Определение вида модификации полуводного гипса методом

Пустовгар Андрей Петрович,
проректор ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный
университет» (НИУ МГСУ), научный руководитель Научно-исследовательского института
Строительных материалов и технологий (НИИ СМиТ), профессор кафедры строительства объектов
тепловой и атомной энергетики, кандидат технических наук
Pustovgar Andrey Petrovich,
Federal state budgetary educational institution of higher professional education «National research Moscow state
University of civil engineering» (MSUCE), scientific supervisor of Scientific-research Institute of Building materials
and technology (Sri Smith), Professor in the Department of construction of thermal and nuclear power engineering,
Candidate of Engineering Sciences
Еремин Алексей Владимирович,
заведующий лабораторией Физико-химического анализа НИИ СМиТ ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ, младший
научный сотрудник
Eremin Aleksei Vladimirovich,
head of laboratory Physico-chemical analysis Sri Smith MSUCE, research assistant
Пашкевич Станислав Александрович,
заведующий лабораторией Климатических испытаний НИИ СМиТ ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», кандидат
технических наук
Pashkevich Stanislav Aleksandrovich
head of laboratory of Construction Composites Sri Smith MSUCE, Candidate of Engineering Sciences
А.В. Еремин, А.П. Пустовгар, С.А. Пашкевич │
НИИ СМиТ ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ» │ Москва, Россия
A.V. Eremin, A.P. Pustovgar, S.A. Pashkevich │
Research Institute of Building materials and technologies MSUCE │ Moscow, Russia
Определение вида модификации
полуводного гипса методом рентгеновской
дифракции
Determination of type modifications of calcium
sulphate hemihydrate by X-Ray diffraction
Аннотация
В настоящее время хорошо известно, что в зависимости от условий обжига двуводного гипса будет
происходить образование той или иной формы полуводного гипса. Так при термообработке гипсового камня в
паровой среде под давлением в автоклавах или в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении
будет образовываться α-модификация, а при нагреве до 120-180°С и атмосферном давлении будет
преимущественно образовываться β-модификация полугидрата. Считается, что разница между этими двумя
формами связана с совершенством их кристаллитов. Эти различия проявляются в их термодинамических
свойствах, плотности, размером и формой частиц, количестве кристаллической воды, водопотребности, физикомеханических свойствах. Попытки различить между собой α- и β-формы полугидрата сульфата кальция по
дифракции рентгеновских лучей стандартными подходами (качественный рентгенофазовый анализ) не увенчались
успехом по причине их идентичной кристаллической структуры. В настоящей работе представлена методика
позволяющая на основании данных, полученных методом порошковой рентгеновской дифрактометрии, определить
вид модификации полуводного гипса.
Благодарности
Работа выполнена при поддержке Государственного задания №2014/107
Abstract
The existence of a- and b-forms of calcium sulphate hemihydrate has been the subject of much controversy. It is considered
that difference between the two forms is in the perfection of their crystallites. These differences are manifested in their
thermodynamic properties, density, particle size and shape, the amount of crystal water, gauging water demand, physical
mechanical properties. Attemps to differentiate between the α- and β-forms by X-Ray diffraction have been unsuccessful. In this
paper presents a methodology allowing on the basis of data obtained by powder X-ray diffraction determine the type of
modification of hemihydate.
В зависимости от условий обжига двуводного гипса его дегидратация протекает с образованием различных
модификаций полуводного гипса α или β. β-модификация полугидрата состоит из мельчайших агрегатов,
1
образовавшихся в результате удаления из двуводного гипса воды в виде перегретого пара, напротив α –
модификация полугидрата представлена крупными частицами в виде хорошо сформированных кристаллов, что
связанно с медленным удалением воды из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Считается, что
разница между этими двумя формами связана с совершенством их кристаллитов. Эти различия проявляются в
их термодинамических свойствах, плотности, размером и формой частиц, количестве кристаллической воды,
водопотребности, физико-механических свойствах. Наличие различных модификаций полуводного гипса,
традиционно определяли с помощью оптической и электронной микроскопии, путем анализа формы и
размеров кристаллов полуводного гипса. Попытки различить между собой α- и β - формы полугидрата сульфата
кальция по дифракции рентгеновских лучей стандартными подходами (качественный рентгенофазовый анализ)
не увенчались успехом по причине их идентичной кристаллической структуры. Однако для практических целей
разработка метода качественного анализа полуводного гипса по определению α- и β модификаций является
актуальной, так как позволяет формализовать процесс качественного производственного контроля и получать
воспроизводимые результаты испытаний. Что в свою очередь позволяет на основе результатов
рентгенофазового анализа корректировать температуру и время обжига и выдержки при производстве
гипсовых вяжущих, и наряду с другими модификациями водного и безводного сульфата кальция
контролировать α- и β модификации полуводного гипса.
В настоящей работе представлена методика, позволяющая на основании данных, полученных методом
порошковой рентгеновской дифрактометрии, определить вид модификации полуводного гипса.
Применение данной методики позволит оптимизировать производственные процессы с целью
регулирования содержания α- и β модификаций в гипсовом вяжущем, что позволит стабилизировать качество
выпускаемой продукции.
2