Гипс. виды и маркировка гипса. подготовка гипса к работе. Гипс как строительный и отделочный материал

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный гуманитарный университет»

Филиал в г. Домодедово

Кафедра математических и естественнонаучных дисциплин

Контрольная работа по дисциплине:

«Материаловедение»

Тема: «Гипс, его свойства, виды, марки»

Выполнила:

студентка 4 курса з/о

Группы ЭЗ-4(5,5)

Гах Елена Владимировна

Проверил:

Басманов М.С.

Домодедово - 2013

Список литературы

1. История возникновения гипса

Гипс - природный камень, который образовался в результате испарения древнего океана 110 - 200 миллионов лет назад. В недрах земли гипс присутствует в виде камня - породы осадочного происхождения нескольких разновидностей. Он может быть на вид плотным, с мелкозернистой структурой, сахаровидным в изломе или крупнозернистым, с беспорядочно расположенными кристаллами, состоять из нитевидных кристаллов с шелковистым отливом или быть пластинчатым, с прозрачными кристаллами слоистой структуры. Цвет породы - белый, желтоватый, светло-серый - зависит от наличия или отсутствия в породе различных примесей.

Этот камень - один из самых древних строительных материалов. Его белый цвет, способность твердеть при соединении с водой, возможность придания твердеющему составу любой формы давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал. Благодаря способности быстро приобретать прочность и нужную форму, благодаря высокой степени экологичности самого материала велика роль гипса и в медицине. Известный в прошлом как "алебастр", он широко использовался во всем мире при производстве ремонтно-строительных работ - для внутренней отделки помещений, украшений интерьеров в виде лепнины на потолках и стенах.

Декорирование при помощи лепнины известно с незапамятных времен. Еще в Древнем Египте помимо резьбы по камню использовались предметы декора из натурального гипса и алебастра, которые, кстати, дошли до нас в изумительном состоянии. Расцвета лепной декор достиг во времена античности. По раскопкам нам известны великолепные образцы архитектурных украшений, которые некогда создавали облик и интерьеры древних построек Греции и Рима. Именно с тех давних пор на протяжении всей истории искусств столь популярны изобразительные орнаменты, бордюры и карнизы, колонны и пилястры, розетки и консоли - элементы, которые во все времена придавали любому архитектурному творению парадный и респектабельный вид. В зависимости от господствующего стиля и моды на отделочные материалы менялся внешний вид декоративных рельефов. Высеченные в мраморе или отлитые в гипсе, вырезанные из дерева и покрытые бронзой, они неизменно присутствовали в интерьере богатого дома, украшали фасады частных особняков, "формировали лицо", "вносили дух" и "создавали атмосферу"

Традиции, заложенные античностью, бережно наследовались от эпохи к эпохе, совершенствовались и приобретали новые характерные черты. Так, лепнина служила достойным украшением ренессансного интерьера и стала не просто неотъемлемой частью, а своего рода визитной карточкой обстановки в стиле барокко и рококо. Очередного взлета и совершенства ей удалось достичь в эпоху классицизма. Столь непродолжительно царивший модерн также внес свои характерные черты в историю художественной лепнины, придав ей капризную элегантность, динамику и асимметричность изобразительного ряда.

2. Свойства и недостатки гипса

Этот материал обладает рядом достоинств и недостатков. К достоинствам гипса относят небольшую объемную массу, огнестойкость, хорошую звукоизоляцию. Кроме того, гипс является безопасным в применении материалом, то есть экологически чистым товаром.

Гипс имеет уникальное свойство - при нагревании, химически связанная вода выделяется их кристаллической решетки, образуя полуводный гипс. Такой гипс может быть легко превращен в порошок. И наоборот, при добавлении воды минерал связывает ее в своей кристаллической решетке, возвращая гипсу изначальную прочность. Он создает комфортную среду обитания благодаря способности уже в предметах торговли впитывать излишнюю влагу из воздуха и по мере снижения влажности отдавать обратно.

Способствует срастанию конечностей, излечению растяжений, вывихов и прочих травм, излечению туберкулеза позвоночника (гипсовая кровать), остеомиелита (фиксаж пораженного органа). Гипсовый порошок избавляет от чрезмерной потливости, кашица из порошка этого минерала, воды и растительного масла является замечательной тонизирующей маской.

К недостаткам гипса относят низкую водостойкость, низкую прочность и ползучесть под нагрузкой, особенно в условиях повышенной влажности. Гипс имеет относительно небольшой период хранения. Подсчитано, что уже спустя три месяца хранения гипс теряет прочность примерно на 25-50%. Но со всеми этими недостатками можно бороться, применяя определенные методы.

