Чудесное превращение гипса

XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Чудесное превращение гипса

Марьина В.И. 1
1БМАОУ "Гимназия №5"
Ершова Е.В. 1
1БМАОУ "Гимназия №5"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Представьте: перед вами — обычный белый порошок, похожий на муку или крахмал. Трогаете его — он мягкий и сыпучий, из него ничего не слепить. Но стоит добавить воды — и начинается волшебство! Порошок превращается в густую массу, а через некоторое время застывает и становится твёрдым — как камень! Знакомая история? Да, это гипс — удивительный материал, который умеет так чудесно превращаться! Я выбрала эту тему неслучайно. Ни один день у меня не проходит без волшебства и рукоделия. Я люблю мастерить в любое свободное время, а его у меня очень мало. Даже на уроках успеваю продумать идеи, а дома начинаю творить. Так и возникла идея с гипсом, на уроке окружающего мира, мы говорили о природных ископаемых, среди которых был гипс. Я сразу вспомнила, что у нас дома есть гипсовые фигурки, которые подарили маме. А почему бы нам самим не сделать подобные?

Вы наверняка встречали гипс в жизни: видели, как кому‑то накладывали гипсовую повязку при переломе; замечали красивые лепные украшения на стенах и потолках; держали в руках гипсовые статуэтки или фигурки.

Но откуда берётся гипс? Что происходит с ним, когда мы добавляем воду? И можно ли самому создать что‑то красивое из этого волшебного материала? В этом и заключается актуальность выбранной мною темы проекта «Чудесное превращение гипса».

Объект исследования: гипс.

Предмет исследования: изготовление гипсовых фигурок в домашних условиях.

Цель моего проекта — раскрыть секреты гипса и увидеть его чудесное превращение.

Задачи проекта:

  1. Познакомиться с историей возникновения гипса.

  2. Узнать, что такое гипс.

  3. Определить свойства гипса.

  4. Раскрыть использование гипса.

  5. Провести анкетирование среди учащихся гимназии на тему «Что вызнаете о гипсе?»

  6. Провести опытно-экспериментальную работу по изготовлению гипсовых фигурок в домашних условиях.

Гипотеза: гипс — это не просто порошок или материал для повязок, а настоящий помощник человека, из которого можно создавать красивые и полезные вещи.

Используемые методы исследования: изучение библиографических источников, материалов Интернета, анкетирование, эксперимент.

Практическая значимость проекта заключается в том, что в процессе исследовательской работы я систематизирую свои знания, собранный материал, который можно будет использовать на уроках окружающего мира и при проведении внеклассных мероприятий для пропаганды здорового образа жизни. Сами изделия из гипса будут отличным подарком на день рождения или праздник. А также я проведу мастер-класс для своих сверстников, одноклассников по изготовлению чудесных гипсовых фигур.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1.История возникновения гипса.

Гипс - природный камень, который образовался в результате испарения древнего океана 110 - 200 миллионов лет назад. В недрах земли гипс присутствует в виде камня - породы осадочного происхождения нескольких разновидностей. Он может быть на вид плотным, с мелкозернистой структурой, сахаровидным в изломе или крупнозернистым, с беспорядочно расположенными кристаллами, состоять из нитевидных кристаллов с шелковистым отливом или быть пластинчатым, с прозрачными кристаллами слоистой структуры. Цвет породы - белый, желтоватый, светлосерый - зависит от наличия или отсутствия в породе различных примесей. Этот камень - один из самых древних строительных материалов. Его белый цвет, способность твердеть при соединении с водой, возможность придания твердеющему составу любой формы давно используют строители и ваятели. Для них он главный рабочий материал. Благодаря способности быстро приобретать прочность и нужную форму, благодаря высокой степени 2 экологичности самого материала велика роль гипса и в медицине. Известный в прошлом как "алебастр", он широко использовался во всем мире при производстве ремонтно-строительных работ - для внутренней отделки помещений, украшений интерьеров в виде лепнины на потолках и стенах. Декорирование при помощи лепнины известно с незапамятных времен. Еще в Древнем Египте помимо резьбы по камню использовались предметы декора из натурального гипса и алебастра, которые, кстати, дошли до нас в изумительном состоянии. Расцвета лепной декор достиг во времена античности. По раскопкам нам известны великолепные образцы архитектурных украшений, которые некогда создавали облик и интерьеры древних построек Греции и Рима. Именно с тех давних пор на протяжении всей истории искусств столь популярны изобразительные орнаменты, бордюры и карнизы, колонны и пилястры, розетки и консоли - элементы, которые во все времена придавали любому архитектурному творению парадный и респектабельный вид. В зависимости от господствующего стиля и моды на отделочные материалы менялся внешний вид декоративных рельефов. Высеченные в мраморе или отлитые в гипсе, вырезанные из дерева и покрытые бронзой, они неизменно присутствовали в интерьере богатого дома, украшали фасады частных особняков, "формировали лицо", "вносили дух" и "создавали атмосферу".

