Минерал гипс: описание и применение. Особенности работы с гипсом в стоматологии

Гипс строительный - сероватое либо белое порошкообразное вещество тонкого помола. Получается переработкой природного минерала методом обжига при повышенных температурах.

Производство

Изготавливается строительный гипс способом дробления естественных материалов с последующей переработкой в автоклавах. Для достижения нужной фракции материал проходит сушку и помол в шаровых мельницах.

Получение строительного гипса основано на уникальной способности вещества к выделению влаги из кристаллической решетки при нагревании до 140 о С. При достаточно незначительных температурных воздействиях нагреванием получают алебастр.

Разновидности

Существует несколько разновидностей гипса, которые находят широчайшее применение в сфере строительства и ремонта:

Высокопрочный - схож по составу с обычным строительным гипсом, однако строительная фракция отличается более мелкой кристаллической структурой. Высокопрочный гипс, благодаря наличию крупных кристаллов, обладает меньшей пористостью и высокой прочностью.
Полимерный - применяется при выполнении мелких ремонтных работ. Хорошо знакомы с материалом врачи-травматологи, которые нередко используют вещество для наложения повязок при переломах.
Целлакастовый - отличается податливой вязкой структурой. Эффективен при необходимости заделки мелких полостей в горизонтальных и вертикальных поверхностях.
Скульптурный - отличается наивысшей прочностью. Практически не содержит примесей и обладает естественной белизной. Используют преимущественно для заливки форм, изготовления скульптур, статуэток, фаянсовой продукции.
Акриловый - производится путем соединения минерала с водорастворимой акриловой смолой. Застывшая субстанция во многом напоминает гипс строительный, однако является более легким материалом.

Свойства строительного гипса

Качества всех гипсовых основ отличаются некоторой схожестью. Поэтому строительную фракцию можно считать эталоном для всех разновидностей материала.

Гипс строительный характеристики имеет следующие:

Отличается плотной мелкозернистой структурой.
Быстро схватывается и затвердевает. На приобретение плотной консистенции после закладки смеси уходит порядка пяти минут. Полностью схватывается материал примерно через полчаса.
Выдерживает влияния высочайших температур. Без разрушительных последствий гипс можно нагревать до 600-700 о С. При контакте с открытым пламенем деструктивные проявления становятся видны лишь после 6-7 часов.
Свойства гипса строительного позволяют ему противостоять существенным механическим воздействиям. Во время теста на сжатие материал демонстрирует прочность от 4 до 6 Мпа. У хорошо просушенных фракций показатели прочности в несколько раз выше.
Гипс отличается низким показателем теплопроводности, что позволяет его использовать при выполнении широкого ряда работ.

Строительный гипс: применение

Материал входит в число основных компонентов для изготовления большинства распространенных строительных смесей: шпатлевок, наливных полов, штукатурки и т.п.

Широко применяется гипс в индустрии по производству фарфоровых и керамических изделий. Здесь материал становится актуален в основном при необходимости изготовления форм, макетов, всевозможных моделей.

В промышленной сфере из гипса производят изделия для тампонирования и изоляции нефтяных скважин, а также изготавливают декоративные плиты, вентиляционные решетки.

Применяют материал в сфере изготовления строительных материалов: гипсокартона, перегородочных плит, пазогребневых изделий, гипсобетонных блоков. Но наибольшее распространение гипс строительный приобрел в индустрии производства быстротвердеющих легковыравнивающихся пластичных масс. Используются данные вещества при монтаже напольных, потолочных, настенных покрытий, при необходимости заделки швов, трещин и неровностей.

Приготовление смеси

Чтобы подготовить материал к использованию, потребуется сухая гипсовая основа и вода. Смешивать данные компоненты следует до достижения густоты, которая соответствует выполнению конкретных задач. Например, для заделки крупных углублений в вертикальных поверхностях лучше уменьшить количество воды при подготовке гипсовой смеси.

Процесс приготовления материала во многом схож с замешиванием клея для оклейки обоев. Вместительная емкость наполняется холодной водой, при постоянном неспешном помешивании засыпается сухая основа.

Следует понимать, что в полужидком, податливом состоянии материал находится не более 15 минут. Поэтому рекомендуется готовить смесь в небольших количествах под выполнение каждой конкретной задачи.

Подмешивание сухой основы в емкость после застывания предыдущей смеси с добавлением воды не является возможным, так как при этом гипс потеряет изначальные свойства. Несколько продлить время схватывания гипсовой массы без потери качества можно: для этого следует предварительно добавить в смесь небольшое количество обойного клея.

Хранение

Как и цемент, хранить гипс рекомендуется в водонепроницаемых полиэтиленовых мешках в сухих, хорошо проветриваемых помещениях. Однако даже при соблюдении всех требований к хранению материала со временем его свойства утрачиваются. Поэтому после истечения гарантийного срока применения материал стоит лишний раз испытать на пригодность.

Чтобы проверить качество гипса после длительного хранения, достаточно взять около 100 граммов материала, после чего растворить его в воде до образования консистенции не гуще сметаны. Образованную массу необходимо уложить на стекло либо листовой металл и определить время, которое уходит на полное застывание с момента приготовления смеси. Данный показатель должен соответствовать данным, указанным в технической документации материала. Отрезок времени, что необходим для застывания материала разных торговых марок, несколько отличается.

«Гипс» - имеет старое греческое происхождение и применялось для обозначения обожженного гипса или алебастра

Гипс является широко распространенным породообразующим минером осадочных пород.

] * 2H 2 O

Химический состав

CaO - 32,57 %, SO3 - 46,50 %, Н2О - 20,93 %. Обычно чист. В виде механических примесей устанавливаются: глинистое вещество, органические вещества (пахучий гипс), включения песчинок, иногда сульфидов и др.

Разновидности
1. Селенит - волокнистый гипс с шелковистым блеском. Применяется для обозначения полупрозрачного гипса, проявляющего своеобразные луноподобные светлые рефлексы.

