Jak rychle tvrdne sádra?

Sádra je v přírodě rozšířený minerál sedimentárního původu, což je vodný síran vápenatý. Chemický vzorec přírodního dihydrátu sádry CaSO₄* 2H₂O. Tento minerál je hlavní surovinou pro výrobu alfa a beta sádry používané ve stavebnictví.

Druhy sádry a vlastnosti jejich použití

Alfa sádra se získává zpracováním přírodního minerálu při teplotách +95…+100°C. Po rozemletí produktu vzniká vysokopevnostní sádra, která má specifické aplikace.

Beta sádra se získává zpracováním surovin při teplotách přibližně +180°C ve specializovaných přístrojích. Po jeho mletí vznikají materiály, které se liší účelem, který závisí na jemnosti mletí:

• Jemný prášek – nejběžnějším stavebním materiálem, zvaným stavební sádra nebo alabastr, je bílá nebo našedlá prášková hmota vzhledu. Používá se k utěsnění švů, prasklin na podlaze, stropu a stěnách prostor, odstranění nerovností a při instalaci obkladů stěn, podlah a stropů.
• Jemnější mletí – formovací hmota používaná při výrobě keramických předmětů různých tvarů a uspořádání.
• Jemné broušení a hloubkové čištění – kompozice používaná v lékařství.

Dále budeme hovořit konkrétně o stavební sádrovce (alabastru), získaném z přírodního minerálu.

Pozitivní a negativní vlastnosti stavební sádry

• hustá jemnozrnná struktura;
• rychlé tuhnutí a tvrdnutí, stejné vlastnosti lze v určitých situacích považovat za nevýhody sádrové malty, k úplnému vytvrzení plastické směsi dochází přibližně půl hodiny po její přípravě;
• odolnost vůči zvýšeným teplotám;
• mírné zvětšení objemu alabastrového roztoku po vytvrzení, což zajišťuje dobré pronikání do všech trhlin a pórů;
• šetrný k životnímu prostředí, díky svému přírodnímu původu a absenci přísad, které uvolňují škodlivé látky do životního prostředí.

Etapy přípravy sádrové malty

Rychlé tuhnutí plastového materiálu vyžaduje jeho přípravu v množstvích, která lze použít v krátké době. Fáze výroby sádrové malty:

1. Do nádobí se nalije potřebné množství vody.
2. Prášek nasypte do vody tenkým pramínkem.
3. Kompozice se mísí s nástroji ze dřeva, plastu, gumy, nerezové oceli. Nepoužívejte kovové špachtle s rzí. Pro výrobu velkého množství sádrové malty použijte elektrickou vrtačku se speciálním nástavcem nebo stavební míchačku. Míchání směsi déle než jednu minutu se nedoporučuje, protože může začít proces dělení těsta.
4. Sádrové částice procházející vrstvou vody se rychle navlhčí, takže za minutu bude hotové sádrové těsto, které je nutné okamžitě použít.

Pozornost! Pokud do prášku nalijete vodu, je obtížné nebo nemožné získat homogenní roztok bez hrudek.

Poměry složek sádrové malty:

• získat vysoce pevný materiál Na 1 litr vody vezměte 2 kg prášku;
• tradiční možnost, která umožňuje získat směs střední plasticity – 1 litr vody a 1,5 kg prášku;
• pro ošetření stěn a jiných svislých povrchů připravte tekutější roztok z 1 kg prášku a 1 litru vody.

Zpomalovače směsi plastů

V některých případech je nutné zpomalit proces tuhnutí sádrového roztoku, pro který lze do kompozice přidat v malých množstvích následující složky:

• lepidla – kost, kůže, tapety, PVA;
• keratinový retardér, vyrobený z odpadu, který vzniká při zpracování rohů a kopyt skotu;
• kaseinát vápenatý;
• potravinářské výrobky – cukr, mléko;
• látky používané v každodenním životě – prací prášek, šampon, tekuté mýdlo, prostředek na mytí nádobí.

Takové retardéry umožňují prodloužit dobu tuhnutí sádrové malty na několik hodin.

Oblíbené značky

Autor: Andrey Vasiliev

• Stavitel s 20letou praxí
• Expert na rostlinu “Mladý Udarnik”

V roce 1998 absolvoval St. Petersburg State Polytechnic University, studoval na katedře stavebního inženýrství a aplikované ekologie.

