Гипс как строительный и отделочный материал. Гипс строительный: свойства, характеристики, применение

Гипс образуется в результате высушивания водоемов путем отложения осадка из составов, насыщенных сульфатными солями, либо путем выветривания горных пород.

Этот, созданный природой материал, принято считать самой распространенной вспомогательной массой в стоматологии, востребованность которой с годами не снижается, благодаря своим выгодным свойствам.

Немного из истории

Об уникальных свойствах люди знали еще в период античных времен. Первоначально гипс использовался как строительный материал. Еще до нашей эры он использовался в Египте для сооружения пирамид и других архитектурных построек.

Массовое добывание материала было начато примерно в 12-13 вв. нашей эры. Имея в своей основе воду, он стал применяться повсеместно в строительстве для штукатурных и отделочных работ. Из гипса изготавливались различные архитектурные элементы.

В середине 19 века, а точнее, в разгар Крымской войны, русский хирург Пирогов Н. И. первым применил гипсовую массу во время лечения переломов костей, полученных при огнестрельном ранении.

Для фиксации костных фрагментов он использовал бинты, пропитанные жидким гипсом. Подобная методика активно применяется в хирургии и сегодня.

В ортопедической стоматологии гипс имеет широкую сферу применения. Долгое время он оставался единственным слепочным материалом.

В зубопротезировании материал необходим при гипсовании восковых основ с искусственными единицами в кювету и макетов в окклюдатор, а при изготовлении протезов из металла – для получения образца штампа. Изготавливая мостовидные системы, техник берет гипс для кратковременного скрепления зубов и коронок .

Материал может применяться как моделировочный, когда перед отливанием металлического протеза, из него формуются все элементы. Гипсовый порошок особо тонкого помола часто используется для полирования готовых протезных конструкций.

Описание материала

В природе материал представляет собой водную сернокислую калийную соль. По-другому, это минерал, кристаллическая решетка которого - слоистая, выделяющаяся закономерным размещением атомов.

Кристаллы бесцветны и практически прозрачны, но в силу присутствия различных примесей (чаще это кварц, глина, карбонаты, пирит), имеют розовый, желтый или черный оттенок. Без примесей в природе материал встречается крайне редко.

Чтобы получить полуводный гипс, от всевозможных примесей очищается природный состав. Потом он измельчается в специальных дробилках до порошкообразного состояния, загружается в котлы и обжигается в течение 10-12 ч. при t 150-190°С.

Исходя из того, сколько и при каких показателях давления и температуры обжигался гипс, получаются разные его сорта, различающиеся прочностью и периодом затвердевания.

Может получиться гипс двух модификаций:

α-гипс. По структуре – прочный, имеет небольшую удельную поверхность, низкую потребность воды, высокую прочность и продолжительный период схватывания.
β-гипс. Характеризуется выраженной реакционной способностью, широкой внутренней поверхностью, низкой по сравнению с α-гипсом, прочностью, а для растворения требует больший объем воды.

Как стоматологический материал, гипс имеет следующие характеристики:

доступен;
позволяет получать точные оттиски;
безопасен;
без вкуса и запаха;
хрупкий;
очень низкий показатель усадки;
не растворим слюной;
не разбухает при смачивании его водой;
легко удаляется с моделей при использовании простых разделительных составов (например, мыльного раствора).

Классификация

Согласно ГОСТу № Р51887-2002, ИСО 6873, гипс разделяется на 5 классов. В основу данной классификации положены степень его твердости и область применения:

Оттискной. Имеет низкую твердость и минимальный коэффициент расширения, быстро затвердевает, податливый и достаточно мягкий материал. Применим для снятия слепков, в том числе при полной адентии.
Медицинский . Характеризуется обычной степенью твердости. Используется для диагностических макетов, а также образцов, по которым проводится планирование вида и размеров будущего ортопедического изделия.
Гипс данного класса из-за недостаточной прочности не может использоваться для создания рабочих моделей.
Высокопрочный . Принадлежа к классу твердых минералов, материал имеет высокий коэффициент прочности.
Применим для создания съемных полных протезных систем, протезов, которые замещают некоторую часть отсутствующих единиц, а также используется в создании базы несъемных разборных систем и иных подобных конструкций.
Сверхпрочный для штампов и макетов с низким коэффициентом расширения , также в производстве разбираемых образцов челюстей и реализации любой комбинированной работы.
Особотвердый с регулируемым коэффициентом расширения и добавлением синтетических составов. Это редко используемая разновидность гипса, нужная для создания моделей, требующих особой точности.