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная

Класс призматический в. с. L2PC. Пр. гр. А2/п (C 6 2h). а0 = 10,47; b0 = 15,12; с0 = 6,28; β = 98°58′. Z = 4.

Кристаллическая структура

Согласно данным рентгенометрии, отчетливо выступает слоистая структура этого минерала. Два листа анионных групп 2–, тесно связанные с ионами Са2+, слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы Н2О занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность , столь характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO4, и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Са с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

Главные формы: Облик кристаллов. Кристаллы, благодаря преимущественному развитию граней {010}, имеют таблитчатый, редко столбчатый или призматический облик. Из призм наиболее часто встречаются {110} и {111}, иногда {120} и др. Грани {110} и {010} часто обладают вертикальной штриховкой.

Друза кристаллов

Форма нахождения гипса в природе

Облик кристаллов. Образует толсто- и тонкотаблитчатые кристаллы

Часты двойники характерные по виду - так называемые "ласточкины хвосты".

Двойники срастания часты и бывают трех типов:

галльские контактные двойники по (100),
парижские контактные двойники по (101)
реже встречаются крестообразные двойники прорастания по (209). Отличить их друг от друга не всегда легко.

Два первые типа напоминают ласточкин хвост.
Галльские двойники характеризуются тем, что ребра призмы m{110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l{111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках ребра призмы l{111} параллельны двойниковому шву.

Физические свойства гипса

Агрегаты. Встречается в виде плотных (алебастр), зернистых, землистых, листоватых и волокнистых агрегатов (атласный шпат), искривленные кристаллы, конкреции и пылевидные массы.

В пустотах встречается в виде друз кристаллов.

В трещинах иногда наблюдаются асбестовидные параллельно-волокнистые массы гипса с шелковистым отливом и расположением волокон перпендикулярно к стенкам трещин. На Урале такой гипс называют селенитом. В тех случаях, когда гипс кристаллизуется в рыхлых песчаных массах, он в своей среде содержит множество захваченных песчинок, отчетливо заметных на плоскостях спайности крупных кристаллических индивидов (так называемый репетекский гипс).

Оптические

Цвет гипса белый. Отдельные кристаллы часто водяно-прозрачны и бесцветны. Бывает окрашен также в серый, медово-желтый, красный, бурый и черный цвета (в зависимости от цвета захваченных при кристаллизации примесей).
Черта белая.
Блеск стеклянный.
Отлив на плоскостях спайности перламутровый; матовый, у волокнистых разностей - шелковистый.
Прозрачный или просвечивает.
Показатели преломления Ng = 1,530, Nm = 1,528 и Np = 1,520.Nm = b; (+)2V = 58°, с: Ng = 52°. Сильная дисперсия г > и {001}.

Механические

Твердость 2 (царапается ногтем). Весьма хрупок.
Плотность 2,32.
Спайность по {010} весьма совершенная, по {100}, соответствующая слоям из молекул Н2O;и {011} ясная; спайные выколки имеют ромбическую форму с углами 66 и 114°.
Излом ступенчатый, зернистый, занозистый.
Плоскости скольжения {010}

Химические свойства

Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37–38 °С, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107 °С вследствие образования «полугидрата»- Ca . 1/2 H2O.

В воде, подкисленной H2SO4, растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H2SO4 свыше 75 г/л растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

Диагностические признаки

Сходные минералы

Хорошо диагностируется по малой твердости (царапается ногтем) и весьма совершенной спайности. По спайности можно отщеплять тонкие листочки. Листочки гибкие. Похож на ангидрит , но более мягкий и в отличие от него царапается ногтем.

Для кристаллического гипса характерны весьма совершенная спайность по {010} и низкая твердость (царапается ногтем). Плотные мраморовидные агрегаты и волокнистые массы узнаются также по низкой твердости и отсутствию выделения пузырьков CO2 при смачивании HCl.

Сопутствующие минералы. Галит , ангидрит, сера , кальцит .

Происхождение и нахождение

Гипс в природных условиях образуется различными путями.

В значительных массах он отлагается осадочным путем в озерных морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще невысока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl2, вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит затем уже другие, более растворимые соли. Следовательно, гипс в этих бассейнах должен принадлежать к числу более ранних химических осадков. И действительно, во многих соляных месторождениях пласты гипса (а также ангидрита), переслаиваясь с пластами каменной соли, располагаются в нижних частях залежей и в ряде случаев подстилаются лишь химически осажденными известняками.
Весьма значительные массы гипса возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100–150 м) по реакции: CaSO4 + 2H2O = CaSO4 . 2H2O

При этом происходят сильное увеличение объема (до 30 %) и в связи с этим, многочисленные и сложные местные нарушения в условиях залегания гипсоносных толщ. Таким путем возникло большинство крупных месторождений гипса на земном шаре. В пустотах среди сплошных гипсовых масс иногда встречаются гнезда крупнокристаллических, нередко прозрачных кристаллов («шпатоватый гипс»).

В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. Нередко образуется также на известняках под действием на них вод, обогащенных серной кислотой или растворенными сульфатами. Встречается, наконец, в зонах окисления сульфидных месторождений, но не в столь больших количествах, как этого можно было бы ожидать. Дело в том, что в подавляющем большинстве случаев в сульфидных рудах в том или ином количестве присутствуют пирит или пирротин , окисление которых (особенно первого) существенно увеличивает содержание серной кислоты в поверхностных водах. Подкисленные же серной кислотой воды значительно увеличивают растворимость гипса. Поэтому в ряде месторождений гипс более обычен в верхних частях зон первичных руд, где он в трещинах встречается вместе с другими сульфатами.
Сравнительно редко гипс наблюдается как типичный гидротермальный минерал в сульфидных месторождениях, образовавшихся в условиях низких давлений и температур. В этих месторождениях он иногда наблюдается в виде крупных кристаллов в пустотах и содержит включения халькопирита , пирита, сфалерита и других минералов. Многократно устанавливались псевдоморфозы по гипсу кальцита, арагонита , малахита , кварца и других минералов, так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

Редким примером эндогенного (гидротермального) гипса могут служить прозрачные монокристальные массы, наросшие поверх щеток кристаллов цеолитов в полостях габброидов Талнахского месторождения (Норильская группа, Красноярский край).

