Гипсокартон

<час />

Фон

Гипсокартон - это строительный материал, состоящий из тонких панелей из гипсокартона. Доска состоит из слоя гипсового камня, зажатого между двумя слоями специальной бумаги. Гипсокартон представляет собой гораздо более эффективный метод строительства, чем распространенный ранее метод нанесения влажной штукатурки на гипсовую рейку.

Помимо того, что гипсокартон прост в установке, он обеспечивает определенную противопожарную защиту зданий. Гипс содержит большое количество воды, связанной в кристаллической форме; 10 квадратных футов (1,0 кв. М) гипсокартона содержат более 2 литров (2 л) воды. При воздействии огня вода в гипсокартоне испаряется; температура панели остается на уровне 212 ° F (100 ° C) до тех пор, пока не будет выпущена вся вода, защищая нижележащий деревянный каркас. Даже после того, как вся вода испарится, сам гипс не горит и продолжает обеспечивать существенную защиту от огня.

Гипсовая штукатурка использовалась в качестве строительного материала на протяжении тысячелетий. Фактически, штукатурка, нанесенная по крайней мере 4000 лет назад на стены внутри Великих пирамид Египта, все еще в хорошем состоянии. Сегодня панели из гипсокартона широко используются в современном строительстве во всем мире.

Сырье

Основным компонентом гипсокартона является минеральный гипс. Это легкая порода, обнаруженная в многочисленных отложениях по всему миру. Каждая молекула гипса (или двуводного сульфата кальция) состоит из двух молекул воды (H ₂ 0) и один из сульфата кальция (CaSO ₄ ). По весу состав составляет 21% воды, но по объему - почти 50% воды.

Поскольку вода в гипсе находится в кристаллической форме, материал сухой. Хотя лед, другая форма кристаллической воды, становится жидкостью при комнатной температуре, вода, связанная в молекулах гипса, остается твердой, если ее не нагреть до 212 ° F (100 ° C), после чего она переходит в газообразное состояние и испаряется. .

Гипс, называемый гипсом По мнению древних греков, это один из самых полезных минералов, известных человеку. В чистом виде он белый, но примеси часто придают ему серый, коричневый, розовый или черный цвет. Древние ассирийцы называли его алебастром и делали из него скульптуры. Сегодня пылевидный гипс используется для самых разных целей. Он входит в состав некоторых марок зубных паст и используется в качестве наполнителя в таких продуктах, как краска, косметика и лекарства. Автомобильное оконное стекло во время полировки закрепляется в гипсовом слое. Гипс применяется на сельскохозяйственных угодьях как удобрение и кондиционер для почвы. Прекрасный источник кальция, он используется для обогащения таких продуктов, как хлеб. Его даже используют для имитации снежной бури в фильмах.

Гипс, который был раздавлен и нагрет для удаления 75% воды, известен как Парижская штукатурка. Когда к этому мелкому белому порошку добавляется вода, полученному материалу легко придать любую желаемую форму. После высыхания восстановленный гипс восстанавливает свои каменные свойства, сохраняя при этом желаемую форму. Помимо использования в гипсокартоне, этот материал используется для изготовления скульптур, керамики, посуды, сантехники и слепков для сломанных костей.

В чистом виде гипс имеет белый цвет, но загрязнения часто придают ему серый, коричневый, розовый или розовый цвет. чернить. Гипс, который был раздавлен и нагрет, чтобы удалить 75% по содержанию воды известна как гипс Парижа. Когда к этому мелкому белому порошку добавляется вода, полученному материалу легко придать любую желаемую форму.

Ежегодно в Северной Америке добывают миллионы тонн гипса, и гипсокартон является основным продуктом, в котором он используется. Помимо недавно добытого материала, до 20% гипса, используемого для производства гипсокартона, может быть переработано из отходов, образующихся на заводе-изготовителе или на строительных площадках. Гипс, получаемый в качестве побочного продукта процесса обессеривания дымовых газов на электростанциях, является экономичным и экологически безопасным сырьем для производства высококачественных гипсовых плит.

Два типа бумаги используются в производстве большинства гипсокартона, и оба типа изготавливаются из переработанной газеты. Лицевая бумага цвета слоновой кости из манилы при правильном грунтовании легко впитывает большинство красок и других материалов для отделки стен. Серая задняя сторона бумаги может быть ламинирована алюминиевой фольгой для производства гипсокартона особого типа, который сопротивляется потоку водяного пара в таких помещениях, как ванные комнаты. Специализированные разновидности гипсокартона могут изготавливаться из разных видов бумаги; Например, некоторые виды бумаги делают влагостойкими в разной степени, в то время как другой тип бумаги с высокой впитывающей способностью предназначен для нанесения тонкого слоя гипсового шпона после укладки.

Производственный
процесс

Производство гипсокартона заключается в размещении гипсового материала между двумя слоями бумаги, сушке продукта и отделке его до панелей стандартного размера.

