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70% в сырье 3 и 4 сортов. Средняя плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 2200-2400 кг/м³. Насыпная плотность гипсовой щебенки 1200-1400 кг/м³, влажность колеблется в широких пределах (3-5% и более). Содержание воды в различных партиях гипсового камня неодинаково и зависит от его физических свойств, относительной влажности воздуха, времени года и условий хранения.

Крупные месторождения природного двуводного гипса есть в центре европейской части России (Тульская и Нижегородской обл.), на севере (Архангельская обл.), в районах средней и нижней Волги, на Северном Кавказе (Краснодарский край), на Урале (Башкирия, Пермская и Оренбургская обл.), в Восточной Сибири (Иркутская обл., Красноярский край).

Гипсовый ангидрит - горная порода осадочного происхождения, состоящая преимущественно из минерала - безводного сернокислого кальция CaSO₄. Залежи ангидрита обычно подстилают слой двуводного гипса. Под действием грунтовых вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс. Поэтому в природе ангидрит редко состоит из одного безводного сернокислого кальция и обычно содержит до 5-10% и более двуводного гипса.

Ангидрит - порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная прочность достигает 2900-3100 кг/м³. Чистый ангидрит - белого цвета, но в зависимости от примесей он, как и гипс, имеет различные оттенки. В природе ангидрит встречается реже, чем двуводный гипс. В России месторождения ангидрита встречаются в Башкирии.

В качестве исходных материалов для производства гипсовых и ангидритовых вяжущих веществ рационально использование побочных продуктов (отходов) химической промышленности. Так, например, при производстве суперфосфатов из отходов получают фосфогипс, из отходов при производстве борной кислоты - борогипс, из отходов при производстве цинковых белил - цинкогипс и т.п.

Гипсосодержащие породы - глиногипс - обычно представляют собой землистую породу, которая состоит из гипса с песчано-глинистыми и известково-глинистыми примесями. Химический и минералогический состав глиногипса часто заметно колеблется даже в пределах одного месторождения. Количество двуводного сернокислого кальция в глиногипсе составляет от 30 до 60%. Вяжущие вещества, полученные из глиногипса, значительно уступают по прочности и другим физико-механическим свойствам материалам, приготовленным из относительного чистого природного двуводного гипса. Месторождения глиногипса встречаются на Кавказе, в Волгоградской, Ростовской, Астраханской областях.

Литература:

1. Крутов П.И., Цуканов Ю.С. Гипс и гипсовые изделия в сельском хозяйстве. М., 1971
2. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М., Стройиздат, 1986.