Podílí se na vývoji a realizaci opatření k zamezení uvolňování nekvalitních výrobků.

Vypracovává návrhy na zlepšení výroby betonu a malt.

Co má společného nedávno objevený staroegyptský sarkofág s moderními obklady stěn? Oba jsou vyrobeny ze stejného materiálu. Dnes se běžně nazývá stavební sádra. Informace v tomto článku vám pomohou pochopit, proč si jej řemeslníci a architekti po několik tisíciletí cení.

Definice a hlavní charakteristiky

Stavební sádra je přírodní minerál ze třídy síranů. Jeho chemický vzorec je CaSO₄· 2H₂O (hydrát síranu vápenatého). Protože molekula látky obsahuje 2 atomy vody, nazývá se také diakquasulfát vápenatý.

Jemně krystalická struktura s velkým počtem pórů je jak kladná (poskytuje lehkost a odolnost vůči vysokým teplotám), tak záporná (neposkytuje pevnost a odolnost proti vlhkosti).

Optimální poréznost výrobku po vytvrzení je 40-60%. Pokud je vyšší, výrobek se stává méně odolným a snadno se rozbije. Pórovitost závisí na množství vody použité při míchání roztoku.

Měrná hmotnost materiálu je 2,6-2,75 g/cm³. Hustota ve sypkém stavu je 800-1100 g/m³, po zhutnění může dosáhnout 1450 kg/m³.

Jak vypadá stavební sádra zvenku? Je to poměrně jemně mletý prášek, obvykle bílý nebo našedlý, někdy se žlutým nebo růžovým nádechem. Vůně je velmi slabá a po přidání vody zesílí.

Tekutý roztok (těsto) je šedá hmota se specifickým zápachem. Po zaschnutí získá bílou nebo světle šedou barvu, povrch hotového výrobku je hladký na dotek.

Značky

Sádrová pojiva se v závislosti na pevnosti dělí na 12 druhů neboli jakostí. Označují se písmenem G a čísly od 2 do 25: G-2, G-3, G-4, G-5, G-6, G-7, G-10, G-13, G-16, G-19, G-22, G-25. Digitální část označuje pevnost v tlaku: například pro třídu G-5 to bude 0,5 MPa (5 kgf/cm²). Pevnostní zkoušky se provádějí na standardních trámech o rozměrech 4x4x16 cm, které se po odlití suší 2 hodiny na vzduchu. Poté jsou celé nosníky testovány v ohybu a poloviny jsou testovány v tlaku. V závislosti na výsledcích se vzorkům přiřadí příslušný stupeň.

Na druhé straně jsou značky stavební sádry rozděleny do dvou skupin:

• Nízká palba – patří sem konstrukce, lisování a vysoká pevnost.
• Vysoce hořící – vzniká při vysokých (až 1000°C) teplotách estrichsádrový a anhydritový cement.

Výrobní technologie

Ložiska přírodního sádrovce mohou být sedimentární, reziduální nebo metasomatická (podle typu útvaru). V Rusku jsou velká ložiska převážně sedimentární. Při rozvoji většiny ložisek je těžba prováděna lomovou metodou, ale vzhledem k přírodním podmínkám na některých ložiskách je nutné použít pokojovou a pilířovou metodu.

Vytěžené suroviny jsou dodávány do zpracovatelského závodu. Tam se drtí nejprve ve šnekovém drtiči a poté v kladivovém mlýnu. Poté se výsledný prášek suší a podrobí tepelnému zpracování – vypalování ve speciálních digestořích. Jedná se o nejběžnější technologii výroby stavební sádry, ale existují i ​​​​jiné. Vypalování lze například provádět v rotačních pecích nebo v kombinovaných mlecích a vypalovacích mlýnech.

Nejčastěji probíhá výpal při teplotě 150-180°C. Sušení probíhá dvěma způsoby:

• V otevřené troubě vychází voda ve formě páry. Výsledná β-sádra má vláknitou strukturu s volnou krystalickou mřížkou. Je poměrně porézní, s póry umístěnými jak mezi vlákny, tak uvnitř krystalů. Obvykle se používá ve stavebnictví jako formovací nebo pojivový materiál.
• V autoklávu se voda odstraňuje odkapávací metodou. Při zpracování vysokým tlakem se vlhkost začíná uvolňovat již při nízkých teplotách (od 60°C). Výsledkem je méně porézní a odolnější alabastr, který lze rozemlít na jemný prášek. Také metoda dehydratace v autoklávu umožňuje snížit množství nečistot a získat velmi čistý výsledek. Je znatelně dražší, takže se používá hlavně v medicíně, například na zubní odlitky, a umění – sochy a dekory z něj vyrobené vypadají úhledně a jsou odolnější.