Вывод: гипс - один из самых древних строительных материалов.

1.2.Что такое гипс.

Гипс – это природный минерал, происходит от греческого слова и обозначает «мел, известь». Его добывают из-под земли, очищают, дробят, для того, чтобы из него изготовить различные материалы и изделия.

Гипс — это минерал, в его составе соединение кальция с серой и водой. Минерал мягкий, легко царапается ногтем, обычно светлых оттенков. Бывает совсем прозрачным. Кристаллы уплощённые, с острым углом. Часто встречаются сдвоенные кристаллы, их называют «ласточкин хвост». При ударе раскалывается на пластинки.

1.3. Свойства гипса

Экологичность. Гипс химически нейтрален, поэтому не вызывает аллергии и не выделяет токсины.

Незначительное изменение цвета и запаха при обработке. В природе гипс встречается в форме кристаллов без запаха. В зависимости от примесей цвет будет белым, сероватым, желтоватым, розоватым и даже прозрачным.

При помоле порода обретает еле уловимый запах и теряет прозрачность.

Добавление воды делает смесь серой. Такая консистенция имеет специфический запах, который может меняться из-за добавок.

После высыхания раствора запах уходит. Поверхность изделия становится гладкой и приобретает белый или светло-серый цвет.

Растворимость в воде. Гипс максимально растворяется в воде при температуре 37,5℃.

Пористость и мелкокристаллическая структура. Это свойство напрямую влияет на ряд характеристик гипса:

  • прочность. Чем меньше пористость готового изделия, тем выше прочность. При этом оптимальной считается пористость от 40 до 60%;

  • вес. Принято считать, что гипс — легкий материал. Однако его вес зависит от многих факторов;

  • тепло- и звукоизоляция. Пузырьки воздуха в гипсовых изделиях замедляют передачу тепла и звуков;

  • пожаробезопасность. Гипс сдерживает огонь до семи часов, прежде чем начнет разрушаться;

  • гигроскопичность и влагостойкость. Материал хорошо впитывает воду, из-за чего разрушается. Однако при высокой температуре гипс выделяет влагу, замедляя распространение огня. Также гипсовые изделия регулируют микроклимат в помещении.

Гипс обладает рядом достоинств и недостатков.

К достоинствам гипса относят:

  1. небольшая объемная масса, огнестойкость;

  2. быстрое затвердевание, хорошая звукоизоляция;

  3. является безопасным в применении материалом;

  4. экологически чистый товар, при затвердевании гипс способен поглощать лишнюю влагу из воздуха в помещении (если в помещении повышенная влажность);

  5. при затвердевании гипс способен и отдавать влагу, если влажность воздуха снижается.

К недостаткам гипса относят:

  • низкая водостойкость, низкая прочность;

  • ползучесть под нагрузкой, особенно в условиях повышенной влажности, небольшой период хранения.

Вывод: гипс — это природный минерал и горная порода с уникальными свойствами (быстро твердеет при смешивании с водой).

1.4. Использование гипса.

Гипс – один из древнейших строительных материалов. «Кипящий камень», как называли его древние греки, используя его в качестве строительного и декоративного материала. Сегодня его используют главным образом для строительных работ, а также для художественного творчества.

Гипс известен в строительной сфере уже довольно давно.

На сегодняшний момент изобретен специальный влагостойкий гипс, а точнее, изделия из него:

  • стеновые панели;

  • панели для потолка;

  • воздуховоды;

  • перегородки.

Рынок строительных материалов постоянно пополняется новинками, среди которых моно найти изделия из гипса.

К примеру, несколько лет назад везде применялся гипсокартон. Но с изобретением стекловолокна, появились армированные стеновые панели из гипса. Производство гипса гораздо дешевле с экономической точки зрения.

Изделия из гипса долговечнее, чем пластиковые, виниловые и металлические.

Современная штукатурка с использованием гипса почти не подвержена воздействию атмосферных осадков.

