Процесс проводили в кинетическом режиме при перемешивании сус-пензий магнитными мешалками со скоростью 300 об/мин. Все опыты выполнены при температуре 200,5С. Для приготовления суспензий и затворения гипсовых вяжущих применяли кипяченую дистиллирован-ную воду с рН=7.

Установлено [1], что процессы,  происходящие при гидратации и твер-дении гипсовых вяжущих, наглядно и информативно отображаются на кинетических кривых изменения рН и рСа. Причем,  независимо от природы гипсового сырья на кинетических кривых выделяются 3 участ-ка связанные с определенными периодами гидратации и твердения вя-жущих. Начальный период на кинетических кривых связан с гидроли-зом и растворением строительного гипса. Величина рН при этом увели-чивается, а величина рСа – уменьшается. Гидролиз -CaSO4•0,5H2O протекает по механизму хемосорбции активными центрами ионов Н+ с выделением в раствор ионов ОН–. На поверхности строительного гипса преобладают отрицательные активные центры. Кислые соли усиливают растворимость гипса. На кинетических кривых это связано с резким падением рСа и ростом  концентрации ионов Са2+ в растворе. Данные процессы протекают в первые 10 мин гидратации гипса.

Далее наблюдается снижение концентрации ионов ОН– и подкисление раствора. Величина рСа при этом растет; идет образование первичного двуводного гипса.

После окончания гидратации гипса концентрация ионов Са2+ опять на-чинает увеличиваться, а концентрация ионов Н+ – уменьшаться. Идет перекристаллизация первичного гипса, приводящая к некоторому паде-нию прочности гипсосодержащих материалов. 

Кривые изменения рН в этом интервале времени можно математически аппроксимировать функцией типа полинома, состоящей из трех компо-нент, каждая из которых имеет определенный физический смысл, зада-ваемый процессами твердения вяжущих.

Проведенные исследования показали, что форма кинетических кривых зависит от активности воды затворения и наличия примесей в гипсе. При начальной величине рН суспензий меньше 5 эффекты на потен-циометрических кривых сглаживаются. Наиболее информативны кине-тические кривые при начальной величине рН гипсовых суспензий 6–9. Суспензии строительного гипса имеют щелочную среду, что указывает на присутствие карбонатных примесей в исходном сырье. В связи с этим выбор активности жидкости затворения зависит от природы гип-сового сырья; наличия в нем примесей, тонины помола, условий дегид-ратации. В интервале рН 2–6 форма кривых экспоненциальная.

Кислотность среды играет важную роль при гидратации и твердении вяжущих систем. Причем оптимальная величина рН среды зависит от типа вяжущего. Так у портландцемента она находится в сильно щелоч-ной среде рН=12,6; для строительного гипса рекомендуется поддержи-вать рН в пределах 5–6. Наличие примесей в исходном гипсовом сырье приводит к изменению рН гидратирующихся систем и нарушает про-цесс их твердения. А это в свою очередь влияет на физико-механичесие характеристики материалов на их основе.

Исследования, проведенные нами на различных гипсовых вяжущих, по-казывают, что механическая прочность зависит от активности воды за-творения, температурного режима получения вяжущего, количества гидратной воды. Причем эта зависимость имеет явно выраженные экс-тремумы. Резкое падение прочности наблюдается при величине рН во-ды затворения меньше 3. Для кинетических кривых гидратации вяжу-щих с таким значением рН воды затворения характерно незначительное изменение величины рН. Концентрация суспензий при потенциометри-ческих исследованиях мало влияет на величину и положение экстре-мальных точек.

Потенциометрические исследования были использованы нами для оп-ределения сроков схватывания строительного гипса.

В настоящее время сроки схватывания гипсовых вяжущих определяют-ся согласно ГОСТ 23789–79 с помощью прибора Вика. Данный метод морально устарел и имеет ряд существенных недостатков: высокую ма-териалоемкость (на одно определение нужно 300–350 г вяжущего), большую погрешность и низкую оперативность определений, недоста-точную информативность.
Нами предложен потенциометрический метод определения сроков схватывания и твердения гипсовых вяжущих, основанный на анализе кинетических кривых рН и рСа. Особенно информативны дифференци-альные кривые. Для определения сроков схватывания снимались кине-тические кривые изменения величины рН в течение 20 мин. По резуль-татам измерений строились дифференциальные кривые изменения рН и по максимумам определялись сроки схватывания (рис. 1).