Правила использования

Всем специалистам, работающим с гипсовой массой важно придерживаться следующих правил:

Материал следует держать в сухом месте.
Перед тем как контейнер для хранения заполнить новой порцией, его надо тщательно очистить.
Все принадлежности и оборудование, которые применяются для работы с гипсом, после каждого использования должны очищаться.
Разовая порция материала не должна превосходить объема, требуемого для заполнения 2-3 оттисков.
Для ускорения затвердевания средства, не рекомендуется добавлять в него ускорители затвердевания. При необходимости лучше взять быстротвердеющую марку гипса. Увеличив на пару секунд время для замешивания материала, можно ускорить его последующее затвердевание.
Чтобы расширение массы не превысило нужные параметры, при замешивании следует соблюдать пропорции воды и вносимого порошка.
Температура воды и гипсового порошка должна быть 19-20°С. Допускается отклонение данного показателя на 1°C в сторону повышения или уменьшения.
Порошок необходимо в воду засыпать медленно, при этом дать ему время полностью в нее погрузиться. Потом в течение 1 мин. шпателем аккуратно перемешивать массу. Следующее за ручным перемешиванием машинное, должно длиться не более 30 сек.
В форму состав выливается сразу по завершению замешивания. Недопустимо увеличивать время заливания смеси или добавлять в нее воду.
Вынимать слепок можно только после снижения температуры в модели.

Соблюдение перечисленных правил, позволит специалистам работать с гипсом комфортно, экономично и быстро.

Основы применения

Чтобы изготавливаемая ортопедическая конструкция имела высокое качество и соответствовала всем техническим стандартам, при работе с гипсом следует в точности выполнять все этапы работы с ним.

Подготовка

Перед тем как приступить к замешиванию, необходимо проверить чистоту и сухость всех приспособлений, которые будут использоваться в этом процессе.

Остатки старого материала, находящиеся в колбе или на шпателе, спровоцируют изменения сроков расширения и затвердевания новой гипсовой массы.

Любой тип гипса желательно замешивать в условиях вакуума и при строгом соблюдении пропорций всех компонентов.

Примерный замер ингредиентов непременно приведет к изменениям характеристик и свойств.

Также должны совпадать параметры силы замешивания и продолжительность, с рекомендуемыми производителем параметрами.

Используемая вода

Для получения смеси берется водопроводная вода, прошедшая период отстаивания, температура которой не превышает 20(±1)°С.

Если вода имеет высокую жесткость, время затвердевания смеси сокращается . В данной ситуации следует взять деминерализованную воду.

Добавка порошка

Всыпать в воду гипс надо равномерно, но в то же время быстро (примерное время добавления порции порошка – 10 сек.). По новому регламенту это время следует отсчитывать с момента касания порошком жидкости.

Перед тем как начать шпателем перемешивать массу, необходимо выждать, пока засыпанное средство не погрузится полностью в воду (на это требуется около 20 секунд).

Время замешивания разных классов гипса отличается. Так, материал первого класса перемешивается вручную всего 30 секунд. Классы со 2 по 4, а это алебастровый, твердый и супертвердый вид, замешивается на протяжении 1 минуты.

Распаковка

По стандарту, застывший образец изымается из слепка примерно через 30 минут с мосента заливания. Гидроколлоидные (альгинатные) оттиски после очищения, нейтрализации и дезинфицирования отливаются из гипса, поскольку они не удерживают постоянный объем. Имея агрессивное воздействие на гипс, распаковка выполняется через полчаса.

Важно! Если используются другие слепочные массы, рекомендуется проводить позднюю распаковку, т. е. через час.

Расширение

Каждый класс материала при застывании немного расширяется. На этот показатель оказывают влияние:

состав;
влажность воздуха;
температура окружающей среды.