Po dehydrataci je chemický vzorec CaSO₄· 0,5H₂O. Vzniklá polovodná sádra se mele na jemný prášek a balí do papírových nebo plastových sáčků.

Je alabastr jiný materiál nebo stejný?

Kvůli zmatku, který někdy vzniká, musíte vědět, jak se stavební sádra liší od alabastru. Nedávno, dokonce i podle GOST, byly považovány za jeden materiál, ale nyní je obvyklé je rozlišovat.

Za prvé, alabastr se nazývá uhličitan vápenatý (kalcit). Jedná se o poměrně tvrdý minerál, který se snadno zpracovává. Právě z ní mistři starověkého Egypta a Řecka vytvářeli své alabastrově bílé výtvory – sochy a nádoby a středověcí stavitelé používali místo okenního skla tenké pláty alabastru. Alabastr-onyx se používá jako dokončovací a okrasný kámen – druh přírodního alabastru s krásným mramorovým vzorem. Nyní se těží v severní Africe, Mexiku a USA.

Druhá látka zvaná alabastr – sádrový alabastr, také známý jako diakquasulfát vápenatý, to znamená dihydrát β-sádry. Používá se ve stavebnictví jako samostatný materiál, pojivová přísada a jako surovina pro výrobu stavebních desek a bloků. Hlavním rozdílem mezi alabastrem a stavební sádrou je omezený rozsah použití. Není vhodný pro lékařské práce a výrobu výlisků.

Balené sáčky z alabastru a sádry

Správné ukládání

Minerál díky své porézní struktuře snadno absorbuje vlhkost, proto je na jeho balení a skladování kladena řada požadavků. Dříve byly hlavním obalem papírové sáčky. V dnešní době jsou stále dostupnější odolné polyetylenové sáčky, které lze hermeticky uzavřít, aby se do prášku nedostala vlhkost. Ale i těsně zabalený prášek se doporučuje skladovat na suchém, větraném místě a vyhnout se kontaktu sáčků se zemí.

Ukládání stavební omítky

I správně skladovaný prášek po čase ztratí své vlastnosti, ale datum spotřeby neznamená, že jej nelze použít. Kvůli této nejistotě jej zkušení řemeslníci před použitím stavební sádry otestují. K tomu se 100 g prášku zředí vodou na konzistenci zakysané smetany a nanese se na hladký povrch s nízkou přilnavostí, nejlépe na kov nebo sklo. Pokud je doba tuhnutí normální, lze směs bez obav použít.

Příprava na aplikaci nebo formování

Smícháním s vodou se polovodná sádra opět stává dihydrogenní. Nabízí se otázka: proč je tedy potřeba sušení a mletí, když se nakonec vše vrátí na začátek? Faktem je, že po zpracování se jemně krystalická struktura materiálu stává rovnoměrnější a jeho pórovitost se snižuje. Výrobky vyrobené z takových surovin jsou pevnější a odolnější než ty z nezpracovaných.

Pro získání pracovního roztoku (test) se prášek opatrně nasype do vody po malých dávkách za stálého míchání. Proporce se vypočítávají na základě čistoty surovin, jemnosti mletí a teploty vody. Informace o doporučených poměrech lze často nalézt na obalu, ale jak ředit stavební omítku, pokud takové informace nejsou?

V takových případech platí průměrný vzorec: musíte vzít 1 díl suché směsi a 1 nebo 1,25 dílu vody. Výsledkem bude středně husté těsto vhodné pro většinu prací. Čím méně vody, tím hutnější a pevnější produkt bude. Množství kapaliny se snižuje pomocí speciálních přísad: může to být vápno s glukózou nebo melasou, sulfitovo-alkoholové výpalky atd.