Типичный морской химический осадок. По происхождению и нахождению в природе тесно связан с ангидритом. Может образовываться при дегидратации ангидрита. Образуется также в зоне выветривания сульфидов и самородной серы (так называемые гипсовые шляпы). Как и ангидрит, гипс иногда может быть гидротермального происхождения, встречаясь в продуктах фумарольной деятельности.

Месторождения

Осадочные месторождения гипса распространены по всему земному шару и приурочены к отложениям различного возраста. На перечислении их останавливаться не будем. Укажем лишь, что на территории России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарии, Архангельской, Вологодской, Нижегородской и других областях. Многочисленные месторождения позднеюрского возраста устанавливаются на Северном Кавказе, в Дагестане, Туркмении, Таджикистане, Узбекистане и др.

Хорошо известны его месторождения в районе Джирдженти, Сицилия; в Парижском бассейне, Франция; в Северной Германии; в районе Кракова, Польша; в Зальцбурге, Австрия; в Чихуахуа, Мексика; в штатах Нью-Йорк и Мичиган, США; в провинциях Онтарио и Нью-Брансуик (Хилсборо), Канада, и других местах.

Практическое применение

Практическое значение гипса велико, особенно в строительном деле.

Модельный или лепной (полуобожженный) гипс применяется для получения отливок, гипсовых слепков, лепных украшений карнизов, штукатурки потолков и стен, в хирургии, бумажном производстве при выделке плотных белых сортов бумаги и пр. В строительном деле он употребляется как цемент при кирпичной и каменной кладке, для набивных полов, изготовления кирпичей, плит для подоконников, лестниц и т. п.
Сырой (природный) гипс находит применение главным образом цементной промышленности в качестве добавки к портландцементу, каменный материал для ваяния статуй, различных поделок (особенно уральский селенит), в производстве красок, эмали, глазури, при металлургической переработке окисленных никелевых руд и др.

Используется в производстве вяжущих строительных минералов (строительный гипс, алебастр - полуобоженный гипс, цемент), в медицине, бумажной промышленности, в качестве удобрения. Селенит применяется как недорогой поделочный камень.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ. Теряя воду переходит в ангидрит (дегидратация).

Дегидратация гипса происходит постепенно; сначала он превращается в полугидрат Ca *0,5Н2О, затем в растворимый ангидрит y-Ca, далее в нерастворимый ангидрит (i-Ca и, наконец, при температуре выше 1500° в вероятную модификацию

При нагревании в условиях атмосферного внешнего давления, как показывают термограммы, гипс начинает терять воду при 80–90 °С, и при температурах 120–140 °С полностью переходит в полугидрат, так называемый модельный, или штукатурный, гипс (алебастр). Этот полугидрат, замешанный с водой в полужидкое тесто, вскоре твердеет, расширяясь и выделяя тепло.

Вот уже много столетий в архитектуре государств, имеющих в основе хорошо развитую культуру и искусство, ценящих прекрасное и неординарное, сохраняющих свои исторические памятники и традиции в строительстве и отделке, используется такой материал, как гипс.

В первую очередь это связано с его свойствами — пластичностью, естественной однородностью, однотонностью окраски, итоговой твердостью, что позволяет создавать абсолютно любые формы, будь то барельефный рисунок, орнамент из элементов лепнины или скульптура. При правильной эксплуатации, хороших условиях хранения, аккуратной реставрации созданные изделия могут служить вечно. Пример тому — и храмов по всему миру, сохранивших неповторимый интерьер с прошлых веков до наших дней.

Что нужно знать мастеру про свойства гипса и изделий из него

Гипс обладает таким количеством преимуществ, что его можно назвать поистине уникальным материалом.

Экологичность и натуральность. Гипс — полностью природный материал, его до сих пор добывают дедовским способом. Он максимально экологичен, что ставит такое сырье на много ступеней выше любого современного стройматериала.
Способность улучшать микроклимат. Давно замечено, что в помещениях, отделанных лепниной, дышится очень легко, даже если на улице стоит жара или льет дождь. Это легко объясняется тем, что застывший гипсовый раствор обладает способностью влагообмена: повышенная влага им впитывается, а при недостаточном количестве воды в воздухе — отдается.
Отзывчивость к реставрации. В отличие от стекла, кожи, древесины, камня и даже металла, лепнина подлежит полному восстановлению. При грамотно выполненных ремонтных работах она может выглядеть идеально, даже если ей сто лет. Попробуйте воссоздать утраченную часть фарфоровой или каменной чаши так, чтобы она смотрелась как новая. Согласитесь, это невозможно. А вот гипсовые изделия после реставрации не содержат видимых следов работы мастера.
Безграничные возможности декора. В умелых руках гипс принимает любые формы, на нем видны даже мельчайшие детали. Его можно окрашивать, патинировать, покрывать различными составами, придающими блеск или другие визуальные качества. Более того, он не подлежит усадке, поэтому готовый декор останется в первозданном виде ровно столько, сколько этого захочет владелец помещения.

Эти свойства были определяющими при выборе варианта много веков назад, остаются они актуальными и по сей день. До сих пор самые обеспеченные люди предпочитают украшать свои родовые поместья лепниной, а общественные культурные сооружения — храмы, библиотеки, музеи — без такого декора просто немыслимы. Оформление помещения настоящей лепниной (не стоит путать с дешевкой из полиуретана) — признак великолепного художественного вкуса и аристократизма.

Где можно применять гипс (алебастр)

Гипс используется в быту довольно часто:

строительные работы — выравнивание внутренних и внешних стен, потолков, вентиляционных коробов, изготовление перегородок;
изготовление огнезащитных барьеров и звукопоглощающих конструкций;
производство — гипсокартон, сухая штукатурка, арболит, гипсостружечные и гипсоволокнистые плиты и т.д.;
отделка — оформление интерьера, ландшафтный дизайн, архитектурные элементы, лепнина, плитка, сувенирные предметы и т.д.;
ремонт поврежденной лепнины и прочих изделий из алебастра;
как элемент гипсоцемента высокого качества.