Благодаря способности быстро приобретать прочность, нужную форму и исключительной экологической чистоте велика роль гипса в медицине.

В 1855 году во время Крымской войны русский хирург Н.И.Пирогов впервые в истории русской медицины применил гипсовую повязку, дав начало сберегательной тактике лечения ранений конечностей и избавив многих солдат и офицеров от ампутации.

Гипс способствует срастанию конечностей, излечению растяжений, вывихов и прочих травм. Дело в том, что кислотность гипса близка к кислотности человеческой кожи. Поэтому, применяясь в качестве фиксатора при лечении переломов, он не вызывает раздражения тканей, что вызвал бы любой другой материал.

Одним из самых распространенных вспомогательных материалов в зуботехническом производстве является гипс.

Им пользуются почти на всех этапах протезирования.

В косметологии гипс используется как вспомогательный материал при работе с кожей. Во время замешивания и последующего нанесения на поверхность гипсовый состав начинает нагреваться и отдавать тепло. Это свойство используется для изготовления масок на основе гипсового шлема. Внутри такого шлема под воздействием температуры в 46 градусов по Цельсию происходит ускорение обменных процессов, ускоряется очищение пор и усиливается поглощение кожей полезных компонентов маски.

Роль гипса в сельском хозяйстве. Самый распространенный способ улучшения сельскохозяйственных качеств солонцовых почв - гипсование. В результате гипсования устраняется щелочная реакция солонцовых почв, улучшаются физические, физико-химические и биологические свойства почвы, повышается ее плодородие.

Вывод: гипс имеет большое значение в жизни людей, он используется в строительстве, в архитектуре, в медицине, в косметологии и даже в сельском хозяйстве.

Глава 2. Практическая часть.

    1. .Исследование знаний учащихся о гипсе.

Чтобы найти ответы на все мои вопросы, доказать или опровергнуть гипотезу, я занялась исследованием. Составила опрос для одноклассников, в составе которого были следующие вопросы:

    1. Гипс – это:

  1. природный материал;

  2. камень;

  3. вид дерева .

    1. Где добывают гипс?

  1. в лесу;

  2. в карьерах и шахтах;

  3. на заводе.

    1. В какой сфере используют гипс?

  1. медицина;

  2. строительство;

  3. кулинария.

    1. Что происходит с гипсом, если его смешать с водой?

  1. растворяется, как сахар;

  2. становится вязкой массой, а потом твердеет;

  3. превращается в газ.

    1. Какого цвета обычно бывает гипс?

  1. ярко-красного;

  2. белый или светло-серый;

  3. синий.

    1. Можно ли использовать гипс для творчества?

  1. нет, он только для стройки;

  2. да, из него делают фигурки;

  3. только в научных лабораториях.

    1. Как быстро твердеет гипс для творчества?

  1. сразу 1-2 секунды;

  2. за 5-10 минут;

  3. через неделю.

    1. Хотели бы вы провести опят с гипсом?

  1. да;

  2. нет;

  3. не знаю.

В анкетировании приняло участие 27 человек. Результаты показали следующее, 20 человек знают, что гипс – это природный минерал, а вот 7 человек считают, что это камень. 14 человек знают, то гипс добывают в карьерах и шахтах, 11 человек ответили, что на заводе, а вот 2 ученика считают, что гипс добывают в лесу. 15 ребят ответили, что гипс используют только в медицине, 12 человек знают, что гипс используют в строительстве. Все знают, что происходит с гипсом, если его смешать с водой и какого он цвета. 20 человек не знают, что гипс можно использовать для творчества, только 7 учеников ответили, что из гипса можно делать гипсовые фигурки. 16 человек считают, что гипс застывает неделю, а вот 11 учеников знают, что он застывает за 5-20 минут. Все знают, что гипс похож на песок или муку. 23 ученика ответили, что хотели бы провести опят с гипсом, а вот 4 человека не знают. ( Приложение 1)

Вывод. Анализируя ответы респондентов, я пришла к выводу, что большая часть опрошенных знают, что такое гипс. Не все знают, где добывают и используют гипс. Но многие знают, что гипс можно использовать для творчества и хотели бы провести опыт с ним.

2.2.Технология изготовления гипсовых фигурок.

Перед началом работы с гипсом, необходимо обозначить основные моменты техники безопасности при работе с гипсом:

  • Рабочее место покрыть пленкой или бумагой.

  • Не вдыхать гипсовый порошок.