Смешивание добавок

• 1 В зависимости от разновидности производимой стеновой плиты некоторые добавки смешиваются со штукатуркой Paris, которая составляет основу гипсокартона. Каждый дополнительный ингредиент составляет менее половины одного процента от количества гипсового порошка. Крахмал добавляется для того, чтобы бумажная облицовка прилипала к сердцевине, а бумажная масса добавляется для увеличения прочности сердцевины на разрыв (сопротивления продольному давлению). Невспененный вермикулит добавляют при производстве огнеупорных марок гипсокартона; в некоторых случаях также добавляется глина.
• 2 К штукатурке «Парижская смесь» добавляется вода, чтобы образовалась суспензия нужной консистенции. асфальт эмульсия и / или восковая эмульсия добавляются для достижения желаемого уровня влагостойкости конечного продукта. Пенообразователь, такой как моющее средство, включен, и во время процесса смешивания воздух увлекается материалом. Готовая гипсовая панель будет на 50% состоять из воздуха; это сводит к минимуму вес доски и упрощает резку, установку, а также прибивание или прикручивание к каркасу. Стекловолокно добавляют к влажному материалу сердцевины при изготовлении огнестойкого гипсокартона.

Приготовление бутерброда

• 3 Гипсовую суспензию выливают на слой бумаги, который разматывается на машине для изготовления картона. Поверх кашицы раскатывается еще один слой бумаги. Затем сэндвич проходит через систему роликов, которые уплотняют гипсовую сердцевину до необходимой толщины. Чаще всего используется толщина 0,37 дюйма (9,5 мм), 0,5 дюйма (12,7 мм) и 0,62 дюйма (15,7 мм).

Обработка краев

• 4 автоматические сборочные линии на заводах по производству гипсокартона имеют длину от 300 до 800 футов (93–247 м). По мере продвижения гипсокартона вдоль конвейерной ленты формируются края. Возможны различные формы кромок в зависимости от конечного использования панели. Варианты включают традиционный квадратный край, тип гребня и паза, конические и / или скошенные края и даже закругленные края.
• 5 Лицевая бумага плотно обернута вокруг каждого края и приклеена к оборотной стороне бумаги.

Резка панелей

• 6 К тому времени, когда края сформированы, гипсовая сердцевина затвердела в достаточной степени, чтобы нож мог разрезать непрерывную полосу на панели стандартных размеров. Доска, обычно шириной 48 дюймов (1219 мм) или 54 дюйма (1572 мм), обычно разрезается на панели длиной 8 футов (2400 мм) или 12 футов (3600 мм).

Процесс сушки

• 7 Панели перемещаются на конвейерную линию, которая пропускает их через длинную сушильную печь. Например, на одном заводе длина газовой печи составляет 470 футов (143 м). Панели входят в печь при температуре 500 ° F (260 ° C) и подвергаются постепенно уменьшающемуся уровню тепла в течение 35-40 минут, которые они проходят через систему. В сушилке тщательно контролируются влажность и температура.

Готовый продукт

• 8 После выхода из сушильной печи панели для гипсокартона подвергаются визуальному осмотру перед тем, как объединить их в «лифты» по 30 или 40 досок и отправить на склад для ожидания отгрузки. Каждая плата помечена штрих-кодом UPC, который используется для складского учета, выставления счетов и сканирования цен на уровне розничной торговли.

Развитие продукта

С момента изобретения гипсокартона на рубеже веков, наблюдается постепенный прогресс в облегчении его веса при одновременном улучшении его эксплуатационных характеристик. В конце 1950-х годов стандартные гипсовые плиты (не огнестойкие) весили 2 фунта на квадратный фут (9,8 кг на квадратный метр); различные виды стандартных гипсовых плит в настоящее время в среднем составляют около 1,6 фунта на квадратный фут (8 кг на квадратный метр). Это не только упрощает транспортировку и установку, но и снижает стоимость доставки.

Огнестойкие и влагостойкие гипсовые плиты были разработаны в конце 1950-х - начале 1960-х годов. Еще одно новшество появилось в 1988 году, когда была разработана потолочная плита с контролируемой плотностью (CD). В этом продукте сердцевина сжата таким образом, чтобы образовались тонкие плотные слои гипса с обеих сторон сердцевины стандартной плотности. Хотя CD-панель имеет толщину 0,5 дюйма (12,7 мм), она более устойчива к провисанию, чем обычная гипсовая панель толщиной 0,62 дюйма (15,7 мм).

Еще одна область исследований - это более эффективные способы утилизации отходов стеновых панелей. Во время строительства здания образуется лом гипсокартона, как в виде обрезков панелей, вырезанных по требуемой форме, так и в виде поврежденных панелей, которые нельзя использовать. По оценкам, 1,7 миллиона тонн (1,5 миллиарда кг) отходов гипсокартона было захоронено на свалках в Соединенных Штатах в 1990 году. Начались исследования в области измельчения этого материала и его использования для обработки почвы, а не просто выбрасывать его. . Похоже, что эффекты очень похожи на эффекты, достигаемые с гипсовыми изделиями, изготовленными специально для использования в сельском хозяйстве.