Характеристики гипса для строительных и отделочных растворов

Современный строительный гипс (второе название — алебастр), используемый для приготовления раствора, производится классическим способом термообработки гипсового камня (150-180°С), добытого в карьерах. Полученное сырье проходит стадии размола и просева, в итоге получается однородный порошок с разным размером частиц — грубого, среднего и тонкого помолов.

Определяют степень помола до сих пор тем же способом, что и 500 лет назад. Полученный порошок отсевают на мелкоячеистом сите (0,2 мм). Остаток, который не прошел сквозь сетку, взвешивают, определяя его массу (в процентах от общего веса).

Если крупных частиц осталось много — до 23%, — полученному сырью присваивают индекс I, что соответствует грубому помолу.
До 14% — индекс II — средний помол.
До 2% — индекс III — высококачественный тонкий помол.

Чем тоньше степень размельчения, тем быстрее будет схватываться раствор. Чтобы установить окончательный вердикт по качеству, полученный порошок исследуют на приборе АДП-1 (ПСХ-2), определяя его удельную поверхность. Она должна соответствовать ГОСТ 23789-79.

Важный параметр — вязкость раствора, определяется стандартом ГОСТ 125-79 и зависит как раз от степени помола, потому что размер частиц напрямую влияет на водопотребность. Считается, что для гидратации полуводного алебастра до степени двуводного хватило бы 18,6 % воды, но такой раствор не подходит для строительных работ, поэтому нормальная вязкость достигается путем добавления 50-70 % воды (3-полугидрат). Если нужен густой раствор, то ограничиваются 35-45 % воды, получая а-полугидрат. Стандартная консистенция определяется параметром расплыва массы, который не должен превышать диаметр 180±5 мм.

Насыпная плотность гипсового порошка в естественном виде — 800-1100 кг/куб. м, в уплотненном — 1250-1450 кг/куб. м. Плотность готового алебастра составляет 2,6-2,75 г/куб. см.

Процесс производства строительного гипса может идти и в ином порядке: помол-отсев-обжиг. Если требуется изготовить особые виды этого материала (медицинский или формовочный), то технология может быть изменена. При прогреве гипсового камня в вакууме при снижении температуры до 100°С на выходе получается высокопрочный алебастр.

Деформативность алебастра

Гипс при высыхании может измениться в объеме. Но в отличие от многих материалов, его объем не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Деформативность может достигать 1%. Это качество является большим плюсом при изготовлении скульптур и лепнины, так как раствор идеально заполняет формы, позволяя получить очень четкий рисунок, без потери мелких деталей.

Способность к расширению зависит от количества в составе материала растворимого ангидрита. Наибольшей деформативности подвержен гипс, прошедший обжиг при повышенных температурах. Снизить данный показатель можно несколькими способами:

повышением количества воды;
введением замедлителей твердения;
добавкой 1% негашеной извести до 0,1% .

При неправильном приготовлении раствора или при создании масштабных изделий возможна значительная усадка, что приводит к растрескиванию гипса. Нивелировать процесс можно, применяя минеральные добавки.

Если неправильно рассчитано соотношение пластичности раствора к изгибающим нагрузкам, возможны и пластические деформации, вероятность которых сводится к нулю, когда лепнина хорошо высушена. При высокой влажности ползучесть гипса может быть довольно велика и визуально заметна. Снизить пластические искажения можно пуццолановыми гидравлическими присадками в комплексе с портландцементом.

Прочность гипса

Гипс принято считать материалом хрупким. На самом деле он действительно легко раскалывается, если по нему нанести целенаправленный удар. В то же время именно гипс способен выдерживать большие нагрузки на сжатие, что очень важно для материалов, применяемых в строительстве. Свойства современного гипса определяются нормами ГОСТ 23789-79 и ГОСТ 125-79. Чтобы понять, как правильно обращаться с этим материалом, необходимо ознакомиться с рядом понятий и характеристик, непосредственно влияющих на прочность.

Предел прочности на сжатие. Для определения прочности полуводного гипса специалист изготавливает из опытного раствора бруски размерами 4х4х16 см. На застывание отводится 2 часа, после чего образцы испытывают на изгиб и сжатие. Предел прочности готовых изделий делится на 12 марок: от Г-2 до Г-7, от Г-10 с шагом 3 до Г-25, где цифра означает крепость на сжатие, например, гипс марки Г-7 выдержит давление до 7 кг/кв. см.
Комплексная оценка. Дополнительной маркировкой служит скорость твердения (А, В, С) и индекс помола. Высшая категория качества имеет характеристики от Г-5, индекс III. К гипсу, предназначенному для производства форм для фарфорово-фаянсовых и керамических изделий, предъявляются повышенные требования. Марка от Г-10, схватывание 6-30 минут, тонкость помола — остаток не более 1%, водопоглощение от 30%, объемное расширение после отвердения до 0,15 %.
Пористость. Готовые гипсовые изделия достаточно твердые и пористые, объем пор может превышать 60%, минимум — 40% (плотный алебастр). Чем больше воды — тем более пористым и менее прочным будет изделие, поэтому нормы нарушать нельзя. Определяя количество воды для раствора, важно учитывать степень помола порошка. Чем мельче частицы, тем больше воды может взять смесь, однако это как раз тот случай, когда с увеличением содержания воды (в пределах ГОСТ) итоговая прочность изделий не снижается, а несколько повышается. Именно поэтому для самых прочных гипсовых отливков мастера предпочитают брать порошок с минимальным размером частиц.
Водогипсовое отношение. Уменьшением водогипсового отношения до 0,4 можно повысить прочность алебастра до 300%, поэтому многие мастера предпочитают работать с сырьем, имеющим низкую водопотребность. Снижения этого показателя можно добиться с помощью применения специальных добавок — замедлителей схватывания, например, водорастворимых полимеров или синтетических жирных кислот. Данный прием позволяет снизить густоту смеси до 15%, что повышает прочность готовой лепнины.
Предел прочности на растяжение. Показатели прочности на растяжение и сжатие у гипсовых изделий всегда разные. Следует учитывать, что алебастр выносит растяжение в 10 раз хуже, чем сжатие, поэтому его нельзя применять в условиях, где возможно изменение характеристик основы.
Влияние влажности на прочность. Еще один важный момент — влияние влажности на прочность. Чем выше содержание воды в воздухе, тем ниже прочность гипса на сжатие. Например, увлажнение лепнины всего на 1 % (при относительной влажности воздуха 90 — 100 %), может снизить прочность до 70 %. Влагонасыщение до 15 % приводит к снижению прочности наполовину. Водонасыщение до 40 % (полное) грозит разрушением образца, если он имел водогипсовое отношение 0,5. Более плотные изделия выносят повышенную влажность лучше. В то же время не стоит думать, что любой катаклизм может уничтожить гипсовые слепки. Достаточно аккуратно просушить изделия, как их прежние качества вернутся.
Коэффициент размягчения. Зависимость изделий из этого материала от влагосодержания определяется коэффициентом размягчения. Его вычисляют в следующем порядке: сначала образцы насыщают влагой, затем высушивают, высчитывая отношение полученных показателей. Итоговый результат, как уже говорилось, напрямую зависит от плотности образца и может колебаться от 0,3 до 0,5 (чем жестче раствор — тем выше). Стоит учитывать, что с применением органических добавок можно ожидать ухудшения прочности, минеральные присадки влияют незначительно.

