Главная › Стены › Использование гипса. Гипс — вяжущий порошок, незаменимый во многих отраслях строительства и медицины. Строительный гипс: применение

Использование гипса. Гипс — вяжущий порошок, незаменимый во многих отраслях строительства и медицины. Строительный гипс: применение

Двойник гипса "Ласточкин хвост", 7см., Туркмения

Гипс Таманский полуостров, РФ

Гипс , Мюнхен-Шоу, 2011

Гипс Испания 80-70*60 мм

Гипс , наросший на деревянную палку. Австралия. Коллекция музея Terra Mineralia. Фото Д.Тонкачеев

Обычны псевдоморфозы по гипсу кальцита , арагонита , малахита , кварца и др., так же как и псевдоморфозы гипса по другим минералам.

Происхождение

Широко распространённый минерал, в природных условиях образуется различными путями. Происхождение осадочное (типичный морской хемогенный осадок), низкотемпературно-гидротермальное, встречается в карстовых пещерах и сольфатарах . Осаждается из богатых сульфатами водных растворов при усыхании морских лагун, солёных озёр. Образует пласты, прослои и линзы среди осадочных пород, часто в ассоциациях с ангидритом , галитом , целестином , самородной серой , иногда с битумами и нефтью. В значительных массах он отлагается осадочным путем в озёрных и морских соленосных отмирающих бассейнах. При этом гипс наряду с NaCl может выделяться лишь в начальных стадиях испарения, когда концентрация других растворенных солей еще не высока. При достижении некоторого определенного значения концентрации солей, в частности NaCl и особенно MgCl 2 , вместо гипса будут кристаллизоваться ангидрит и затем уже другие, более растворимые соли, т.е. 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.
Значительные массы гипса в осадочных породах образуются прежде всего в результате гидратации ангидрита , который в свою очередь осаждался при испарении морской воды; нередко при её испарении осаждается непосредственно гипс. Гипс возникают в результате гидратации ангидрита в осадочных отложениях под влиянием действия поверхностных вод в условиях пониженного внешнего давления (в среднем до глубины 100-150м.) по реакции: CaSO 4 + 2H 2 O = CaSO 4 × 2H 2 О. При этом происходят сильное увеличение объёма (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 гнёзда крупных, нередко прозрачных кристаллов.
Может служить цементом в осадочных породах. Жильный гипс обычно является продуктом реакции сульфатных растворов (образующихся при окислении сульфидных руд) с карбонатными породами. Образуется в осадочных породах при выветривании сульфидов, при воздействии образующейся при разложении пирита серной кислоты на мергели и известковистые глины . В полупустынных и пустынных местностях гипс очень часто встречается в виде прожилков и желваков в коре выветривания самых различных по составу горных пород. В почвах аридной зоны формируются новообразования вторично переотложенного гипса: одиночные кристаллы, двойники («ласточкины хвосты»), друзы , «гипсовые розы» и т.д.
Гипс довольно хорошо растворим в воде (до 2,2 г/л.), причём с повышением температуры его растворимость сперва растёт, а выше 24°С падает. Благодаря этому гипс при осаждении из морской воды отделяется от галита и образует самостоятельные пласты. В полупустынях и пустынях , с их сухим воздухом, резкими суточными перепадами температуры, засолёнными и загипсованными почвами, утром, с повышением температуры гипс начинает растворяться и, поднимаясь в растворе капиллярными силами, отлагается на поверхности при испарении воды. К вечеру, с понижением температуры, кристаллизация прекращается, но из-за недостатка влаги кристаллы не растворяются, - в районах с такими условиями кристаллы гипса встречаются в особенно большом количестве.

Местонахождения

В России мощные гипсоносные толщи пермского возраста распространены по Западному Приуралью, в Башкирии и Татарстане, в Архангельской, Вологодской, Горьковской и других областях. Многочисленные месторождения верхнеюрского возраста устанавливаются на Сев. Кавказе, в Дагестане. Замечательные коллекционные образцы с кристаллами гипса известны из м-ния Гаурдак (Туркмения) и других м-ний Средней Азии (в Таджикистане и Узбекистане), в Среднем Поволжье, в юрских глинах Калужской области. В термальных пещерах Naica Mine, (Мексика) были найдены друзы уникальных по размерам кристаллов гипса длиной до 11 м.

Применение

Волокнистый гипс (селенит) используют как поделочный камень для недорогих ювелирных изделий. Из алебастра издревле вытачивали крупные ювелирные изделия - предметы интерьера (вазы, столешницы, чернильницы и т. д.). Обожженный гипс применяют для отливок и слепков (барельефы, карнизы и т. д.), как вяжущий материал в строительном деле, в медицине.
Используется для получения строительного гипса, высокопрочного гипса, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего материала.