Чтобы сравнить степень расширения разных классов, они должны быть помещены в равные условия.

Допустимые показатели расширения каждого класса данного материала даются в соответствии с нормой ISO 6373 или EN 26873.

Следуя нормам, расширение средства должно указываться в % и через 2 ч, а прочность на оказываемое воздействие – через 1 час (в N/mm2).

В случае если образец при комнатной температуре и недостаточной влажности находится дольше, примерно на 30% понижается его расширение. Но на практике известно, что гипсу небольшое расширение даже необходимо - оно покрывает усадку иных материалов .

Замешивание

Процесс, проводимый в вакуумном аппарате, как правило, неплохо воздействует на материал. Машинное замешивание почти в 2 раза по сравнению с ручным, сокращает время для получения высококачественной смеси, т. е. если при замешивании руками уходит около 1 мин, то при машинном – не более 30 сек.

Гипс первого класса замешивается обычно руками. Добавлять в него воду для разжижения консистенции или же порошок для загустения – не рекомендуется.

Из-за таких действий может нарушиться структура материала, что непременно отразится на процессе его застывания.

Заливка

Готовая масса должна практически сразу быть залитой в формы. Не следует ее замешивать более чем на 2-3 заливки.

Важно! Время, затраченное на заливание, входит в общее время, отводимое для обработки гипса.

По завершению отведенного на манипуляцию срока, в материале начинают образовываться кристаллы, и последующая с ним работа будет бесполезной.

Также, при начавшемся процессе, становится невозможным детальное воспроизведение мелких элементов, значительно снижается и прочность.

Эти факты необходимо рассматривать при пользовании вибратором. Хотя применение аппарата позитивно отражается на характеристиках готовой смеси, вибрирование не следует продолжать, если началось застывание.

Моделирование

Когда с поверхности гипса исчезнет блеск, в течение 1 мин. из него можно изготавливать нужные модели и обрезать.

Продолжительность, наступающего потом застывания, разная для каждого класса гипса. Так, данный период для твердых сортов (3 класс) материала приблизительно составляет 10-13 мин. Некоторые из супертвердых сортов имеют более длительное застывание.

Дефекты моделей

Чтобы избежать неприятных моментов, плоскость между гипсовой и альгинатной (гидроколлоидной) массой необходимо обрабатывать. Слепок на основе альгинатной смеси нейтрализуется водой, порошком из гипса или триммером. Такая обработка предупреждает растекание по поверхности образца еще незастывших областей.

Слепки из гидроколлоидной смеси следует укладывать в калийно-карбонатный или калий-сульфатный раствор для нейтрализации. В случае использования слепочной массы с полиэфиром, необходимо следовать указаниям производителя.

Смачивание моделей

Образцы не должны испытывать резкого воздействия. В случае если по технологии необходимо провести их обработку паром, вероятность их разрушения можно снизить путем предварительного смачивания.

Очистка струей пара может вызвать быстрое изнашивание поверхности и нивелировать контуры. По этой причине образцы лучше чистить щеткой с мягкой щетиной и специальным моющим средством.

Порчи пользованных моделей при распиловке или в момент препарирования можно избежать, если провести их краткосрочное смачивание.

Как показывает практика, разумнее всего работать с синтетическими сортами гипса. Наличие в нем минеральных компонентов приводит к тому, что процесс расширения длится намного больше и иногда у некоторых сортов доходит до 30 мин.

Редко кто из техников может ждать все это время и начинать работать с воском. Если при моделировании и случаются ошибки, то они связаны не из-за несоблюдения технологии работы с воском, а из-за того, что не закончилось еще расширение гипса.

Сроки хранения

Гипс всегда должен упаковываться во влагонепроницаемый контейнер, который не изменяет его физико-химические свойства. Контейнер должен иметь четкую маркировку.

На нем обязательно указывается:

торговое (заводское) наименование товара;
название изготовителя и поставщика, а также их адрес;
класс гипса;
предполагаемая сфера его применения;
цвет (в случае, если он не белый);
запах;
показатель нетто;
указание по дате окончания срока применения;
основные правила хранения с обязательным указанием того, что гипс при атмосферном давлении и высокой влажности подвержен порче;
номер выпущенной партии.