Сроки и метод хранения гипса

Хранение сухих порошков требует низкого уровня влажности, поэтому мешки (или россыпь в ящиках) обычно держат на высоких стеллажах (от 50 см). Сроки хранения должны соблюдаться безукоризненно по ГОСТ 2226-75. Порошок, используемый в керамической и фарфоровой промышленности, нельзя хранить россыпью.

Покупая гипс, нужно обязательно обращать внимание на его срок годности, так как во время хранения полуводного гипса его свойства, даже при соблюдении всех норм, изменяются. Особенно это заметно в первый месяц, когда из-за влияния влажности воздуха снижается его водопотребность, и при превышении сроков хранения.

Процесс можно представить так.

Сухой свежий гипс начинает взаимодействовать с влагой, в результате чего на поверхности зерна полуводного гипса образуется пленка из молекул двугидрата.
При замешивании раствора из такого сырья можно отметить его длительное застывание, так как пленка не дает полугидрату быстро связываться с водой.
Водопотребность снижается, а прочность готовых слепков вследствие этого повышается.

При длительной выдержке процесс усугубляется.

Толщина пленки двугидрата увеличивается, приводя к перегидратации порошка.
Увеличивается водопотребность, снижаются пластичность, срок схватывания и прочность.

Иными словами, идеален для работы свежий алебастр со сроком хранения 1-2 месяца.

Как сделать раствор гипса

Прежде чем сделать раствор (тесто), вы должны подготовить все для работы. Если об этом не позаботиться, то можно не получить нужного результата, так как смесь застынет очень быстро.

Рецепты раствора для заливки форм.

Вам понадобится приготовить 2 весовых части алебастра и 1 часть воды. Сначала налейте в емкость воду, после чего медленно засыпайте сухой порошок, интенсивно размешивая деревянной лопаткой или строительным миксером. Такой раствор может застывать 4-30 минут (в зависимости от тонкости размола).
В готовый раствор добавьте до 2% клея животного происхождения (предварительно растворив его в воде) или известковый раствор — это продлит время застывания.

Имейте в виду, что алебастр практически не расширяется при застывании, максимальное увеличение объема — до 1%, но и его нужно учитывать.

Как регулировать сроки схватывания гипса

Как было сказано выше, гипсовый раствор имеет склонность к быстрому затвердению, но этот процесс можно регулировать. В первую очередь мастер должен понимать, что именно ему нужно. Если он выполняет отливки, то высокая скорость затвердевания просто необходима, поэтому стоит выбирать сырье соответствующего качества. Если же производятся отделочные или реставрационные работы, то скорость застывания стоит снижать для получения времени, необходимого для производства того или иного действия.

По времени застывания растворы получаются следующими.

Быстро твердеющий — 2-15 минут с момента изготовления раствора.
Нормально твердеющий — 6-30 минут.
Медленно твердеющий — от 20 минут.

Срок схватывания зависит сразу от нескольких факторов:

тонкость помола (чем мельче частицы, тем быстрее);
свойства порошка (полуводный гипс, включающий элементы двугидрата, схватывается значительно быстрее);
технология изготовления (влияет температура и длительность прокаливания сырья);
срок хранения;
температура сырья и воды для затвора: холодное тесто твердеет дольше, чем нагретое до 40-45°, перегретое до 90° не схватывается вообще из-за потери растворимости полуводного гипса, он более не переходит в состояние двугидрата;
процентное соотношение воды и порошка (чем меньше воды, тем быстрее идет затвердевание);
качество и интенсивность замешивания;
наличие добавок (песок, шлак, опилки, полимеры и специальные химические добавки снижают срок затвердевания раствора).

Как выбрать добавки для гипса

На сегодня существует очень много различных добавок для растворов, все они имеют разный принцип действия и состав. Если вы решили делать смесь самостоятельно, не забывайте о том, что пропорции должны соблюдаться в идеале. Нарушение этого требования ведет к ухудшению качества готовых изделий: снижению твердости, увеличению способности к поглощению влаги и удержанию сырости, уменьшению пластичности раствора и прочим негативным моментам.

Ознакомьтесь с каталогом гипсовых изделий Gessostar

Всего можно выделить 5 видов добавок.

Электролиты . В данную группу объединяют присадки, влияющие на растворимость сырья без прохождения химических реакций. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

Ускоряют: Na2S04 KC1.
Снижают: этиловый спирт, аммиак и др.
Может служить ускорителем и замедлителем: NaCl.