Так, например, для увеличения водостойкости предмета торговли из гипса покрывают специальными водонепроницаемыми красками и пастами, а крепость предметам торговли из гипса придает пропитка в течение суток раствором 5%-ного борнокислого аммония, нагретого до 30 °С.

3. Виды гипса и его применение

Гипс - один из самых древних строительных материалов. Его белый цвет, способность твердеть при соединении с водой, возможность придания твердеющему составу любой формы давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал.

В настоящее время этот материал широко используется как в сыром, так и обожженном виде.

Сырой гипс используют в качестве добавки к цементу для снижения скорости схватывания, для производства штукатурки, а также для производства удобрений (гипсование применяют для устранения щелочности почвы).

При обжиге природного гипса получают алебастр. Такой обожженный гипс широко применяют для изготовления лепнин, в медицине, в бумажной и цементной промышленности, для изготовления гипсокартона, как поделочный и облицовочный камень, в производстве красок, глазури, эмали.

Так же широко известен всем нам, так называемый - медицинский гипс, который чаще используется:

В стоматологии, для получения оттиска, модели челюсти;

В качестве формовочного материала;

При паянии;

Для фиксации моделей в окклюдаторе (артикуляторе) и кюветах.

Гипс для стоматологической практики получают в результате обжига природного гипса. При этом двуводный сульфат кальция теряет часть кристаллизационной воды и переходит в полуводный (полугидрат) сульфат кальция.

Существует так же и гипсовая повязка, широко применяющаяся для лечения в травматологии, ортопедии и хирургии. Эта повязка хорошо моделируется, обеспечивает надежную фиксацию, плотно и равномерно прилегает к телу, быстро твердеет, просто снимается и может быть наложена в любых условиях.

4. Марки гипса по производителям

Ортопедический гипс:

1) Мягкий, используется для получения оттисков (окклюзионных оттисков).

2) Обычный, используется для наложения гипсовых повязок в общей хирургии («медицинский гипс»), например Галипластер (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

3) Твердый, используется для изготовления диагностических и рабочих моделей челюстей в технологии съемных зубных протезов, например, Пластон-L (фирма «ДжиСи», Япония), Гипсогал (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

4) Сверхтвердый, используется для получения разборных моделей челюстей, например, Фуджикор - ЕР (фирма «ДжиСи», Япония), Галигранит (фирма «Галеника», Югославия), в состав которого входит - полугидрат сульфата кальция.

5) Особотвердый, с добавлением синтетических компонентов. Данный вид гипса обладает увеличенной поверхностной прочностью. Для замешивания требуется высокая точность соотношения порошка и воды.

Строительный гипс:

Гипс Г6 БIII формовочный

Гипс Г5 Б II строительный

Гипс Г5 БIII формовочный

Гипс Г7-Г6 АI строительный

Гипс Г5 БII строительный

Гипс Г5 БIII тонкий помол.

5. Конкурентные строительные материалы

материал св.	прочность	хрупкость	твердость	Стоимость (мешок) руб.

гипс строительный медицинский

Список литературы

1. Елизаров Ю.Д., Шепелев А.Ф. Материаловедение для экономистов. Учебник. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2006 г.

2. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. Материаловедение: Учебник. - 3 - е изд. М.: Изд - во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004 г, 648с.

3. Карпман, В.М. Матюнин М.: Высшая школа, 2009 г, 638с.

4. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов М.: Изд-во МИСИС, 2006 г, 416с.

5. Барташевич А.А. Материаловедение. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

6. Заплатин В.Н. Справочное пособие по материаловедению. Учеб. пособие для ВПО. - М.: Академия, 2007.

7. Материаловедение: Учебник для ВУЗов. / Под ред. Арзамасова Б.Н. - М.: МГТУ им. Баумана, 2008. 3 - е изд.

8. Материаловедение: Учебник для СПО. / Адаскин А.М. и др. Под ред. Соломенцева Ю.М. - М.: Высш. шк., 2006.

9. Барташевич А.А. Материаловедение. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

10. Основы материаловедения (металлообработка) Заплатин В.Н. - М.: Академия, 2008.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Гипс как типичный осадочный минерал. Месторождения в России. Физические и технические свойства гипса. Сухие строительные смеси. Декоративные элементы и лепнина: панно, плитка, розетка, фриз, карниз. Назначение скульптурного и медицинского гипса.