Транспортировка и последующее хранение возможно только в заводской упаковке. Срок хранения, в течение которого производитель гарантирует качество выпущенного материала, и сохранение характеристик при соблюдении правил хранения – 1 год.

В видео представлена дополнительная информация по теме статьи.

Гипс как материал известен еще с древних времен, но он и до сегодняшнего дня не утратил свою популярность и востребованность. Помимо этого, даже самые новые и усовершенствованные материалы не смогли составить ему достойную конкуренцию. Применение гипса очень широкое, начиная от фарфоровой сферы деятельности и заканчивая медициной. Однако самая востребованная - это строительство.

Что собой представляет гипс как материал?

Его изготавливают из гипсового камня. Обжигают в печах разной температуры, а после переламывают до возникновения порошковой смеси. Поверхности, обработанные гипсом, могут поглощать ненужную влагу из воздуха, а также выделять ее при очень сухом воздухе. Относят данный материал к сульфатам. Существует два вида гипса : селенит и алебастр. Первый представляет собой волокна, а второй - зерна.

Какими техническими характеристиками обладает строительный гипс?

Практически все гипсовые смеси обладают похожими характеристиками. К ним относят:

1. Плотность. Строительный материал является мелкозернистой структурой. В среднем плотность варьируется от 2,6 до 2,8 г на см.

2. Период высыхания. Он схватывается буквально за считанные минуты. Опыт показывает, что на четвертой минуте после его замешивания раствор схватывается, а через 30 минут полностью затвердевает. Именно по этой причине разводить гипс необходимо по небольшим порциям, иначе он застынет, и сделать с ним уже ничего нельзя. Однако существует способ замедлить этот процесс. В раствор добавляют водорастворимый животный клей. Его использование никак не скажется на качестве гипса.

3. Удельная масса. Отношение веса равняется занимаемого гипсом объема, поэтому удельный, объемный и насыпной вес имеет практически одинаковые показатели.

4. Температура плавления. Этот материал можно нагреть до 700 градусов по Цельсию! И он не изменит свою форму или качества. Его разрушение начнется лишь спустя 6 часов беспрерывного влияния высокой температуры.

5. Прочность. При сжатии она равна 5 Мпа, а высокопрочный материал - от 10 до 50 Мпа.

6. Гипс отвечает ГОСТ , то есть государственным нормам.

7. Теплопроводность и растворимость. Он представляет собой очень слабый проводник тепла. И практически не растворяется.

Какие выделяют разновидности гипса?

1. . Применение гипса этого вида распространяется на создание гипсовых деталей и плит для штукатурных работ. Все работы с ним необходимо успевать делать за 10-20 минут, так как он очень быстро застывает. Именно за такой промежуток времени материал необходимо полностью использовать. Лишь на начальном моменте твердения гипс набирает приблизительно половину своей прочности. При затвердении на нем не появляются трещины, поэтому добавлять какие-то специальные компоненты просто нет необходимости. Но это не касается веществ, которые обеспечивают замедление твердения. Данная строительная смесь уменьшает трудность работ и материальные затраты в целом. Его добывают методом подрыва гипсосодержащей породы. После этого гипс перевозят на производственные предприятия в форме камней.

2. Высокопрочный. По своему строению и составу он практически не отличается от предыдущего вида. Однако у строительного вида кристаллы мельче, а у высокопрочного - больше, поэтому он имеет пористость меньше и огромную прочность. Производят его методом температурной обработки в специальном устройстве. Применение гипса данного вида довольно разнообразно. Из него делают разные растворы, возводят перегородки, которые не горят. Также стоит отдать предпочтение фарфоровым сантехническим устройствам, они делаются из высокопрочного гипса. Не стоит забывать и о сферах медицины, а точнее о стоматологии и травматологии.

3. Полимерный. Этот вид гипса очень популярен именно в травматологии, на его основе делают бинты, которые в дальнейшем будут использоваться для наложения повязок. К плюсам применения полимерных повязок относят: они в несколько раз легче простых гипсовых, накладываются без труда и с минимальными затратами времени, дают возможность коже дышать, ведь имеют отличную проницаемость, не поглощают влагу, с их помощью можно наблюдать за процессом сращения костей.

