يضاف الجبس إلى الأسمنت في المقام الأول للتحكم في وقت الإعداد ومنع التصلب السريع ، وهي عملية تعرف باسم "إعداد الفلاش". يتفاعل ألومينات ثلاثي الكالسيوم (C3A) في الأسمنت بقوة مع الماء ، مما يتسبب في تصلب سريع ، مما قد يعيق نقل الأسمنت وخلطه ووضعه.
تعمل إضافة الجبس كمثبط من خلال التفاعل مع C3A لتشكيل هيدرات سلفوالومينات الكالسيوم أو إيترينجيت. ينتج هذا التفاعل في البداية بلورات دقيقة الحبيبات تغطي سطح جزيئات C3A ، مما يؤخر عملية الإعداد ويحافظ على مرونة خليط الأسمنت وقابليته للتشغيل.
في عملية تصنيع الأسمنت ، يضاف الجبس عادة بعد تبريد الكلنكر ، قبل عملية الطحن النهائية. عادة ما تكون الكمية المثلى من الجبس المضافة بين 3٪ و 4٪ من كتلة الكلنكر. هذا يضمن التحكم المناسب في معدل الإعداد ويمنع مشاكل مثل الإعداد السريع أو التشقق بسبب تفاعل الكبريتات الزائدة مع C3A.
بالنسبة للأسمنت سريع الإعداد ، يمكن إضافة كمية أقل قليلا من الجبس (حوالي 2.5٪). ومع ذلك ، فإن إضافة القليل جدا من الجبس أو عدم وجوده على الإطلاق يمكن أن يؤدي إلى ضبط الأسمنت فورا عند ملامسته للماء ، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة وإعاقة صب الخرسانة. وذلك لأن الذوبان السريع ل C3A في الماء يشكل ألومينات الكالسيوم المائية ، والتي تعمل كمخثر وتؤثر سلبا على خصائص الأسمنت. لذلك ، فإن إضافة الجبس أمر ضروري لتنظيم وقت الإعداد وضمان الترطيب المناسب وتصلب الأسمنت. يلعب الجبس دورا مهما في إنتاج الأسمنت عن طريق ضبط وقت الإعداد. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي الجبس المفرط إلى "وضع خاطئ" ، مما يؤثر على قابلية تشغيل الأسمنت والبناء. على عكس التوقعات ، فإن الجبس الزائد يسرع من ضبط الوقت ، ويضعف قوة الأسمنت ويسبب التمدد بسبب التخثر السريع. يحدث هذا لأن فقدان الماء أثناء الإعداد يترك فراغات في الهيكل الخرساني ، مما يعرض سلامته للخطر.
فيما يتعلق بقوة الشد ، تظهر الخرسانة القائمة على الجبس قوى متفاوتة اعتمادا على المادة الرابطة المستخدمة. على سبيل المثال:
- الخرسانة الجبسية ذات الوزن العادي: تتراوح مقاومة الانضغاط من 4.5 إلى 8 ميجا باسكال ، بينما تتراوح مقاومة الانحناء بين 2 و 3 ميجا باسكال.
- خرسانة الجبس عالية القوة: يمكن أن تصل قوة الانضغاط إلى 15 إلى 30 ميجا باسكال ، مع قوة انثناء تتراوح من 3.5 إلى 20 ميجا باسكال.
- يظهر جص الأنهيدريت والإستريك أيضا قوى ضغط وانثناء مختلفة.
يخدم الجبس أغراضا متعددة في إنتاج الأسمنت:
1. منع إعداد الفلاش أثناء التصنيع.
2. تثبيط وقت ضبط الأسمنت.
3. يعمل كمبرد أثناء الترطيب لتقليل حرارة التفاعل.
4. تمديد وقت العمل للخلط والنقل والوضع.
5. تعزيز القوة والصلابة مقارنة بالأسمنت غير الجبسي.
6. تتطلب كمية أقل من الماء للترطيب.
يعد اختيار مثبط الجبس عالي الجودة أمرا بالغ الأهمية. وتخضع هذه المثبطات لاختبارات صارمة، بما في ذلك الفحص المجهري الإلكتروني للمسح المجهري للزئبق وقياس تسرب الزئبق MIP، لتقييم آثارها على ترطيب الجبس وبنية المسام. يحظى مثبط الجبس الفوسفوجي بشعبية بسبب معدل استخدامه العالي وتأثيره الإيجابي على جودة منتجات الأسمنت. وهي متوفرة في مساحيق بيضاء وبنية ، قابلة للذوبان في الماء ، وتستخدم بشكل أساسي في مواد البناء الأسمنتية والجصية.