Гипсом также называется осадочная горная порода , сложенная преимущественно этим минералом. Происхождение её эвапоритовое .

Гипс (англ. GYPSUM) - C a S O 4 * 2H 2 O

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	6/C.22-20
Dana (7-ое издание)	29.6.3.1
Dana (8-ое издание)	29.6.3.1
Hey"s CIM Ref.	25.4.3

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Цвет минерала	бесцветный переходящий в белый, часто бывает окрашен минералами-примесями в жёлтый, розовый, красный, бурый и др.; иногда наблюдается секториально-зональная окраска или распределение включений по зонам роста внутри кристаллов; бесцветный во внутренних рефлексах и напросвет..
Цвет черты	белый.
Прозрачность	прозрачный, полупрозрачный, непрозрачный
Блеск	стеклянный, близкий к стеклянному, шелковистый, перламутровый, тусклый
Спайность	весьма совершенная легко получаемая по {010}, почти слюдоподобная в некоторых образцах; по {100} ясная, переходящая в раковистый излом; по {011}, дает занозистый излом {001}?.
Твердость (шкала Мооса)	2
Излом	ровный, раковистый
Прочность	гибкий
Плотность (измеренная)	2.312 - 2.322 g/cm3
Плотность (расчетная)	2.308 g/cm3
Радиоактивность (GRapi)	0
Электрические свойства минерала	Пьезоэлектрических свойств не обнаруживает.
Термические свойства	при нагревании теряет воду и превращается в белую порошковатую массу.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Тип	двухосный (+)
Показатели преломления	nα = 1.519 - 1.521 nβ = 1.522 - 1.523 nγ = 1.529 - 1.530
угол 2V	измеренный: 58° , рассчитанный: 58° to 68°
Максимальное двулучепреломление	δ = 0.010
Оптический рельеф	низкий
Дисперсия оптических осей	сильная r > v наклонная
Люминесценция	Common and varied. Most common colours of fluorescence are baby-blue and shades of golden yellow to yellow. Selenite crystals often exhibit zoned "hourglass" fluorescence in zones that may, or may not, be evident in ordinary light.

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Точечная группа	2/m - Моноклинно-призматический
Сингония	Моноклинная
Параметры ячейки	a = 5.679(5) Å, b = 15.202(14) Å, c = 6.522(6) Å β = 118.43°
Отношение	a:b:c = 0.374: 1: 0.429
Число формульных единиц (Z)	4
Объем элементарной ячейки	V 495.15 Å³ (рассчитано по параметрам элементарной ячейки)
Двойникование	{100} ("swallowtail"), very common, with a re-entrant angle formed ordinarily by {111}; on {101} as contact twins ("butterfly" or "heart-shaped"), along {111}; on {209}; also as cruciform penetration twins.