  • Запрещается выливать жидкую формующую гипсовую массу в канализацию и в раковину.

  • Не допускать попадания гипса в глаза, если гипс случайно попал в глаза, срочно промыть большим количеством воды. Так как поделки из гипса являются хрупким материалом, с поделками следует обращаться аккуратно.

  • Вымыть руки после работы.

  • Убрать рабочее место.

Основные материалы для изготовления гипсовых фигурок: обычный гипс из хозяйственного магазина, силиконовые гибкие формочки, но есть и пластиковые формы, но их надо предварительно растительным маслом, чтобы не возникло затруднений при извлечении готовой поделки.

Этапы работы.

Первый шаг: подготовка рабочего места.

На стол постелите бумагу или клеенку. Установите формы для заливки гипса в правильном положении. Подготовьте гипс. Налейте в одноразовый

Стаканчик воду. Подготовьте стеку (ложечку), размешивания гипса с водой. Подготовьте краски, кисточку.

Второй шаг: смешивание гипсового раствора.

В одноразовый стаканчик с водой постепенно засыпаем гипс. Постоянно помешиваем раствор стекой. Готовый раствор должен напоминать жидкую сметану.

Третий шаг: заливка гипсового раствора в форму.

Полученный гипсовый раствор аккуратно заливаем установленные формочки, но не переливаем. Для того, чтобы в подделке не осталось воздуха и раствор заполнил собой все пустоты, форму нужно осторожно потрясти.

Четвертый шаг: застывание.

Оставляем затвердевать формовочную массу на 30-40 минут.

Пятый шаг: извлечение готовой поделки из формы.

Аккуратно и осторожно извлекаем полученные поделки из формы. Для этого нужно слегка растянуть форму за края, а потом, перевернув, снять форму с отливки. Если все выполнено правильно, то отливка должна получиться гладкой и прочной. Просушиваем готовые поделки.

Шестой шаг: роспись поделки из гипса.

Раскрашивание поделок дает уникальную возможность эффективному развитию пространственному воображению, координаций движений.

Вывод: Пошаговая инструкция нужна, чтобы чётко и последовательно объяснить, как выполнить какую-либо задачу или процесс. ( Приложение 2)

Заключение

В результате работы над проектом поставленные задачи считаю выполненными. Я определила свойства гипса, изучила, его использование, провела мастер-класс по изготовлению гипсовых фигурок в домашних условиях.

Гипс — это не просто строительный материал, а настоящее чудо природы! Он умеет превращаться, поддаётся творчеству и помогает людям уже много веков. Моё исследование показало, что с гипсом интересно и познавательно работать: он безопасен, экологичен и открывает большие возможности для фантазии.

Теперь я могу с гордостью сказать: я раскрыли секреты чудесного превращения гипса и увидела их своими глазами!

Достоинством моей работы является практическая значимость исследования. В процессе работы я систематизировала свои знания, создала «Пошаговую инструкцию по изготовлению гипсовых фигурок» в виде памятки. Я изготовила фигурки своим друзьям. Имея итоговый результат, я в любой момент освежу свои знания по теме проекта.

Перспектива проекта: Свой опыт полученных знаний я передам своим одноклассникам, поделюсь со своими друзьями. Уверена, что эта тема заинтересует моих сверстников, расширит их знания об использовании гипса в жизни человека. Научиться создавать более сложные гипсовые фигуры, раскрашивать готовые изделия и делать из них украшения для дома. Узнать больше о других полезных минералах и их превращениях.

В дальнейшем, я проведу мастер-класс по изготовлению гипсовых фигурок для учащихся нашей школы. Это будет здорово!

Список литературы.

  1. Должанская Т. Ю. «Минералы». Издательство: РОСМЭН (Москва). Серия: «Детская энциклопедия РОСМЭН», «Лучшее — детям. Знак качества». Год издания: 2017.

  2. Хаметова Л. «Гипс. Техника, приёмы, изделия». Издательство: АСТ-ПРЕСС, АСТ-ПРЕСС КНИГА (Москва). Серия: «Хоббитека», «Золотая библиотека увлечений». Год издания: 2013.

  3. Большая Российская энциклопедия https://bigenc.ru/c/gips-gornaia-poroda-6cf21e

  4. Статья в журнале «Юные ученые» https://moluch.ru/young/archive/7/519

  5. Сайт «Википедия».

Приложение 1

Приложение 2

Просмотров работы: 5