Ředění stavební sádry

Ředění stavební sádry

Hotová směs se používá ihned po přípravě. Opakované míchání směsi, která začala tuhnout, ji neučiní vhodnou pro práci – naopak zhorší její vlastnosti a po vytvrdnutí začne povrch výrobku nebo omítané stěny rychle praskat a hroutit se. Pokusy o „osvěžení“ hotové směsi přidáním vody nebo nové části prášku povedou ke stejným výsledkům.

Nastavení času

Stavební sádra je rychle tuhnoucí pojivo. V závislosti na značce, mletí, množství vody na míchání, přítomnosti nečistot a přísad se doba tuhnutí může lišit.

Podle doby tuhnutí se dělí do skupin:

• A – 2 minuty před začátkem, 15 minut před koncem tuhnutí. Tento typ se nazývá rychlé nastavení.
• B (třídy G-2 až G-7) – proces začíná za 6 minut a končí za 30. Jedná se o normálně tuhnoucí pojivo – vhodné pro většinu stavebních a dokončovacích prací.
• B – začátek tuhnutí po 20 minutách. Termíny dokončení nejsou standardizovány, takže jak dlouho trvá vytvrzení pomalu tuhnoucí stavební sádry, je možné určit až po kontrole konkrétní šarže.

Změna času nastavení

K utěsnění těsta se obvykle používá studená voda. Teplá (40-45°C) voda urychluje proces tuhnutí a použití horké (90-100°C) vody jej zastaví – při vysokých teplotách se hemihydrát nerozpouští.

Při provádění některých prací je zapotřebí řešení se zvýšenou nebo zkrácenou dobou tuhnutí. V takových případech se používají různé přísady. Obvykle jsou rozděleny do 4 tříd:

1. Změna rozpustnosti bez vstupu do chemické reakce. Patří mezi ně amoniak a ethylalkohol, které zpomalují tuhnutí. Některé z nich, jako je chlorid sodný, mohou při změně koncentrace proces urychlit.
2. Vytváření těžko rozpustných sloučenin ve formě jakéhosi ochranného filmu na povrchu látky a inhibice přechodu hemihydrátu na dihydrát. U sádry je to kyselina boritá, fosforečnan sodný, borax.
3. Krystalizační centra, která urychlují tuhnutí. Například CaHPO fosfát₄ * 2H₂A – Zahradníkům je známo jako sraženinové hnojivo.
4. Povrchově aktivní látky, změkčovadla. Během adsorpčního procesu dělají těsto pohyblivější a snižují množství vody potřebné k míchání. Jedná se o zpomalovač vápenného lepidla, sulfitovo-kvasinkovou kaši, zpomalovač keratinu.

Rychlost tvrdnutí lze také zpomalit přidáním nečistot plniva. Může to být písek, piliny, struska a další jemné látky.

Doba schnutí

Vytvrzování sádry nastává s uvolňováním tepla, to znamená, že jde o exotermickou reakci. To přispívá k tomu, že během sušení mírně (až o 1 %) nabývá na objemu. Tím se odlišuje od jiných pojiv, včetně cementu, která se při tvrdnutí smršťují.

První fází tuhnutí je tuhnutí. Polotekutá hmota houstne, ztrácí svou plasticitu a stává se hustší. Ve druhé fázi se roztok stává pevným, ale zachovává si volnou strukturu. Ve třetí, konečné fázi, uvolněnost zmizí spolu s odpařující se vodou a materiál konečně ztvrdne a stane se odolným.

Jak dlouho stavební sádra schne, než zcela ztvrdne, závisí na značce, množství vody odebrané k míchání a přítomnosti přísad. Obecně získává pevnost 20-30 minut po aplikaci nebo lití a konečné zasychání nastává po 2 hodinách.

Změna síly

Omítka připravená pro lisování, dokončovací nebo stavební práce může obsahovat nečistoty – písek, piliny, rašelinu, oheň – což ji činí méně trvanlivou. Organická plniva snižují pevnost obzvláště silně. Ale tímto způsobem se zvyšuje přilnavost, to znamená, že lépe přilne k jiným povrchům.

Pevnost hotového výrobku můžete zvýšit pomocí dalších přísad. Může to být nehašené vápno, které působí jako anhydritový katalyzátor, nebo sulfitovo-kvasinková kaše, která mění proces krystalizace.