Перевод на другие языки

Ссылки

Список литературы

Мальцев В.А. Гипсовые "гнезда" - сложные минеральные индивиды. - Литология и полезные ископаемые, 1997, N 2.
Мальцев В. А. Минералы системы карстовых пещер Кап-Кутан (юго-восток Туркменистана). - Мир камня, 1993, №2, С. 3-13 (5-30-на англ.)
Руссо Г.В., Шляпинтох Л.П., Мошкии С.В., Петров Т.Г. 0б изучении кристаллизации гипса при экстракционном получении фосфорной кислоты. - Труды Ин-та Ленгипрохим, 1976, вып. 26, с. 95-104.
Семенов В. Б. Селенит. Свердловск; Средне-Уральское книжное из-во, 1984. - 192 с.
Linnaeus (1736) Systema Naturae of Linnaeus (as Marmor fugax).
Delamétherie, J.C. (1812) Leçons de minéralogie. 8vo, Paris: volume 2: 380 (as Montmartrite).
Reuss (1869) Annalen der Physik, Halle, Leipzig: 136: 135.
Baumhauer (1875) Akademie der Wissenschaften, Munich, Sitzber.: 169.
Beckenkamp (1882) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 6: 450.
Mügge (1883) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: II: 14.
Reuss (1883) Akademie der Wissenschaften, Berlin (Sitzungsberichte der): 259.
Mügge (1884) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: I: 50.
Des Cloizeaux (1886) Bulletin de la Société française de Minéralogie: 9: 175.
Dana, E.S. (1892) System of Mineralogy, 6th. Edition, New York: 933.
Auerbach (1896) Annalen der Physik, Halle, Leipzig: 58: 357.
Viola (1897) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 28: 573.
Mügge (1898) Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Heidelberg, Stuttgart: I: 90.
Tutton (1909) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 46: 135.
Berek (1912) Jahrbuch Minerl., Beil.-Bd.: 33: 583.
Hutchinson and Tutton (1913) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 52: 223.
Kraus and Young (1914) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 356.
Grengg (1915) Mineralogische und petrographische Mitteilungen, Vienna: 33: 210.
Rosický (1916) Ak. Česká, Roz., Cl. 2: 25: No. 13.
Goldschmidt, V. (1918) Atlas der Krystallformen. 9 volumes, atlas, and text: vol. 4: 93.
Gaudefroy (1919) Bulletin de la Société française de Minéralogie: 42: 284.
Richardson (1920) Mineralogical Magazine: 19: 77.
Gross (1922) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 57: 145.
Mellor, J.W. (1923) A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. 16 volumes, London: 3: 767.
Carobbi (1925) Ann. R. Osservat. Vesuviano : 2: 125.
Dammer and Tietze (1927) Die nutzbaren mineralien, Stuttgart, 2nd. edition.
Foshag (1927) American Mineralogist: 12: 252.
Himmel (1927) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 342.
Matsuura (1927) Japanese Journal of Geology and Geography: 4: 65.
Nagy (1928) Zeitschrift für Physik, Brunswick, Berlin: 51: 410.
Berger, et al (1929) Akademie der Wissenschaften, Leipzig, Ber.: 81: 171.
Hintze, Carl (1929) Handbuch der Mineralogie. Berlin and Leipzig. 6 volumes: 1 , 4274. (localities)
Ramsdell and Partridge (1929) American Mineralogist: 14: 59.
Josten (1932) Centralblatt für Mineralogie, Geologie und бледноontologie, Stuttgart: 432.
Parsons (1932) University of Toronto Studies, Geology Series, No. 32: 25.
Gallitelli (1933) Periodico de Mineralogia-Roma: 4: 132.
Gaubert (1933) Comptes rendu de l’Académie des sciences de Paris: 197: 72.
Beljankin and Feodotiev (1934) Trav. inst. pétrog. ac. sc. U.R.S.S., no. 6: 453.
Caspari (1936) Proceedings of the Royal Society of London: 155A: 41.
Terpstra (1936) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 97: 229.
Weiser, et al (1936) Journal of the American Chemical Society: 58: 1261.
Wooster (1936) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 94: 375.
Büssem and Gallitelli (1937) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 96: 376.
Gossner (1937) Forschritte der Mineralogie, Kristallographie und Petrographie, Jena: 21: 34.
Gossner (1937) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 96: 488.
Hill (1937) Journal of the American Chemical Society: 59: 2242.
de Jong and Bouman (1938) Zeitschrift für Kristallographie, Mineralogie und Petrographie, Leipzig: 100: 275.
Posnjak (1939) American Journal of Science: 35: 247.
Tokody (1939) Ann. Mus. Nat. Hungar., Min. Geol. Pal.: 32: 12.
Tourtsev (1939) Bull. Académie of Sciences of the U.S.S.R., Ser. Geol., no. 4: 180.
Huff (1940) Journal of Geology: 48: 641.
Acta Crystallographica: B38: 1074-1077.
Bromehead (1943) Mineralogical Magazine: 26: 325.
Miropolsky and Borovick (1943) Comptes rendus de l’académie des sciences de U.R.S.S.: 38: 33.
Berg and Sveshnikova (1946) Bull. ac. sc. U.R.S.S.: 51: 535.
Palache, C., Berman, H., & Frondel, C. (1951), The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, Yale University 1837-1892, Volume II. John Wiley and Sons, Inc., New York, 7th edition, revised and enlarged, 1124 pp.: 481-486.
Groves, A.W. (1958), Gypsum and Anhydrite, 108 p. Overseas Geological Surveys, London.
Hardie, L.A. (1967), The gypsum-anhydrite equilibrium at one atmosphere pressure: American Mineralogist: 52: 171-200.
Gaines, Richard V., H. Catherine, W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig (1997), Dana"s New Mineralogy: The System of Mineralogy of James Dwight Dana and Edward Salisbury Dana, 8th. edition: 598.
Sarma, L.P., P.S.R. Prasad, and N. Ravikumar (1998), Raman spectroscopy of phase transition in natural gypsum: Journal of Raman Spectroscopy: 29: 851-856.

У многих людей, неискушенных в ремонтно-строительных делах, нередко возникает вопрос: чем отличаются такие строительные материалы, как гипс и алебастр? И почему на мешках написано сверху «гипс строительный», а снизу – «алебастр»?

Для того чтобы не теряться в терминах, нужно разобраться, чем на самом деле являются гипс и алебастр, есть ли между ними различия и, если есть, – то какие.