Ингибиторы . Присадки-замедлители, вступающие в реакцию и образующие малодиссоциирующие соединения. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

Борная кислота, фосфат натрия и бура;
5-10-процентный столярный клей;
C6H5OH;
5-процентный – сахара и др.

Катализаторы . Присадки-ускорители, усиливающими кристаллизацию. Процентное содержание не должно превышать 0,2-3%.

СаНР04-2Н20 , CaS04-2FI20, KCl и другие соли.

ПАВ . Поверхностно-активные вещества, снижающие кристаллизацию и повышающие пластичность теста. Эти добавки значительно влияют и на твердость готовых изделий, повышая ее. Процентное содержание зависит от качества сырья и может регулироваться мастером опытным путем (0,1-0,3%).

Известково-клеевой раствор, кератин.

Комплексные добавки . Опытные мастера редко используют какое-то одно вещество и имеют свои рецепты приготовления раствора, поэтому качество изделий очень заметно различается. Чаще всего специалисты соединяют два, а то и три, элемента из разных групп, что позволяет изначально повысить пластичность теста, а затем, когда элемент готов, ускорить застывание и увеличить прочность готовой лепнины.

Самыми распространенными ускорителями являются сульфат натрия, двуводный гипс и обычная поваренная соль, замедлителями — известково-клеевой раствор. Добавка ПАВ в данном случае компенсирует снижение прочности, вызванное присадками.

Смазки для матриц

Если вы решили работать с гипсом, то вам стоит приобрести особую смазку для форм, способствующую легкому разделению слепка и матрицы.

Для отделения гипса от гипса подходит стеарин и парафин, растворенные в керосине.
При изготовлении рельефов со сложным рисунком можно применять мыльную пену, медный купорос, кальцинированную соду, поташ.
В промышленных масштабах используется эпоксидная смола, растворенная в ацетоне.
Для всех видов изделий существуют специальные промышленные смазки.

В домашних условиях смазка (кальциевое мыло) для форм готовится так: 7 частей воды смешивается с 1 частью масла и 2 частями мыла.

Ознакомьтесь с каталогом гипсовых изделий Gessostar

Как увеличить твердость алебастра

Твердость — очень полезное качество, позволяющее уберечь изделия от случайных царапин и разрушения. У каждого мастера есть свой рецепт усиления твердости. Вот некоторые из них.

Добавление в гипс извести, с последующей сушкой при комнатной температуре.
Пропитка свежего изделия раствором борнокислого аммония (5%, температура 30 градусов).
Добавка в воду для раствора кремневой кислоты (до 50%) с последующим нагревом отливки до 60 градусов.
Использование для раствора буры с последующей обработкой отливки хлористым барием и горячим раствором мыла.
Обработка отливки раствором глауберовой соли.
Пропитка готового гипса медным или железным купоросом.
Выдержка в растворе алюмокалиевых квасцов (сутки) с последующим прогревом до 550 градусов.

Как увеличить долговечность гипса

Гипс будет служить вечно при условии соблюдения норм по температуре и влажности. Разрушить изделие из алебастра может длительная высокая влажность с резким колебанием температур или воздействием ветра, а также полное нахождение в воде.

Водостойкость изделий можно регулировать несколькими способами:

уплотнением смеси;
применением добавок (смолы, кремний, портландцемент, пуццолановые добавки, гранулированный шлак);
обработкой поверхности влагозащищающими растворами (синтетические смолы, баритовое молоко, гидрофобные составы).

Еще один опасный элемент, способный повлиять на долговечность — некачественный металл, применяемый для основы. При попадании влаги такое железо начинает ржаветь, в результате коррозии увеличиваясь в объеме и разрушая всю конструкцию изнутри. Допускается применение только нержавеющих материалов либо железных элементов, обработанных специальными антикоррозийными средствами.

Огонь алебастру не страшен, пламя уничтожит гипс только после 5 часов воздействия, значит, этот фактор можно не учитывать.

Как видите, работа с гипсом требует огромного количества знаний в области химии, именно поэтому, несмотря на доступность и дешевизну сырья, настоящих мастеров этого дела — единицы. Сделать примитивный отливок может даже ребенок, а вот произвести действительно качественную лепнину, способную прослужить очень долго, под силу только специалисту с большим опытом и богатыми навыками.

Гипсовые повязки широко распространены в травматологии и ортопедии и применяются для удержания отломков костей и суставов в приданном им положении.

Медицинский гипс – полуводная сернокислая соль кальция, выпускается в виде порошка. При соединении с водой через 5–7 мин начинается процесс отвердения гипса, который заканчивается через 10–15 мин. Полную прочность гипс приобретает после высыхания всей повязки.

Используя различные добавки можно ускорить или, наоборот, замедлить процесс твердения гипса. Если гипс плохо застывает, его нужно замачивать в теплой воде (35–40 °C). В воду можно добавить алюминиевых квасцов из расчета 5–10 г на 1 л или поваренную соль (1 столовая ложка на 1л). А 3 % раствор крахмала, глицерин задерживают схватывание гипса.

Так как гипс очень гигроскопичен, его хранят в сухом теплом месте.

Гипсовые бинты изготовляют из обычных марлевых. Для этого бинт постепенно разматывают и наносят на него тонкий слой порошка гипса, после чего бинт снова рыхло скатывают в рулон.

Очень удобны для работы готовые гипсовые неосыпающиеся бинты. Гипсовая повязка предназначена для выполнения следующих манипуляций: обезболивания переломов, ручной репозиции отломков костей и репозиции с помощью вытягивающих аппаратов, наложения клеевого вытяжения, гипсовых и клеевых повязок. В некоторых случаях допустимо производить наложение скелетного вытяжения.