презентация , добавлен 08.12.2016

Исторические сведения о гипсе. Основные свойства изучаемого строительного материала, способы повышения его водостойкости и прочности. Применение гипса в городском хозяйстве и других сферах, характеристика его конкурентов и сравнение с пенополиуретаном.

контрольная работа , добавлен 14.05.2013

Основные свойства строительных смесей и материалов. Понятие структуры и текстуры строения материала. Акустические свойства строительных материалов: звукопоглощение и звукоизоляция. Оценка строительно-эксплуатационных свойств акустических материалов.

контрольная работа , добавлен 29.06.2011

Сущность морозостойкости, методы её определения. Область применения пустотелых стеклянных блоков. Получение строительного гипса. Методы испытания бетона в конструкциях без его разрушения. Характеристика акустических изделий "акмигран" и "акминит".

контрольная работа , добавлен 02.11.2009

Характеристика гипсовых вяжущих материалов. Процесс схватывания и твердения гипса. Дробление гипсового камня. Обжиг сыпучего материала. Определение режима работы предприятия и материального баланса. Контроль производства и качества готовой продукции.

курсовая работа , добавлен 05.05.2015

Характеристика гипсовых вяжущих веществ. Разработка процесса производства полуводного гипса. Определение загрузки мощностей, выбор технологического оборудования, расчет общезаводских и цеховых складов. Обеспечение охраны труда и техника безопасности.

курсовая работа , добавлен 21.09.2014

Характеристика свойств строительных материалов. Минеральный состав магматических горных пород. Гипсовые вяжущие вещества, их свойства. Гниение и антисептирование древесины. Рулонные кровельные материалы. Технология получения цемента по "мокрому" способу.

контрольная работа , добавлен 25.07.2010

Свойства, состав, технология производства базальта. Устройство для выработки непрерывного волокна из термопластичного материала. Описание и формула изобретения, характеристика продукции. Виды строительных материалов. Применение базальта в строительстве.

реферат , добавлен 20.09.2013

Разработка проекта завода по производству гипса. Технико-экономическое обоснование места строительства. Выбор эффективных видов продукции и сырьевых материалов. Технологическая схема и обоснование оборудования. Проектирование генерального плана завода.

курсовая работа , добавлен 17.07.2011

Анализ критериев долговечности - эксплуатационных свойств дорожных строительных материалов. Методы изготовления портландцемента - гидравлического вяжущего вещества, получаемого тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса.

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 – материал белого цвета, который широко применяют в строительстве с древних времён, а так же в других сферах жизнедеятельности человека.

Строительный гипс получают из гипсового камня. Это мягкий пластичный минерал, относящийся к классу сульфатов. Он имеет волокнистое или зернистое строение с плотностью до 2320 кг/м³, образован из разрушенных горных пород и их химических осадков, после испарения древнего океана. Строительный гипс получают из волокнистой разновидности гипсового камня и называют селенитом, а из зернистого минерала получают .

Гипсовая лепнина

Свойства гипса

Ценнейшим свойством гипса являются его вяжущие способности. Гипс получают путём обжига гипсового камня с последующим измельчением. Гипс подразделяют на фракции:
I - фракция грубого помола.
II - фракция среднего помола.
III - фракция тонкого помола.

В зависимости от примесей исходного минерала строительный гипс, различается по срокам схватывания:
А - гипс схватывается за 2-15 мин – быстро.
Б - гипс схватывается за 6-30 мин – нормально.
В - гипс схватывается за 30 минут и более – медленно.

При отливе лепных фигур, гипс проникает во все детали формы, а при затвердевании он расширяется и слегка нагревается. Уже через два часа после высыхания гипса, его прочность увеличивается в 2 раза.

Гипс имеет следующие недостатки: работать с ним нужно быстро и осторожно. Срок его годности не велик, всего через три месяца хранения он теряет около половины своих качеств. С изделиями из гипса нужно обращаться бережно, они хрупкие, их легко поцарапать, они не водостойкие.

Прочность и маркировка гипса

Для определения прочности гипса применяют 12 марок, которые обозначаются буквой Г и цифрами, указывающими на предел прочности гипса на сжатие в 1 МПа или 10кг/см2: -2, -3, -4, -5, -6, -7, -10, -13, -16, -19, -22, -25. Прочность Г-19 равняется 19МПа.

В зависимости от марки его применяют для различных целей. Элементы гипсового декора – лепнину производят из гипса, начиная от М-7 и выше. Для строительных нужд из гипса производят различные изделия: гипсокартон, плиты из гипса для перегородок.

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.

«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.