Гипс – происхождение, применение

Гипсом называют сухой состав, изготовленный на основе природного минерала – гипсового камня. Минерал представляет собой двуводный сульфат кальция – CaSO4·2H2O с примесями в виде оксидов кремния, алюминия и железа.

Гипс является минералом осадочного происхождения. В природе чаще всего встречается в виде вытянутых призмовидных кристаллов, хотя иногда формируется в виде плотных таблеточных или чешуйчатых агрегаций. Минерал довольно мягкий, легко поддается помолу.

Крупные месторождения гипсового камня располагаются в таких странах, как Иран, США, Канада, Турция, Испания. В России залежи этой породы находятся в Прикамье и Поволжье, Татарстане, на западных склонах Уральских гор и в Краснодарском крае.

Из природного минерала получают вяжущее вещество – собственно, тот гипс, который мы все и знаем. Это порошок белого, кремового или сероватого цвета (зависит от имеющихся примесей), который при затворении водой превращается в пластичную массу, довольно быстро твердеющую на воздухе.

Способ применения молотого гипса зависит от того, для чего именно его планируют использовать:

«сырой» гипс используют в медицине для фиксации переломов, а также в сельском хозяйстве – рассыпают на полях для нормализации кислотности почвы;
в виде «строительного гипса» он применяется при проведении ремонтных и отделочных работ, для производства стеновых плит и блоков, карнизов, лепнины.

Также минерал широко используется в бумажной и химической промышленности: при производстве цемента, серной кислоты, глазурей и красок.

Природный гипс бывает волокнистым и зернистым. Для производства алебастра используют мелкозернистый гипс – алебастр. Строительный алебастр имеет более тонкий помол и представляет собой все тот же сульфат кальция, но не двуводный, а полуводный – CaSO4·0,5H2O. Его получают путем обжига измельченного природного алебастра при температуре до 180 градусов.

Таким образом, тот алебастр, который мы приобретаем в строительном магазине, в широком понимании является гипсом, но не всякий гипс можно назвать алебастром.

Строительный гипс имеет следующие характеристики:

Плотность (истинная) составляет 2,6 – 2,76 г/куб. см. При этом в рыхлонасыпном виде плотность составляет 0,85 – 1,15 г/куб. см, а в уплотненном – 1, 245 – 1,455 г/куб. см.
Изделия из гипса имеют высокую огнестойкость – они разрушаются только после 6-8 часового воздействия высокой температуры. Конструкции выдерживают нагрев до 600-700 градусов без разрушения.
Прочность при сжатии строительного гипса составляет 4-6 МПа, высокопрочного гипса – 15-40 МПа.
Гипс и изделия из него плохо проводят тепло, коэффициент его теплопередачи в интервале температур от 15 до 45 градусов составляет всего 0,259 ккал/м·град/час.
Скорость высыхания. После смешивания с водой гипсовый раствор начинает схватываться уже через 4 минуты и в течение следующего получаса он полностью застывает. Поэтому работать таким раствором нужно очень быстро.

Марки и свойства строительного гипса

Нормативным документом, регламентирующим свойства и качество строительных гипсовых вяжущих, является ГОСТ 125-79. Промышленность производит алебастр 12 марок, различающихся перелом прочности на сжатие.

Показатели приведены в таблице:

Марка гипса	Предел прочности образцов-балочек размером 40×40×160 мм в возрасте 2 часа, МПа, не менее
Марка гипса	сжатие	изгиб
Г-2	2	1,2
Г-3	3	1,8
Г-4	4	2,0
Г-5	5	2,5
Г-6	6	3,0
Г-7	7	3,5
Г-10	10	4,5
Г-13	13	5,5
Г-16	16	6,0
Г-19	19	6,5
Г-22	22	7,0
Г-25	25	8,0

Важным показателем является срок схватывания вяжущего.

В зависимости от него различают следующие виды строительного гипса:

А – быстротвердеющий (начало не ранее 2 мин., конец – не позднее 15 мин.).
Б – нормальнотвердеющий (начало схватывания не ранее 6 мин., конец – не позднее 30 мин.).
В – медленно твердеющий (начало схватывания не ранее 20 мин., окончание – не нормируется).

Степень помола также нормируется:

Таким образом, по марке вяжущего можно определить все его основные характеристики.

К примеру, на мешке указано: Г-6 В II.

Это означает, что перед нами материал со следующими характеристиками:

прочность не менее 6 и не более 7 МПа;
медленно твердеющий;
среднего помола.

Разновидности гипса

Гипсовые вяжущие используются не только чистом виде, но и с различными добавками, позволяющими менять их свойства.

