Amikor polcot
szerelünk a falra, a kifúrt lyukban a csavart tartó tiplit gipszeléssel
rögzítjük. A boltban vett zacskón a felirat: "gipsz". Benne fehér
por. Ez lenne hát a gipsz? Ez az építőanyag, amit vízzel összekeverve egy hamarosan
megszilárduló fehér pépet kapunk? Ez az anyag, amit balesetek után csontjaink
rögzítéséhez is használnak? Nem, a fehér por nem gipsz! Akkor hát mi, és mi
köze az "igazi" gipszhez?
A gipsz a
Mohs-féle keménységi skála második tagja: Mohs-keménysége 2, körömmel könnyedén
karcolható, többnyire színtelen ásvány. Szilárd ionos vegyület, amely kalcium
kationokból (Ca2+) és szulfát anionokból (SO42-)
épül fel, emellett szerkezetében két molekulányi víz (H2O) is helyet
kap: összetétele CaSO4•2 H2O. A kalcium (Ca2+
) szulfát (SO42-) ionok kettős rétegeket alkotnak, és a
kettős rétegeket vízmolekulák (H2O) kettős rétege választja el
egymástól. Mivel az utóbbiak kötésereje sokkal gyengébb, a gipsz e rétegekkel
párhuzamosan kitűnően hasad. Az egyhajlású (monoklin) kristályrendszerben kristályosodik,
kristályai jellemzően táblásak, de lehetnek nyúlt, oszloposak is. Igen gyakran
ikresedik, ami azt jelenti, hogy két kristálya szabályos módon összenő.
A gipsz kristályszerkezete
A gipsz nagy
tömegei természetes úton főként a tengervíz bepárlódásakor kiváló sórétegekben
(evaporitokban) keletkeznek. A tengervíz ugyanis nem csak a kősó alkotó ionjait
tartalmazza, mégha azok a leggyakoribbak is, hanem a gipsz alkotóit is
megtaláljuk benne. (A tengervízben oldott ionok - kationok, illetve anionok -
gyakorisági sorrendben: kationok - nátrium (Na+),
magnézium (Mg2+), kalcium (Ca2+), kálium
(K+); anionok - klorid(Cl-), szulfát
(SO42-).
A bepárlódó
tengervízből elsőként a gipsz válik ki. Ha a tengervíz túl tömény, vagy 25
Celsius-fokos hőmérsékletnél melegebb, már nem gipsz, hanem egy rombos
rendszerben kristályosodó, vízmentes kalcium-szulfát, az anhidrit válik
ki, amely később, geológiai folyamatok során, utólagos vízfelvétellel gipsszé
alakulhat.
Gipsz
mindenütt képződhet, ahol nagy a párolgás, így a sivatagokban is. Ott az
elpárolgó vízből kiváló gipsz kristályai laposak, kerekdedek, rózsaszirmokra
emlékeztetnek. Gyakran a sivatag homokjának szemcséit is magukba zárják, amitől
sárgás-vöröses barna színt kapnak. Ez a gipsz változat méltán viseli a sivatagi
rózsa nevet.
Sivatagi rózsa
A gipsz a
természetben gyakran keletkezik az ember tevékenysége nyomán is. A szulfidos
(kéntartalmú) ércek bányászata során, legtöbbször a pirit (FeS2)
mállásával gyakorta jelentkezik savasodás a talajban. A keletkező kénsav (H2SO4)
rombolja a környezetet. Ha azonban a kénsav a környezetében kalciumforráshoz
jut (ilyen például a kalcit (CaCO3), a mészkő fő alkotója, a
Mohs-skála harmadik, jövő héten bemutatandó tagja), a kalcium és a kénsav
kémiai reakciója nyomán gipsz kristályosodik: a sav tartósan semlegesítődik,
kivonódik a környezetből. Ezt a folyamatot használják ki világszerte, így
Magyarországon is, a szulfidos meddőhányók környezeti kockázatának
csökkentésére.
A gipsz
természetes úton is így keletkezik agyagokban: a fejér megyei
Gánton például a bauxitot fedő agyagrétegekben elszórtan megjelenő pirit
mállásával gyönyörű, 5-10 cm-es gipszkristályok, akár 20 cm-t is elérő
kristálycsoportok képződnek.
Gipszváltozatok
A gipsz
évezredek óta ismert ásvány, igen sokféleképpen hasznosítjuk. Tömeges változata
az alabástrom, amely szobrok és dísztárgyak készítésére puhasága, könnyű
megmunkálhatósága révén kiválóan alkalmas. Szintén tömeges, de rostos-szálas
felépítése miatt selyemfényű gipszváltozat a szelenit, amit szintén
dísztárgyak készítésére használnak. A gipszből készült dísztárgyakat
természetesen óvni kell a mechanikai hatásoktól, hiszen az
alacsony keménység miatt könnyen karcolódnak, sérülnek.
A gipsz
(CaSO4•2 H2O) egyik jellemző és számunkra fontos
tulajdonsága, hogy hevítéskor víztartalmát két lépcsőben veszíti el. Elsőként
vizének 3/4-e távozik el. Az így keletkező kalcium-szulfát-hemihidrát (CaSO4•0,5
H2O; ásványneve bassanit) víz hozzáadásával percek alatt
vissza tud alakulni gipsszé. Valójában ez az a rejtélyes fehér por, amit -
tévesen - gipsz néven árulnak a boltokban. Ha a gipszet tovább hevítjük, teljes
víztartalmát elveszíti, és egy hatszöges (hexagonális) rendszerben
kristályosodó vízmentes kacium-szulfát, úgynevezett esztrich-gipsz keletkezik.
A bassanit
az építőiparban használt stukkógipsz, porként kerül forgalomba. Bő vízzel
összekeverve percek alatt megszilárdul, újra finomszemcsés gipsszé alakul.
Ugyanígy bassanitból készül a törött végtagok rögzítésére alkalmas gipszkötés
is - mivel ez a kötés viszonylag nehéz, ma már gyakran könnyebb, kompozit
anyagokkal helyettesítik. Az esztrich-gipsz (avagy égetett gipsz) vízzel
keverve lassabban, csak néhány nap alatt szilárdul meg, viszont ellenállóbb,
tartósabb anyag jön létre. Ebből készülnek a gipszkartonelemek, -falak. A
gipszet használják még cementgyártásra és a mezőgazdaságban talajjavításra is.
Az építési gipsz jellemzői:
Szemcseméret
Kötési idő
Terülési idő
Kenhetőségi idő
Felhasználás:
Az alabástromot dísztárgyak, szobrok készítésére használják, a tömeges gipszkőzetet, mint égetett gipsz alkalmazzák.
Az építőipari termékek között például gipsz stukkók (díszítés),
gipszkarton (szerelt válaszfalak, tűzvédelmi burkolatok, egyes
álmennyezetek elemei, szárazpadlók) alapanyagaként használják fel.