4. Целлакастовый гипс. Он практически такой же, как и полимерный, только его состав позволяется растягивать бинт во все стороны и по разным направлениям.

5. Структурный или формовочный. Самый экологически чистый, так как не содержит никаких добавок. Используют для создания форм для скульптур, различных статуэток, лепки и т.д. также применяется в автомобильной и авиастроительной деятельности. Он является главным элементом сухих шпаклевочных веществ. Данный вид гипса получают из строительного путем его просеивания и размалывания. Из него даже делают розетки!

6. Акриловый. Изготавливается из акриловой смолы, которая расплывается в воде. Когда полностью застынет этот вид - материал схож с простым строительным, но он более легкий. Различные декоративные лепнины - полная заслуга акрилового материала. Гипс выдерживает различную температуру, имеет маленькое влагопоглощение, поэтому его применять можно и для создания красивых и необычных фасадов здания. Работать с ним очень легко. Если в смесь добавить алюминиевую пудру или мраморную крошку, то гипс будет соответственно напоминать мрамор или металл.

7. Полиуретановый. Используется также в лепнине. По стоимости он намного выгодней, чем строительный вид. А вот по своим показателям ничем не отличается.

8. Белый гипс. Он является отличным помощником в разных ремонтных работах. Им всё приводят в порядок. Белый гипс можно совмещать с разными стройматериалами - это его основное преимущество. Застывает около 7 минут.

9. Мелкозернистый или просвечивающий. Им наполняют швы.

10. Жидкий гипс. Делают из гипсового порошка. Алгоритм изготовления состоит в следующем: 1 - подготавливают воду, 2 - насыпают в нее гипс и перемешивают, 3 - размешивают до получения жидкой субстанции.

11. Водостойкий или влагостойкий. Получают благодаря переработке материала по особому алгоритму. Для улучшения его качеств, в него добавляют барду.

12. Огнеупорный. Все гипсы не переносят огонь, но этот вид сделан из пазогребеневого гипса, который может противодействовать огромным температурам. Используют во всех сферах, особенно там, где необходимо увеличить огнеупорность.

13. Архитектурный. Он очень пластичный, и не содержит токсических элементов. Кислотность гипса данного вида одинакова с кислотностью человеческой кожи. Лепка из этого гипса очень популярна, поэтому и спрос на него возвышенный.

Может ли что-то заменить гипс?

Да, может. И этим материалом является алебастр . Его тоже знают в строительном мире, получают из двуводного гипса путем обработки высокими температурами. По внешним характеристикам они не отличаются друг от друга. Его используют, если в помещении небольшая влажность.

Отличия алебастра и гипса

1. Гипс используется во многих сферах деятельности, без ограничений, алебастр известен лишь в строительной области.

2. Если в алебастр не добавлять специальные компоненты, то 1 - он очень быстро засохнет, 2 - будет просто непригодным к использованию.

3. Гипс более экологически чистый, чем алебастр.

4. Алебастру свойственна большая прочность, чем гипсу.

Гипс - минерал, водный сульфат кальция. Волокнистая разновидность гипса называется селенитом, а зернистая - алебастром. Один из самых распространенных минералов; термин используется и для обозначения сложенных им пород. Гипсом также принято называть строительный материал, получаемый путем частичного обезвоживания и измельчения минерала. Название происходит от греч. гипсос, что в древности обозначало и собственно гипс, и мел. Плотная снежно белая, кремовая или розовая тонкозернистая разновидность гипса известна как алебастр

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Химический состав — Ca × 2H 2 O. Сингония моноклинная. Кристаллическая структура слоистая; два листа анионных групп 2- , тесно связанные с ионами Ca 2+ , слагают двойные слои, ориентированные вдоль плоскости (010). Молекулы H 2 O занимают места между указанными двойными слоями. Этим легко объясняется весьма совершенная спайность, характерная для гипса. Каждый ион кальция окружен шестью кислородными ионами, принадлежащими к группам SO 4 , и двумя молекулами воды. Каждая молекула воды связывает ион Ca с одним ионом кислорода в том же двойном слое и с другим ионом кислорода в соседнем слое.