В настоящее время в продаже можно встретить гипс следующих разновидностей:

Строительный – для производства гипсовых стройматериалов и для проведения штукатурных работ. Такой материал хорош тем, что не образует трещин при высыхании. Часто в него добавляют известь, что придает смеси пластичность. Материал в основном используют для внутренней отделки сухих помещений.
Высокопрочный – вяжущее с крупными кристаллами, обеспечивающими конечному изделию меньшую пористость и, соответственно, большую прочность. Данный материал используют для устройства несгораемых перегородок, форм для производства фаянсовых и фарфоровых сантехнических изделий. Также его применяют в травматологии и стоматологии.
Полимерный гипс – вяжущее с добавлением полимеров. Часто применяется с травматологии. Повязки с таким гипсом гораздо легче обычных гипсовых, позволяют коже дышать, не боятся влаги, проницаемы для рентгеновских лучей (позволяют контролировать процесс сращивания костей).

Скульптурный – самый высокопрочный гипс, практически не содержащий примесей. Материал имеет высокую степень белизны и используется для изготовления статуэток. Скульптур, сувениров, а также в автомобильной и авиационной промышленности. Это вяжущее является основой сухих шпаклевочных смесей.
Акриловый гипс – получается при добавлении в вяжущее водорастворимой акриловой смолы. Внешне практически неотличим от обычного гипса, но гораздо легче. Благодаря этому его часто используют для потолочной лепнины. Материал морозостоек и имеет низкое водопоглощение, поэтому может быть использован для работы на фасадах зданий.

Таким образом, алебастр является одной из разновидностей гипса, которую в основном используют в строительстве. Он имеет большую твердость, чем природный гипс, но менее широкое применение.

Гипс - природный минерал из класса сульфатов. Из всех природных сульфатов в строительной индустрии имеет наибольшее значение. В природе находится в виде дигидрата - двуводный сульфат кальция CaSO 4 . 2H 2 O и в безводном состоянии - ангидрит CaSO 4 .

В основном гипс используют преимущественно как сырье для производства низко- и высокообжиговых гипсовых вяжущих и в качестве добавки, вводимой при помоле клинкера портландцемента и его разновидностей с целью регулирования сроков схватывания.

Другим направлением использования природного гипса является изготовление стеновых и перегородочных изделий, что обусловлено его низкой теплопроводностью: при 30°С 0,28-0,34 Вт/(м.K).

Природный двуводный гипс - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных и мелких кристаллов CaSO 4 . 2H 2 O. Сростки кристаллов гипса могут образовывать гипсовые розы . Плотные образования гипса называют гипсовым камнем .

Структурные различия

По внешнему виду и строению горной породы различают:

кристаллический прозрачный гипс;
пойкилитовый или песчанистый гипс - кристаллы, переполненные песком.
Пойкилит (англ. Poikilite) - кристалл или зерно, в котором содержатся многочисленные включения других минералов, которые были захвачены во время роста индивида.
гипсовый шпат - пластинчатый минерал с плоскими прозрачными кристаллами слоистой структуры, индивиды довольно крупных размеров, прозрачные (марьин глаз);
селенит - параллельно-тонковолокнистый гипс, желтоватого цвета с шелковистым блеском
зернистый гипс;
алебастр

Различают кристаллическую, волокнистую, зернистую и песчанистую разности гипса.

Под разностью подразумевают совокупность минеральных индивидов одного минерального вида, различающиеся по морфологическим признакам. Например, разности гипса: "марьино стекло" - пластинчатый гипс, селенит - волокнистый гипс.

Гипс образует сплошные мраморовидные массы, жилковатые скопления, а также единичные кристаллы и друзы. Облик его кристаллов обычно пластинчатый, столбчатый и игольчатый.

Физические свойства гипса

Кристаллическая решетка двуводного гипса и ангидрита

В кристаллической решетке двуводного гипса каждый атом кальция окружен шестью комплексными группами, состоящими из четырех тетраэдров и двух молекул воды. Структура кристаллической решетки этого соединения слоистая. Слои образованы, с одной стороны, ионами Са 2 + и группами SO 4 -2 , а с другой - молекулами воды. Каждая молекула воды связана как с ионами Са 2+, так и с ближним сульфатным тетраэдром. Внутри слоя, содержащего ионы Са 2 + и SO 4 -2 имеются относительно прочные (ионные) связи, в то время как в направлении к слоям, содержащим молекулы воды, связь слоев значительно слабее. Поэтому при тепловой обработке двуводный гипс легко теряет воду (процесс дегидратации). На практике этот процесс можно проводить до различной степени его завершенности и в зависимости от этого получать гипсовые вяжущие различных модификаций с различными свойствами.

