Формовочный гипс

Формовочный гипс отличается от строительного более тонким помолом и повышенной прочностью. Как строительный, так и формовочный гипс выпускается по ГОСТу 125-70.

Объемная масса насыпного разрыхленного гипса составляет 800-1100 кг/см³, а уплотненного 1250-1450 кг/см³. Свойства формовочного гипса характеризуются прочностью и тонкостью помола и сроками схватывания. Формовочный гипс разделяется на 1-й, 2-й и 3-й сорта. За показатель прочности гипса принимают предел прочности при сжатии образцов кубиков размером 70,7X70,7X70,7 мм, испытанных через 1,5 часа после изготовления. Предел прочности при сжатии формовочного гипса 1-го сорта должен быть не менее 55 кг/см², 2-го сорта - 45 кг/см 2 и 3-го сорта - 35 кг/см². Образцы кубиков для испытания готовят из гипсового теста нормальной густоты, то есть строго определенной консистенции. Для этого берут воды от 50 до 70% от массы гипса.

С увеличением количества воды, потребной для затворения гипса, прочность его понижается, так как избыток воды испаряется, в результате чего образуются поры.

Формовочный гипс - быстросхватывающееся вяжущее. Поэтому для форматоров имеют большое значение сроки схватывания. Начало схватывания гипса должно наступать не ранее 4 мин. от момента затворения гипсового теста, а конец - не ранее 6 мин., но не позднее 30 мин.

При затворении гипса водой, подогретой до температуры 40-45°С, процесс схватывания протекает быстрее, но если температура выше указанной, то схватывание, наоборот, замедляется, а при высокой температуре 90-100° С схватывание и твердение гипса вообще прекращается.

Для регулирования сроков схватывания гипса применяют специальные вещества, служащие ингибиторами (замедляющими реакцию) или катализаторами (ускоряющими реакцию).

В качестве ингибиторов, замедляющих процесс схватывания гипса, можно применять 5-10%-ный раствор клея столярного, 2-3%-ный раствор буры, 5-6%-ный раствор сахара, глицерин в виде 3-4%-ной водной эмульсии, 5%-ный раствор этилового спирта. При этом следует помнить, что ингибиторы понижают прочность гипса.

В качестве катализаторов - вещtств, ускоряющих реакцию затвердения гипса, можно применять 3-4%-ный раствор поваренной соли (NaCL), сульфат натрия (Na₂S0₄), селитру (KN0₃), сернокислый калий (K₂S0₄).

Упрочнение двуводного гипса обычно достигается путем уменьшения его растворимости, уплотнения гипсовой массы, пропиткой различными веществами, препятствующими проникновению влаги в скульптуру.

В строительной промышленности с этой целью в состав гипса вводят известь, гидравлические добавки, гранулированный доменный шлак или смесь извести с этими добавками и шлаком. Но все эти добавки вызывают лишь относительное повышение водостойкости. Только введение шлака или гидравлических добавок в больших количествах делает гипс абсолютно водостойким, но в этом случае по существу получается совершенно иной материал, в котором доминируют добавки, а не гипс, и такой материал не обладает свойствами, присущими гипсу.

Существует много способов повышения водостойкости и упрочнения гипса^*. Приводим здесь наиболее распространенные.

^*(В строительной промышленности для повышения водостойкости гипса применяют поверхностно-активные вещества (винсол и канифоль, сульфатно-спиртовую барду и др.), но при их применении процессы схватывания гипса протекают очень быстро.)

1. Полуводный гипс растворяется водой, содержащей 4-8 весовых частей клея и 0,4-0,5 части цинкового купороса на 100 весовых частей гипса.

2. После высушивания гипсовую отливку пропитывают раствором гидрата окиси бария, образующего нерастворимые в воде сернокислый барий и окись кальция, с течением времени превращающиеся на воздухе в карбонат кальция, который увеличивает водостойкость гипса.

3. Для упрочнения гипсовых отливок к воде при замешивании гипса добавляют на каждые 100 частей воды две части желатина и одну часть квасцов.

4. Упрочнение гипса производится путем добавления к гипсу перед его замешиванием до 50% кремневой кислоты. После формования отливку сушат и затем нагретую до температуры 60-80° С пропитывают раствором хлористого бария.

5. Гипсовую скульптуру пропитывают горячим насыщенным раствором буры. Дав скульптуре высохнуть, ее пропитывают вторично, и, снова высушив, дважды пропитывают горячим раствором хлористого бария, высушивая скульптуру после каждой пропитки. Обработанную таким образом скульптуру покрывают горячим водным раствором мыла и затем промывают для удаления растворимых солей.

6. Гипсовую скульптуру обезвоживают в печи при температуре 125° С, затем погружают в горячий раствор едкого бария. Для придания гипсу особой стойкости против атмосферных влияний его дополнительно обрабатывают раствором щавелевой кислоты.

7. Интересным способом повышения водостойкости гипсовой скульптуры является введение в гипс кремнеорганических соединений до его затвердения. Так, в частности, в гипс предварительно вводят метил-силиконат натрия в количестве до полупроцента от веса воздушно-сухого гипса. При этом в гипсе ускоряются сроки схватывания и возрастает его прочность.

8. Мелкоразмолотый гипсовый камень погружают в водный раствор кипящего хлористого кальция и кипятят 1-2 часа. Затем гипсовый камень отделяют от раствора, промывают горячей водой и сушат. Прочность такого гипса составляет на сжатие 60 кг/см².