СВОЙСТВА

Цвет самый разный, но обычно белый, серый, жёлтый, розовый и т.д. Чистые прозрачные кристаллы бесцветны. Примесями может быть окрашен в различные цвета. Цвет черты белый. Блеск у кристаллов стеклянный, иногда с перламутровым отливом из-за микротрещинок совершенной спайности; у селенита — шелковистый. Твёрдость 2 (эталон шкалы Мооса). Спайность весьма совершенная в одном направлении. Тонкие кристаллы и спайные пластинки гибки. Плотность 2,31 — 2,33 г/см 3 .
Обладает заметной растворимостью в воде. Замечательной особенностью гипса является то обстоятельство, что растворимость его при повышении температуры достигает максимума при 37-38°, а затем довольно быстро падает. Наибольшее снижение растворимости устанавливается при температурах свыше 107° вследствие образования «полугидрата» — CaSO 4 × 1/2H 2 O.
При 107°C частично теряет воду, переходя в белый порошок алебастра, (2CaSO 4 × Н 2 О), который заметно растворим в воде. В силу меньшего количества гидратных молекул, алебастр при полимеризации не даёт усадки (увеличивается в объеме прибл. на 1%). Под п. тр. теряет воду, расщепляется и сплавляется в белую эмаль. На угле в восстановительном пламени даёт CaS. В воде, подкисленной H 2 SO 4 , растворяется гораздо лучше, чем в чистой. Однако при концентрации H 2 SO 4 свыше 75 г/л. растворимость резко падает. В HCl растворим очень мало.

МОРФОЛОГИЯ

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. Двойники срастания часты и бывают двух типов: 1) галльские по (100) и 2) парижские по (101). Отличить их друг от друга не всегда легко. Те и другие напоминают собой ласточкин хвост. Галльские двойники характеризуются тем, что рёбра призмы m {110} располагаются параллельно двойниковой плоскости, а ребра призмы l {111} образуют входящий угол, в то время как в парижских двойниках рёбра призмы Ι {111} параллельны двойниковому шву.
Встречается в виде бесцветных или белых кристаллов и их сростков, иногда окрашенных захваченными ими при росте включениями и примесями в бурые, голубые, жёлтые или красные тона. Характерны сростки в виде «розы» и двойники — т.наз. «ласточкины хвосты»). Образует прожилки параллельно-волокнистой структуры (селенит) в глинистых осадочных породах, а также плотные сплошные мелкозернистые агрегаты, напоминающие мрамор (алебастр). Иногда в виде землистых агрегатов и скрытокристалличесих масс. Также слагает цемент песчаников.
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.

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 месторождения Гаурдак (Туркмения) и других месторождений 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

Сегодня минерал «гипс» - это в основном сырье для производства α-гипса и β-гипса. β-гипс (CaSO 4 ·0,5H 2 O) - порошкообразный вяжущий материал, получаемый путём термической обработки природного двухводного гипса CaSO 4 ·2H 2 O при температуре 150-180 градусов в аппаратах, сообщающихся с атмосферой. Продукт измельчения гипса β-модификации в тонкий порошок называется строительным гипсом или алебастром, при более тонком помоле получают формовочный гипс или, при использовании сырья повышенной чистоты, медицинский гипс.

При низкотемпературной (95-100 °C) тепловой обработке в герметически закрытых аппаратах образуется гипс α-модификации, продукт измельчения которого называется высокопрочным гипсом.

В смеси с водой α и β-гипс твердеет, превращаясь снова в двуводный гипс, с выделением тепла и незначительным увеличением объема (приблизительно на 1 %), однако такой вторичный гипсовый камень имеет уже равномерную мелкокристаллическую структуру, цвет различных оттенков белого (в зависимости от сырья), непрозрачный и микропористый. Эти свойства гипса находят применение в различных сферах деятельности человека.

Гипс (англ. Gypsum) — CaSO 4 * 2H 2 O

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	6/C.22-20
Nickel-Strunz (10-ое издание)	7.CD.40
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 г/см 3
Радиоактивность (GRapi)	0

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 - один из самых распространенных минералов в мире. Его добывают из земных недр повсеместно и широко используют в промышленности, строительной индустрии, медицине. В нашей статье вы найдете подробное описание и фото минерала гипса. Кроме того, узнаете о главных сферах его применения.