В кристаллической решетке ангидрита ионы серы располагаются в центрах тетраэдрических групп кислорода, а каждый ион кальция окружен восемью ионами. Большей частью ангидрит образует сплошные массы, но встречаются кубические, короткостолбчатые и другие кристаллы.

Нагревание гипса

Под паяльной трубкой гипс теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На кривых нагревания гипса наблюдаются три эффекта:

при 80-90°С выделяется некоторое количество Н 2 0;
при 140°С гипс переходит в полугидрат;
при температуре 140-220°С происходит полное выделение воды;
при температуре 400°С гипс оказывается намертво обожженным.

Растворимость гипса

Гипс обладает заметной растворимостью в воде (около 2 г/л при 20°С). Замечательной особенностью гипса является то, 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" - CaSO 4 . 0,5H 2 O. Растворимость гипса увеличивается в присутствии некоторых электролитов (например, NaCl, (NH 4) 2 SO 4 и минеральных кислот).

Из раствора гипс кристаллизуется в виде характерных игольчатых кристаллов, белых или окрашенных примесями.

Гипс от греческого - штукатурка, легко определяется по следующим свойствам:

низкая твердость;
обильный возгон воды в закрытой трубке;
в пламени спиртовки белеет (мутнеет) и рассыпается в порошок, плавится в белую эмаль, которая дает щелочную реакцию;
относительно плохо растворяется в воде и кислотах.

Растворение ангидрита ⎼ это непосредственное взаимодействие воды и сульфата кальция, насыщение наступает, когда энергия гидратированного иона станет равна энергии иона в решетке. Обычно такое растворение сопровождается небольшим тепловыделением (не всегда и не для всех солей). Основным фактором влияния при этом является температура.

Процесс растворения солей зависит и от свойств растворителя (воды), его минерализации, состава и рН-среды. Так, растворимость гипса возрастает с увеличением от содержания в воде солей хлористого натрия и магния. В дистиллированной воде растворимость гипса составляет 2 г/л, а в высококонцентрированных растворах NaCl (100 г/л) или MgCl (200 г/л) растворимость гипса увеличивается соответственно до 6,5 и 10 г/л.

Гипс хорошо растворяется в щелочах и соляной кислоте. С ростом концентрации раствора щелочи от 0,1 н. до 1 н. растворимость гипса резко возрастает. Таким образом, в зависимости от минерализации и состава растворителя скорость растворения гипса может изменяться в широких пределах, что необходимо учитывать при его выщелачивании из породы.

CaSO 4 + NaCl = NaSO 4 + CaCl 2

CaSO 4 + MgCl = MgSO 4 + CaCl 2

Разновидность гипса

Селенит

Селенит - это волокнистая разность гипса, полупрозрачный минерал, прочнее алебастра. Мягкий, твёрдость 2 по шкале Мооса (легко царапается ногтем). В качестве включений может содержать глину, песок, редко - гематит, серу, органические примеси.

Имеет шелковистый блеск. После полировки благодаря параллельно расположенным волокнам имеет красивый переливчатый оптический эффект, аналогичный эффекту кошачьего глаза..

Цветовая гамма представлена розовыми, голубыми, желтыми и красновато-перламутровыми оттенками. Можно встретить и кристально-белый селенит.

Применяется как поделочный камень для изготовления бижутерии, фигурок, резных художественно-бытовых изделий. Легко шлифуется наждачной бумагой и хорошо полируется. Изделия из селенита легко затираются и теряют полировку из-за малой твёрдости и после эксплуатации требуют повторной обработки.

Алебастр

Название "alabastrites", появилось от названия города Алебастрон в Египте, где камень добывался. Алебастр высоко ценился и использовался для изготовления маленьких сосудов для парфюмерных изделий и ваз для мазей. Нарезанный тонкими листами, алебастр достаточно прозрачен поэтому использовался для "остекления" окон.

Сегодня алебастр это основное сырье для производства гипса - порошкообразного вяжущего материала, получаемого путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO 4 . 2H 2 O при температуре от 100°C и выше.

Напомню, что алебастр - наиболее чистый тонкозернистый гипс, напоминающую по внешнему виду мрамор, белого цвета или светлоокрашенный.

Ангидрит

Ангидрит (от др.-греч. "лишённый воды") - безводный сульфат кальция. Ангидрит может быть белым, голубоватым, сероватым, реже красноватым.

При добавлении воды увеличивается в объёме примерно на 30 % и постепенно превращается в двуводный гипс.

Отложения ангидрита образуются в осадочных толщах главным образом в результате обезвоживания отложений гипса.

Ангидрит иногда используется как дешёвый декоративно-поделочный камень, по твёрдости занимающий промежуточное положение между яшмой, нефритом и агатом, с одной стороны, и мягким селенитом и кальцитом - с другой.