Гипсовые бинты опускают в холодную или слегка подогретую воду, при этом хорошо видны пузырьки воздуха, выделяющиеся при намокании бинтов. В этот момент не следует надавливать на бинты, так как часть бинта может не пропитаться водой. Через 2–3 мин бинты готовы к применению. Их вынимают, слегка отжимают и раскатывают на гипсовальном столе или непосредственно бинтуют поврежденную часть тела больного. Чтобы повязка была достаточно прочной, нужно не менее 5 слоев бинта. При наложении больших гипсовых повязок не следует замачивать сразу все бинты, иначе сестра не успеет использовать часть бинтов в течение 10 мин, они затвердеют и будут непригодны для дальнейшего применения.

Правила наложения повязок:

– перед раскатыванием гипса измеряют длину накладываемой повязки по здоровой конечности;

– в большинстве случаев повязку накладывают в положении больного лежа. Часть тела, на которую накладывают повязку, приподнимают над уровнем стола при помощи различных приспособлений;

– гипсовая повязка должна предупреждать образование тугоподвижности в суставах в функционально невыгодном (порочном) положении. Для этого стопу устанавливают под прямым углом к оси голени, голень – в положении легкого сгибания (165°) в коленном суставе, бедро – в положении разгибания в тазобедренном суставе. Даже при образовании контрактуры в суставах нижняя конечность в этом случае будет опорной, и больной сможет ходить. На верхней конечности пальцы устанавливают в положении легкого ладонного сгибания с противопостановлением I пальца, кисть – в положении тыльного разгибания под углом 45° в лучезапястном суставе, предплечье сгибателя – под углом 90-100° в локтевом суставе, плечо отводят от туловища под углом 15–20° при помощи ватно-марлевого валика, подложенного в подмышечную впадину. При некоторых заболеваниях и в повреждениях по указанию травматолога на срок не более полутора– двух месяцев может быть наложена повязка в так называемом порочном положении. Через 3–4 недели при появлении начальной консолидации отломков повязку снимают, устанавливают конечность в правильное положение и фиксируют гипсом;

– гипсовые бинты должны ложиться равномерно, без складок и перегибов. Не владеющий приемами десмургии не должен накладывать гипсовые повязки;

– места, подверженные наибольшей нагрузке, дополнительно укрепляют (область суставов, подошва стопы и пр.);

– периферический отдел конечности (пальцы стопы, кисти) оставляют открытым и доступным для наблюдения с тем, чтобы вовремя заметить симптомы сдавливания конечности и рассечь повязку;

– до застывания гипса повязка должна быть хорошо отмоделирована. Поглаживанием повязке придают форму части тела. Повязка должна быть точным слепком этой части тела со всеми ее выступами и впадинами;

– после наложения повязки производят ее маркировку, т. е. наносят на нее схему перелома, дату перелома, дату наложения повязки, дату снятия повязки, фамилию врача.

Способы наложения гипсовых повязок. По способу наложения гипсовые повязки делят на подкладочные и бесподкладочные . При подкладочных повязках конечность или другую часть тела вначале обматывают тонким слоем ваты, затем поверх ваты накладывают гипсовые бинты. Бесподкладочные повязки накладывают непосредственно на кожу. Предварительно костные выступы (область лодыжек, мыщелков бедра, ости подвздошных костей и т. д.) изолируют тонким слоем ваты. Первые повязки не сдавливают конечность и не дают пролежней от гипса, но не фиксируют достаточно прочно отломки костей, поэтому при их наложении часто происходит вторичное смещение отломков. Бесподкладочные повязки при невнимательном наблюдении могут вызвать сдавливание конечности вплоть до ее некроза и пролежни на коже.

По строению гипсовые повязки делятся на лонгетные и циркулярные . Циркулярная гипсовая повязка охватывает поврежденную часть тела со всех сторон, лонгетная – только с одной. Разновидностью циркулярных повязок являются окончатые и мостовидные повязки. Окончатая повязка – это циркулярная повязка, в которой вырезано окно над раной, свищом, дренажем и т. п. Нужно следить, чтобы края гипса в области окна не врезались в кожу, иначе при ходьбе мягкие ткани отекут, что ухудшит условия заживления раны. Выпячиванию мягких тканей можно помешать, если каждый раз после перевязки закрывать окно гипсовым лоскутом.

Мостовидная повязка показана в тех случаях, когда рана располагается во всей окружности конечности. Вначале проксимальнее и дистальнее раны накладывают циркулярные повязки, затем обе повязки соединяют между собой П-образно изогнутыми металлическими стременами. При соединении только гипсовыми бинтами мост непрочен и ломается от тяжести периферического отдела повязки.

Повязки, накладываемые на различные части тела, имеют свои названия, например корсет-кокситная повязка, «сапожок» и т. д. Повязка, фиксирующая только один сустав, называется тутором. Все другие повязки должны обеспечивать неподвижность не менее 2 соседних суставов, а тазобедренная – трех.

Гипсовую лонгету на предплечье накладывают чаще всего при переломах лучевой кости в типичном месте. Бинты раскладывают равномерно на всю длину предплечья от локтевого сустава до основания пальцев кисти. Гипсовая лонгета на область голеностопного сустава показана при переломах наружной лодыжки без смещения отломка и разрывах связок голеностопного сустава. Гипсовые бинты раскатывают с постепенным расширением в верхней части повязки. Замеряют длину стопы больного и соответственно на лонгете делают 2 надреза в поперечном направлении на месте сгиба повязки. Лонгету моделируют и укрепляют мягким бинтом. Лонгеты очень легко превратить в циркулярные повязки. Для этого достаточно их укрепить на конечности не марлевым, а 4–5 слоями гипсового бинта.

Подкладочная циркулярная гипсовая повязка накладывается после ортопедических операций и в тех случаях, когда отломки костей спаяны костной мозолью и не могут сместиться. Сначала конечность обматывают тонким слоем ваты, для чего берут серую вату, скатанную в рулон. Обкладывать отдельными кусками ваты разной толщины нельзя, так как вата сваляется, и повязка будет доставлять больному много неудобств при ношении. После этого поверх ваты накладывают гипсовыми бинтами циркулярную повязку в 5–6 слоев.