Минерал гипс: описание и химический состав

Горной породы, а также соответствующего строительного материала произошло от греческого слова gipsos («мел»). О гипсе человечество знает с самых древних времен. Не потерял он своей популярности и в наши дни.

Гипс - мягкий минерал. Он, кстати, является эталонным для шкалы относительной твердости Мооса, принятой еще в начале XIX века (твердость - 1,5-2,0).

По химическому составу минерал гипс - это водный сульфат кальция. В его структуру входят такие элементы, как кальций (Ca), сера (S) и кислород (O). Распишем химический состав гипса более подробно:

трехокись серы, SO 3 - 46 %;
окись кальция, CaO - 33 %;
вода, H 2 O - 21 %.

Генетическая классификация: моноклинная сингония. Этот минерал отличается слоистой кристаллической структурой и весьма совершенной спайностью (от него можно с легкостью отщеплять отдельные тонкие «лепестки»).

Минерал гипс: свойства и отличительные признаки

Вот основные физические характеристики гипса, по которым его можно отличить от других минералов:

излом неровный, но гибкий;
блеск: от стеклянного до шелковистого или матового;
твердость: низкая (легко царапается ногтем);
минерал медленно растворяется в воде;
на ощупь не жирный;
оставляет после себя хорошо заметную белую черту;
цвет: от белого до серого (иногда может быть розовым).

Гипс не вступает в реакции с кислотами, однако растворяется в хлористом водороде (HCl). Может иметь разную прозрачность, хотя прозрачный минерал гипс в природе встречается чаще. При нагревании свыше 107 градусов по Цельсию гипс превращается в алебастр, который, в свою очередь, при смачивании водой затвердевает.

Гипс очень часто путают с ангидритом. Отличить друг от друга эти два минерала можно по твердости (второй гораздо тверже, нежели первый).

Генезис минерала и его распространение в природе

Гипс - типичный минерал осадочного происхождения. Чаще всего он образуется из естественных водных растворов (например, на дне усыхающих морей и водоемов). Минерал гипс также может накапливаться в зонах выветривания самородной серы и сульфидов. При этом формируются так называемые гипсовые шляпы - рыхлые или же уплотненные горные массы, загрязненные многочисленными примесями.

В гипс часто встречается в сопровождении песка, каменной соли, ангидрита, серы, известняков и железа. Соседство с последним, как правило, придает ему буроватый оттенок.

В природе гипс встречается в виде вытянутых и призмовидных кристаллов. Он также часто формирует плотные чешуйчатые, волокнистые или же «таблеточные» агрегации. Нередко гипс представлен в виде так называемых роз или ласточкиных хвостов.

Основные разновидности минерала

Геологи выделяют несколько десятков разновидностей гипса. Минерал может быть волокнистым, атласным, плотным, пенистым, тонкозернистым, костяным, кубическим и т. д.

К основным разновидностям гипса относят:

селенит;
алебастр;
«марьино стекло».

Селенит - полупрозрачный минерал с шелковистым блеском. Название происходит от греческого слова selena - «луна». Этот минерал и вправду отличается слегка голубоватым оттенком. Селенит используется как поделочный камень в изготовлении бюджетных ювелирных украшений.

Алебастр - мягкий, легко разрушаемый материал белого цвета, продукт дегидратации гипса. Широко применяется в производстве садовых скульптур, ваз, столешниц, лепнины и прочих предметов интерьера.

«Марьино стекло» (девичий или дамский лед) - еще одна разновидность гипса, прозрачный минерал с перламутровым или цветным отливом. Отличается уникальной структурой кристаллической решетки. В старину «марьино стекло» широко использовали в оформлении икон и святых образов.

Главные месторождения гипса

Минерал гипс распространен в земной коре повсеместно. Его месторождения встречаются в отложениях практически всех периодах геологической истории планеты - от кембрийского до четвертичного. Залежи гипса (а также сопутствующего его ангидрита) в осадочных породах имеют форму линз или пластов мощностью в 20-30 метров.