В наши дни применяется для производства безобжиговых и высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ, а также в качестве добавки для производства цемента.

Минерал, производный от кальция - его водный сульфат, который называется гипс. Он имеет много названий-синонимов: монмартит, роза пустыни, гипсовый шпат (кристаллические и листовые формы). Образец волокнистой структуры - это селенит, зернистой - алебастр. Речь пойдёт о разновидностях и свойствах этого камня, его распространённости по стране и применении в строительстве, медицине и других направлениях хозяйства.

Историческая справка

В результате произошедшего 20―30 млн лет назад испарения морей образовался гипс - минерал, который стали использовать древние цивилизации. Камень и сегодня имеет большой спрос, несмотря на появление множества современных материалов.

Произошло это почти 10 тысяч лет назад. Свидетельствами того, что в древнем Египте, Ассирии, Греции и Римском государстве использовали гипс, являются:

В Англии и Франции, начиная с XVI века, гипсом стали покрывать деревянные строения, защищая их от пожаров. Год 1700 считают началом использования минерала в качестве удобрения. Для создания архитектурных форм в России XVII-XVIII вв. широко использовали гипсовый декор, а в 1855 г. русский хирург Н. И.

Пирогов во время Крымской войны изобрёл и начал применять для лечения раненых гипсовую повязку, фиксирующую конечности. Это позволило уберечь многих солдат от потери руки или ноги.

Описание минерала

Возникающий из осадочных горных пород минерал из класса сульфатов получил название гипса. Его химическая формула выглядит так: CaSO4·2H2O. По внешнему виду отмечается неметаллический блеск: шелковистый, перламутровый, стеклянный или матовый. Камень бесцветный или окрашен белым, розовым, серым, желтоватым, синим и красным оттенками. Описание других показателей:

плотность 2,2―2,4 т/м3;
твёрдость по шкале Мооса 2,0 ;
спайность - совершенная, легко отделяются тонкие пластинки от кристаллов слоистой структуры;
черта, проведённая по камню - белая.

Вот из чего состоит гипс: окись кальция СаО - 33%, вода Н2О - 21%, трехокись серы SO 3 - 46%. Примеси обычно отсутствуют.

Если рассматривать камень как горную породу, то в составе присутствуют кальцит, доломит, гидроокислы железа, ангидрит, сера и собственно сам гипс. Происхождение осадочное, по условиям создания различают первичные формы, которые образовались путём химического осаждения в солёных водоёмах, или вторичные производные - они возникли в результате гидратации ангидрита. Может скапливаться в зонах самородной серы и сульфидов: от ветровой эрозии образуются гипсовые шляпы, загрязнённые примесями.

Качество сырья для производства гипса зависит от содержания двухводной сернокислой соли кальция CaSO4·2H2O - оно варьирует в диапазоне 70―90%. Конечной формой для применения является минеральный порошок, его получают размолом обожжённого во вращающихся печах гипсового камня.

Свойства и применение

В природе физические особенности строения заключаются в многообразии форм: плотные и зернистые, землистые, листоватые и волокнистые, конкреции и пылевидные массы. В пустотах обнаруживаются в виде друз кристаллов. Растворимость гипса в воде повышается с температурой до 37―38ºС, затем уменьшается, и по достижении 107ºС минерал переходит в состояние полугидрата CaSO4·½H2O. При добавлении малого количества серной кислоты в воду растворимость улучшается. На НС l реагирует слабо.

В готовых строительных смесях свойства гипса передаются самому порошку. Изделия обретают качества основного вещества с характеристиками:

плотность насыпная 850―1150 кг/м3, меньшие значения для более тонкого помола;
огнестойкость высокая: у алебастра температура плавления 1450ºС;
схватываемость - начало через 4―7 минут, окончание - спустя полчаса, для замедления отвердевания добавляют животный клей, растворимый в воде;
прочность на сжатие рядовых образцов 4―6 МПа, высокопрочных 15―40.

Плохая теплопроводность - на уровне кирпича (около 0,14 Вт/(м·град)) позволяет использовать изделия на гипсовой основе в пожароопасных конструкциях. Первые образцы применения камня в этом качестве найдены в Сирии - им больше 9 тысяч лет.

Природные виды

Геологи установили несколько десятков разновидностей гипса, но основных выделяют три. К ним относятся:

Про другие разновидности знают немногие: гипсовый шпат (крупнокристаллический и листовой), кишечный или змеиный камень серого цвета с белыми, червеобразно изогнутыми прожилками. Другая малоизвестная форма - землистый гипс.

