Skały gipsowe- właściwości i zastosowanie

Co to jest gips?

Nazwa pochodzi od gr. gypsos (łac.gypsum) oznaczającego czynność gipsowania, a także kredę lub cement. Należy do minerałów pospolitych,
szeroko rozpowszechnionych

Gipsem nazywamy zarówno minerał jak i skałę zbudowaną głównie z tego minerału. Minerał ten to dwuwodny siarczan wapnia CaSO4.H2O krystalizujący najczęściej w postaci słupkowych, bezbarwnych, przezroczystych kryształów
lub tworzący ich grubo-tabliczkowe zrosty. Często gips występuje w formie zbliźniaczonych kryształów tworząc tzw. jaskółcze ogony.
Odznacza się wyjątkową różnorodnością postaci (znanych około 70).
Jest plastyczny, miękki, nieco giętki, przezroczysty. Można go łatwo kroić, dobrze rozpuszcza się w gorącej wodzie. Często zawiera inkluzje różnych minerałów, substancji bitumicznych lub węglistych. Niekiedy wykazuje luminescencję – żółtą lub zieloną. Występuje w skupieniach zbitych, ziarnistych, grubokrystalicznych łuskowych, rozetowych, włóknistych i proszkowych

Gips, jako skała, oprócz głównego składnika jakim jest minerał gips, zawiera domieszki innych minerałów, np: anhydrytu, węglanów oraz domieszki materiału skalnego tj. wapieni, iłów, mułów.
Gipsem nazywany jest również produkt przemysłowy powstały z wypalenia skały gipsowej. Jest to tzw. gips półwodny lub gips palony. Duże, bezbarwne kryształy gipsu nazwano selenitem, włóknistą odmianę gipsu tworzącą żyły - satynem lub szpakiem gipsowym a jasny, drobnoziarnisty gips - alabastrem. Ciekawą własnością minerału gipsu, mającą swe praktyczne zastosowanie jest łatwość tracenia cząsteczek wody związanych z cząsteczką siarczanu wapnia przy jego ogrzaniu z jednoczesną łatwością odwracalności tego procesu

Krystalizacji gipsu z roztworu towarzyszy ciekawe zjawisko fizyko - chemiczne.
W mułach i iłach współczesnych lagun z wody wytrącają się kryształki gipsu. Początkowo są one chaotycznie zorientowane. W miarę dalszej krystalizacji kryształki te swymi dłuższymi osiami ustawiają się pionowo. Tworzy się jako produkt odparowania wód słonych jezior lub mórz poniżej 42C. Ilustracją takiego procesu może być obrastanie kryształkami gipsu lin spuszczonych
ze statków na Morzu Martwym. Intensywność i skalę takiego parowania może uświadamiać przykład istnienia swoistej kaskady o wysokości 4,5 m występującego w wąskiej cieśninie między zatoką Kara Bogaz, otoczoną pustyniami a Morzem Kaspijskim. Parowanie w tej zatoce jest tak intensywne,
że utrzymuje się tu niższy o 4,5 m poziom wody w stosunku do Morza Kaspijskiego. Inną ciekawą formą związaną z krystalizacją gipsów wskutek parowania mogą być wygięte szablasto łuki kryształów, powstałe przez wzrost z dna zbiornika wodnego ku jego powierzchni. W zatoce Bocana de Virrila w Peru kryształy takie wychodzą nawet ponad powierzchnię wody.
Róże piasku

Gipsy powstają również jako produkt wykwitów pustynnych w suchych strefach klimatycznych. Również tu powstają interesujące formy np.: róże piasku" zwane inaczej różami pustyni. Są to przerastające się soczewkowate kryształy gipsu, zrośnięte w fantazyjne formy, często przypominające kwiat róży. Formy te tworzą się w osadach mułów, iłów i piasków słonych lagun i osadów pustynnych. Np. na Saharze gipsowe róże tworzą pokrywę na powierzchni 10 000 km2.
Rosną one tam z szybkością do 5 cm na rok. Podobną formą są łodygi kryształów gipsu wyrastające na pustyni Azji Środkowej. Kryształy wyrastają tam 50 cm ponad powierzchnię czerpiąc siarczan wapnia z podsiąkającej kapilarnie wody.
Po ułamaniu takiej łodygi odrasta ona w ciągu kilku miesięcy do poprzedniej wysokości.