Hodnota

Při výběru stavebních materiálů je rozhodující jejich cena, snadnost použití a rychlé tvrdnutí. Ale stojí za to zvážit další, stejně důležité vlastnosti stavební sádry:

• Šetrné k životnímu prostředí. Zcela přírodní materiál, hypoalergenní, neobsahuje škodlivé látky. Pomáhá udržovat příznivé mikroklima v interiéru.
• Trvanlivost. Budovy z něj vyrobené vydrží nejméně 15-20 cyklů zmrazování a rozmrazování. V suchém klimatu bez náhlých teplotních změn jsou budovy a výrobky zvláště dobře zachovány.
• Požární bezpečnost. Minerál sám o sobě není hořlavý, snese dlouhodobé působení teplot 600-700°C a uvolňování vlhkosti při působení vysokých teplot zpomaluje šíření požáru.
• Nízká tepelná vodivost. Lze použít k zateplení místností.
• Snadno. Díky vysoké pevnosti má nízkou hustotu, pouze 1200-1500 kg/m³. Díky tomu má poloviční hmotnost než cement.
• Dostupnost. Mezi pojivy je cenově nejdostupnější sádra. Dá se snadno získat a ke zpracování nevyžaduje složité nebo energeticky náročné technologie.

Omezení

Neexistují žádné stavební materiály bez chyb. V dihydrátu vápníku (sádrovce) jsou spojeny hlavně s vodou:

• Hygroskopičnost. Minerální suroviny díky své porézní struktuře absorbují velké množství vody. Tato vlastnost omezuje použití stavební sádry ve vlhkém prostředí.
• Nízká odolnost proti vlhkosti. V důsledku navlhnutí je vysoká pravděpodobnost deformace výrobku nebo budovy.
• Koroze kovové výztuže položené uvnitř stavebních bloků. Proto je pro zpevnění budov lepší používat přírodní vláknité materiály – dřevo, rákos atd.
• Nízká pevnost. Vedlejší efekt porézní struktury. Sádrový povlak se snadno poškrábe a někdy k tomu nepotřebujete ani nástroje.

Odolnost proti vlhkosti lze zlepšit použitím přísad plniv. Mohou to být vápno, kyselina olejová, jíl, granulovaná vysokopecní struska, směs rozpustného skla a dextrinu. Další možností je nanesení finálních nátěrů na hotový výrobek, aby se zabránilo vnikání vody do pórů.

Možnosti aplikace

Sádra se používá ve stavebnictví samostatně i jako přísada do cementových směsí pro zvýšení viskozity a lepší přilnavost k povrchu. Je také potřeba pro výrobu stavebních materiálů. Mezi nimi:

• Sádrokarton – skládá se ze dvou vrstev lepenky, mezi kterými je sádrové jádro s výplněmi. Široce se používá k vytváření vnitřních příček, oblouků a dekorativních stropů.
• Sádrovláknité desky jsou monolitické desky s přídavkem celulózových vláken. Od předchozího materiálu se liší zvýšenou pevností a schopností použití ve vlhkých místnostech (k tomu je vhodná odrůda odolná proti vlhkosti).
• Sádrovláknité desky jsou relativně novým materiálem, který si na ruském trhu zatím nezískal velkou oblibu. Skládá se z 80 % CaSO4 2H2O a 15 % dřevěné štěpky. Při výrobě se nepoužívá žádný odpad z dřevozpracujícího průmyslu – pouze speciálně drcené odkorněné dřevo. Takové desky jsou vhodné pro vnitřní dokončovací práce. K přepážkám vyrobeným z nich můžete bezpečně připevnit nábytek, protože mají lepší pevnost než ostatní možnosti.
• Desky pero-drážka – používají se pro stavbu vnitřních příček a obkladů. Jsou vyrobeny z různých materiálů, ale zvláště úspěšný je dihydrát síranu vápenatého. Je poměrně odolný, lehký, má vysokou úroveň zvukové izolace a je bezpečný – dobrá odpověď na otázku, proč je ve složení zapotřebí stavební sádra. K dispozici jsou typy odolné proti vlhkosti.
• Omítky jsou plastové, dobře zpracovatelné, vysoce přilnavé a nesmršťují se. Používají se hospodárně a umožňují získat rovný, hladký povrch. Zlepšuje zvukovou a tepelnou izolaci místnosti.

Použití stavební sádry jako omítky