Ежегодно из недр земли извлекают свыше 100 миллионов тонн гипса. Крупнейшие мировые производители ценного стройматериала - США, Иран, Канада, Турция и Испания.

В России главные залежи этой породы сосредоточены на западных склонах Уральских гор, в Поволжье и Прикамье, Татарстане и Краснодарском крае. Главные месторождения гипса в стране: Павловское, Новомосковское, Скуратовское, Баскунчакское, Лазинское и Болоховское.

Сферы применения гипса

Область применения гипса чрезвычайно широка: строительство, медицина, ремонт и отделка, сельское хозяйство, химическая промышленность.

С самых древних времен из этого минерала вытесывали скульптуры и различные предметы интерьера - вазы, столешницы, балюстрады, барельефы и т. п. Из него часто изготавливают карнизы, стеновые блоки и плиты (так называемый гипсокартон). В «сыром» виде гипс применяется и в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Его рассыпают на полях и угодьях для нормализации кислотности почвы.

Где еще применяют гипс? Минерал широко используется в бумажной и химической промышленности для получения цемента, серной кислоты, красок и глазурей. Кроме того, каждому, кто когда-либо ломал ногу или руку, знакома еще одна сфера его применения - медицина.

Гипс как строительный материал

Стройматериал гипс получают из Для этого породу обжигают в специальных печах, а затем перемалывают в мелкий порошок. В дальнейшем полученное сырье широко используется в строительстве и отделке.

В промышленной индустрии существует своя классификация гипса - техническая. Так, выделяют следующие его разновидности:

высокопрочный гипс (применяется в медицине и стоматологии; из него также производят различные строительные смеси и формы для фарфорофаянсовой промышленности);
полимерный (используется исключительно в травматологии для наложения фиксирующих повязок при переломах);
скульптурный (название говорит само за себя - это основной компонент шпаклевочных смесей, различных статуэток и сувениров);
акриловый (облегченный гипс, используемый для отделки фасадов зданий);
огнеупорный из которого нередко производят гипсокартонные листы и стеновые блоки).

Помимо этого, существует отдельная маркировка гипса по прочности. Согласно с ней, выделяется 12 марок гипса - от Г2 до Г25.

В строительно-отделочных работах также широко применяется алебастр. По сравнению с гипсом, он более прочен и легок в обработке. Правда, без специальных добавок алебастр практически непригоден, так как он моментально высыхает.

Важно отметить, что даже при современном, столь высоком уровне развития науки и промышленности достойной замены гипсу пока не найдено.

Лечебные и магические свойства камня

Гипс не зря используют в медицине. Он способствует срастанию костных тканей, избавляет от излишней потливости, излечивает туберкулез позвоночника. Применяется гипс и в косметологии - как один из компонентов тонизирующих масок.

Издревле этот минерал считался своеобразным «лекарством» от человеческой гордыни, высокомерия и излишней самонадеянности. В магии считается, что гипс способен подсказывать человеку, как ему нужно поступить в той или иной ситуации. Он сулит удачу и материальное благополучие. Астрологи советуют носить амулеты из гипса людям, рожденным под знаками Козерога, Овна и Льва.

«Роза пустыни» - что это такое?

Таким красивым именем называют минеральный агрегат, одну из разновидностей гипса. Он и вправду напоминает внешне цветочные бутоны. Агрегаты состоят из кристаллических линзовидных сростков-лепестков характерного вида. Окрас «розы пустыни» может быть самым разнообразным. Он определяется цветом почвы или песка, в котором она сформировалась.

Довольно интересен механизм формирования этих «роз». Они образовываются в особо засушливых природно-климатических условиях. Когда в пустыни изредка выпадает дождь, влагу моментально впитывает в себя песок. Вода вступает во взаимодействие с частичками гипса, которые вымываются вместе с ней вглубь. Позже вода испаряется, а гипс кристаллизируется в песчаной массе, создавая самые неожиданные и причудливые формы.

«Роза пустыни» хорошо известна кочевым племенам африканской Сахары. В некоторых культурах данного региона сложилась традиция дарить эти каменные цветы своим возлюбленным в День святого Валентина.