Występowanie

Jest to minerał bardzo pospolity. Skały gipsowe tworzące duże pokłady występują w południowej i południowo - wschodniej Polsce. W dolinie Nidy znajdują się największe kopalnie i zakłady przetwórcze. Duże pokłady skał gipsowo - anhydrytowych eksploatowane są w ok. Niwnic na Dolnym Śląsku. Skały te są również charakterystyczne dla tzw. wysadów solnych występujących na Niżu Polskim. Piękne okazy szczotek kryształów gipsu pochodzą z kopalni miedzi Zagłębia Lubińskiego, współtworząc tu wtórną mineralizację.
Domieszki i naloty związków Fe i Cu powodują, że tutejsze szczotki kryształów gipsu zabarwione są na różne odcienie zieleni i brązu, czerwieni. Są tu kryształy brunatne aż do czerni. Występują tu również idealnie bezbarwne pięknie wykształcone kryształy o dużej ilości ścian, dochodzące do kilkudziesięciu cm długości. Na skutek wewnętrznego odbicia światła kryształy te świecą niemal diamentowym blaskiem. Innym rejonem występowania pięknych okazów mineralogicznych gipsu były kopalnie soli k. Inowrocławia. Tu szczotki wydłużonych kryształów gipsu, zabarwionych na różne odcienie czerwieni i brązu często obrośnięte były bezbarwnymi sześciennymi kryształkami halitu, czyli soli kamiennej.
Inne miejsca występowania gipsu: Kanada – Nowy Brunszwik, Nowa Szkocja, USA – Kolorado, Utah, Michigan, Nowy Meksyk, Kalifornia, Teksas. Meksyk, Chile, Rosja, Francja, Włochy, Niemcy, Hiszpania, Czechy.

Zastosowanie:

Gips ma różnorodne zastosowanie. Już w starożytnym Egipcie wypalano gips
i stosowano go w budownictwie (zaprawa hydrauliczna, która twardnieje pod wpływem wody). W tej dziedzinie gospodarki ma największe zastosowanie. Poza tym stosuje się go w służbie zdrowia (do sporządzania bandaży chirurgicznych
i usztywniania złamanych kości), ceramice i hutnictwie. Służy do produkcji kwasu siarkowego i nawozów sztucznych.
Gips w budownictwie

Przed użyciem, kamień gipsowych należy wypalić w temperaturze 150-190C. Otrzymany produkt to przede wszystkim tzw. gips półwodny (CaSO40,5H2O), resztę tworzy gips bezwodny – anhydryt (CaSO4) i zanieczyszczenia ze złoża. Produkt wypalania w zmielonej postaci to gips budowlany. W zależności
od zawartości składu i sposobu produkcji otrzуmuјe się odmiany gipsu, różniące się właściwościami, z których najczęściej spotyka się: gips budowlany, (zwуkłу), gips szpachlowy (gips wolniej wiążący)i gips tynkarski. W praktyce różnią się między sobą przede wszystkim czasem wiązania i stopniem zmielenia.
Wiązanie gipsu polega ռa jego ponownym połączeniu się z wodą i przejściu
w gips dwuwodny (uwodniony siarczan wapnia). Jakość wyrobu zależy
od dokładności wymieszania z wodą (bez grudek i wtłoczonego powietrza)
i ilości dodanej wody (woda niezwiązana chemicznie wуparowuјe pozostawiając po sobie puste pory). W praktyce, określa się ilość potrzebnej wody i gips wsуpuјe się do odmierzonej јeј ilości). Proces wiązania to reakcja egzotermiczna (ilość wydzielanego ciepła – ok. 30 kcal/kg) oraz gips zwiększa swoją objętość
o ok. 1%. Po zakończeniu wiązania następuje okres twardnienia. Gips uzуskuјe pełną wуtrzуmałość po wyschnięciu. Jest materiałem chłonącym wilgoć
i rozpuszczaјącуm się w wodzie (2,4 g/l). Pod wpływem wilgoci wуtrzуmałość mechaniczna gipsu spada, dlatego należy go stosować w miejscach suchych. Zastosowanie gipsu w budownictwie:
- ozdobne detale architektoniczne, stiuk i sztukateria , posągi
- płуtу na ścianki działowe, płуtу gipsowo-kartonowe
- posadzki pod wykładziny podłogowe
- formу do odlewów
- drobne naprawy tynku


Inne zastosowanie gipsu:
• ładnie wykształcone kryształy są cenione i poszukiwane przez kolekcjonerów (największe osiągają wielkość kilku metrów),
• jest powszechnie stosowany w budownictwie m in. jako materiał wiążący (spoiwo mineralne),
• używany jako surowiec rzeźbiarski,
• w modelarstwie,
• w stomatologii i chirurgii,
• w sztukatorstwie,
• jako alabaster stosowany jest do produkcji elementów dekoracyjnych.