Снятие гипсовой повязки. Повязку снимают с помощью гипсовых ножниц, пилки, гипсовых щипцов и металлического шпателя. Если повязка свободна, то для ее снятия можно сразу применить гипсовые ножницы. В других случаях надо вначале просунуть под повязку шпатель с тем, чтобы защитить кожу от порезов ножницами. Повязки разрезают на той стороне, где больше мягких тканей. Например, циркулярную повязку до средней трети бедра – по задненаружной поверхности, корсет– на спине и т. д. Для снятия лонгеты достаточно разрезать мягкий бинт.

Гипс известен еще с древних времен и до сих пор популярен как в строительстве, так и в других отраслях промышленности, а также в медицине. Формула природного (двуводного) гипса СаSO4 х2H2O. Даже многие современные материалы не превосходят его по некоторым техническим характеристикам. Если говорить о строительстве, то чаще всего гипс используется в виде порошка, который получают путем обжига и перемалывания гипсового камня. Применяется в качестве вяжущего для приготовления различных строительных растворов, а также из него изготавливают различные декоративные элементы. Для работы с гипсом, его необходимо развести в определенной пропорции с водой, при необходимости добавить наполнитель, после чего он превратиться в пластичный состав, и можно приступать непосредственно к работе с ним.

Свойства и применение строительного гипса.

Отличительной чертой строительного гипса от других вяжущих материалов (цемент, известковое тесто) является его свойство расширяться в процессе твердения. Процесс схватывания происходит достаточно быстро - от 5 до 30 минут, что, в некоторых случаях, не вполне удобно. Сроки схватывания гипса зависят от различных составляющих: свойств сырья, технологии изготовления, длительности хранения, количества вводимой воды, температуры вяжущего вещества и воды, условий перемешивания, наличия добавок и др. Чтобы регулировать сроки схватывания, в гипс, при затворении водой, вводят различные добавки. Например, для замедления схватывания в гипсовый раствор добавляют СДБ, известково-клеевой и кератиновый замедлители в количестве, не превышающем 0,1-0,5 % (в пересчете на сухое вещество) по массе гипса. Для малых объемов работ, например при ремонте, в качестве замедлителя схватывания применяют также мездровый клей или желатин. Эти добавки известны как пластификаторы и замедлители схватывания гипса.
Для ускорения схватывания (что необходимо, например, для более быстрого извлечения отлитого изделия из формы) гипса чаще всего применяют двуводный гипс, поваренную соль и сульфат натрия, вводя их в количестве от 0,2 до 3 % по массе.
По прочности гипс делится на 12 марок. В строительстве и при ремонте используют в основном марки от Г2 до Г7. Буква обозначает собой слово «гипс», а цифра говорит о пределе прочности на сжатие этого материала. Например, у марки гипса Г7 прочность на сжатие равна 7 МПа или 70 кг/см 2 . Это достаточно высокая прочность при плотности 1200 ÷ 1500 кг/м 3 .
Из минусов, можно выделить его достаточно низкую гигроскопичность, поэтому его использование применимо только в помещениях с низкой влажностью.

Работа с гипсом.

На практике, при работе с гипсом, в основном применяют раствор чистого гипса, реже с наполнителем. В зависимости от видов работ, гипсовый раствор может иметь различную степень густоты: жидкий, средний или нормальный или густой. Для приготовления жидкого раствора на 1 кг гипса потребуется примерно 0,7 л воды, среднего или нормального раствора − на 1,5 кг гипса 1 л воды и для густого раствора − на 2 кг гипса 1 л воды.
Приготовление раствора происходит следующим образом: в подготовленную тару сначала наливают необходимое количество воды и нее постепенно засыпают гипс с постоянным тщательном перемешивании. при таком способе приготовления получается однородная масса без примесей комочков неразмешанного гипса. Не следует перемешивать уже начавший схватываться гипсовый раствор, так как при этом гипс начинает отмолаживаться и практически теряет свои прочностные качества.
При работе с гипсом следует учитывать быстрое схватывание гипсового раствора и готовить небольшими порциями. Для замедления сроков схватывания гипсового раствора применяют замедлители схватывания, о которых выше уже говорилось. При использовании в качестве замедлителя клеевого раствора, его вливают в приготовленную для затворения воду, тщательно перемешивают и в этой воде затворяют гипс. Готовить клеевой раствор следует с расчетом на один день работы.

Строительные материалы на основе гипса.

Наверное,самые известные и широко используемые строительные изделия из гипса — это гипсокартонные листы . Они, как правило, используются при отделке стен, потолков и устройстве перегородок в помещениях и зданиях с сухим, нормальным и даже влажным режимом. Листы гипсокартона выпускаются различных размеров и делятся на два вида прямоугольной формы: с прямыми продольными кромками или с утонченными кромками с лицевой стороны.
Еще одним видом строительного материала на основе гипса являются гипсоволокнистые экструзионные декоративные плиты . Этот материал широко используют при отделки внутренних помещений,так как имеет благородный и привлекательный внешний вид. Кроме того, применение декоративных плит снижает трудоемкость отделочных работ, так как исключают шпаклевочные и штукатурные работы. Лицевая сторона плит имеет низкое водопоглощение и более плотную структуру.
Помимо изделий на основе гипса, широко используются сыпучие материалы. Это различного вида сухие смеси (штукатурки, шпаклевки и пр.). Использование сухих штукатурных смесей позволяет механизировать нанесение штукатурного слоя и существенно сократить сроки высыхания отделываемых поверхностей.

Наряду с отделочными материалами на основе гипса, широкое распространение получил такой строительный материал, как гипсобетон . И, хотя, из-за достаточно продолжительного срока высыхания конструкций гипсобетон редко используется для возведения стен, он нашел довольно широкое применение при строительстве перегородок.
Несомненным плюсом гипсобетона является его низкая, по сравнению с традиционным бетоном теплопроводность, а также его тепло- и звукоизоляционные свойства, что значительно удешевляет постройку и обеспечивает звукоизоляцию каждой отдельной жилой зоны.