Разновидности для практического применения

Использование водного сульфата кальция совместно с другими вяжущими веществами позволяет получить существенную экономию на более дорогих материалах. Прошедший стадию переработки алебастр подразделяют на следующие классы:

Существуют и другие разновидности, но на практике пользуются ограниченным перечнем. Аналогом является мелкодисперсная пыль серовато-белого цвета - алебастровый порошок, который получают из гипса путем термической обработки.

Другие направления использования

В необработанном виде камень применяют как добавку в производстве портландцемента, изготовления скульптур и поделок. Перечень дополнительных направлений:

Нетрадиционное направление - магия. Считается, что гипс притягивает благополучие и удачу, подсказывает поступки человека в сложной ситуации. Астрологи рекомендуют амулеты из этого минерала особам, родившимся под знаками Льва, Овна и Козерога.

Месторождения камня

Распространение гипса в земной коре наблюдается повсюду, преимущественно в пластах осадочных пород мощностью 20―30 м. Мировая добыча составляет около 110 млн т камня в год. Крупнейшими производителями являются Турция, Канада, США, Испания и Иран. Из уникальных можно отметить термальные пещеры Naica Mine в Мексике, где были найдены друзы гигантских кристаллов гипса длиной 11 м.

Многочисленные месторождения верхнеюрского периода расположены на территории стран ближнего зарубежья: Северный Кавказ, среднеазиатские республики. В России насчитывается 86 промышленных залежей, но 90% добычи приходится на 19 месторождений, из которых можно выделить 9 крупнейших: Баскунчакское, Болоховское, Лазинское, Новомосковское, Оболенское, Павловское, Плетнёвское, Порецкое, Скуратовское. Их доля в добыче 75% от общероссийской. Большинство месторождений представлены смесью гипса и ангидрита в соотношении 9:1. В России ежегодно добывают 6 млн тонн, что составляет 5,5% от мирового объёма.

В процессе строительства, ремонта для отделки стен, потолка, и даже полов часто применяют гипс или алебастр. Алебастр и гипс в чем разница? Эти материалы во многом схожи, алебастр является производным гипса, однако, их качества и свойства отличаются, так, что в одних случаях можно использовать только гипс (Ротгипс), а в других - алебастр. При этом необходимо знать их основные характеристики. Возможно только тогда Вы примите решение - какой из этих материалов будет использован. Давайте подробно разберемся, что из себя представляет каждый материал.

Гипс строительный - что это?

Гипс - материал натуральный, экологичный с отличными связующими характеристиками, быстрым затвердеванием и последующей прочностью. Он безопасен при пожаре. При скоплении влаги в помещении этот материал впитывает излишки, при необходимости, сухом воздухе - отдает обратно. Это свойство делает гипс уникальным отделочным материалом.

Алебастр строительный - что это?

Алебастр - строительный материал, который получается после обжига измельченного гипса. Алебастр применяют для ремонта поверхностей помещения, а также из него изготавливают панели и плиты. Это мягкий материал, с ним легко работать пилой. Он подобно гипсу не горит, экологичен.

Качества строительного гипса.
Быстро пристает к поверхности и твердеет.
Без разрушения выдерживает высокие температуры.
Открытый огонь начинает действовать на гипс через 6 часов.
Застывший гипс не боится механических повреждений.
Качества алебастра.
Застывает в течение 5 минут.
Защищает об образования трещин.
Выравнивает поверхность.
Звукоизоляция.
После высыхания алебастр увеличивается в объеме.

Алебастр крепко пристает к практически любым поверхностям, кроме резины. В связи с этим, емкость, в которой разводят алебастр, желательно выстелить внутри полиэтиленом.

Чем отличается гипс от алебастра?

По сравнению с применением алебастра, гипс - универсальный строительный материал. На ощупь можно почувствовать, что гипс мягче алебастра, и затвердевает он медленнее (около получаса). Высокая скорость высыхания алебастра не всегда положительна. В сухие смеси и жидкий раствор часто вводят добавку, увеличивающую время затвердевания. Это увеличивает время работы с раствором.

Что прочнее гипс или алебастр?

У гипса механическая прочность выше, чем у алебастра. Серьезный недостаток алебастра - под действием влаги он тускнеет. Не случайно именно гипс используют в разных сферах, в том числе медицине - он более экологичен, безопасен для здоровья, в то время как использование алебастра ограничено сферой строительства.

Применение строительного гипса

Гипс используют как главную составляющую для большого ассортимента материалов: сухие строительные смеси, штукатурка, шпатлевка, клеи. Сам гипс (Ротгипс) отлично подходит для заделывания швов, щелей, неровностей. Из гипса изготавливают натуральную лепнину, карнизы, декоративные элементы интерьера. Для отделки интерьера гипс также нашел применение в качестве основы для декоративного камня, который можно сделать даже своими руками и облицовочной плитки.