
- •Технология производства строительных материалов и изделий
- •Технология производства строительных материалов и изделий
- •Организация и проведение лабораторного практикума
- •Правила оформления лабораторных работ
- •Мероприятия по технике безопасности при выполнении лабораторных работ
- •Лабораторная работа № 1 изучение свойств строительной извести
- •Теоретические сведения
- •Требования к качеству воздушной извести
- •Классификация негашеной извести по времени гашения
- •Требования к качеству гидравлической извести
- •Задание 1. Определение активности извести Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений
- •Задание 2. Определение температуры и времени гашения извести Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений
- •Лабораторная работа № 2 изучение свойств шлама цементных заводов
- •Теоретические сведения
- •Задание 1. Определение текучести шлама Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений
- •Задание 2. Определение влажности шлама Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений
- •Задание 3. Определение тонкости помола шлама Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 4. Определение титра портландцементой сырьевой смеси Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений
- •Лабораторная работа № 3 изучение микроструктуры портландцеменТного клинкера
- •Теоретические сведения
- •Содержание минералов в портландцементном клинкере
- •Задание 1. Определение расчетного минералогического состава клинкера по химическому составу Порядок выполнения работы
- •Задание 2. Приготовление аншлифа Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Реактивы для протравливания аншлифов цементного клинкера
- •Задание 3. Определение линейных размеров минералов Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты измерений линейных размеров минералов
- •Задание 4. Количественный минералогический анализ клинкера Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты петрографического анализа клинкера
- •Пример расчета фазового состава клинкера по одному замеру
- •Задание 5. Описание микроструктуры клинкера Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 4 определение содержания свободной извести в клинкере
- •Теоретические сведения
- •Задание 1. Качественное определение СаОсв реактивом Уайта под микроскопом Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Методика приготовления прозрачного шлифа
- •Задание 2. Количественное определение свободной извести этилово-глицератным методом Приборы и реактивы
- •Теоретические основы этилово-глицератного метода
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 5 определение соДеРжания гипса в цементе
- •Теоретические сведения
- •Допустимое содержание so3 в цементах
- •Основы катионитового метода
- •Задание 1. Подготовка ионообменной колонки к работе Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 2. Определение so3 и гипса в цементе Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 6 определение тонкости помола цемента
- •Теоретические сведения
- •Задание 1. Определение тонкости помола портландцемента методом ситового анализа Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения тонкости помола портландцемента
- •Задание 2. Определение удельной поверхности цемента Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 7 определение нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста
- •Теоретические сведения
- •Приборы и материалы
- •Задание 1. Определение нормальной густоты цементного теста Порядок выполнения работы
- •Результаты определения нормальной густоты цементного теста
- •Задание 2. Определение сроков схватывания Порядок выполнения работы
- •Результаты определения сроков схватывания цементного теста
- •Лабораторная работа № 8 определение марки цемента
- •Теоретические сведения
- •Требования к прочности цементов различных марок
- •Задание 1. Определение консистенции цементного раствора Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения консистенции цементного раствора
- •Задание 2. Изготовление образцов и определение предела прочности при изгибе и сжатии Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты испытаний
- •Лабораторная работа № 9 получение строительного гипса
- •Теоретические сведения
- •1 Сорт – 95, 2 сорт – 90, 3 сорт – 80, 4 сорт – 70.
- •Задание 1. Определение температуры варки гипса Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты испытания
- •Задание 2. Определение содержания гидратной воды Приборы и реактивы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа № 10 изучение свойств гипсового вяжущего
- •Теоретические сведения
- •Вид гипсового вяжущего в зависимости от тонкости помола
- •Вид гипсового вяжущего в зависимости от скорости схватывания
- •Марки гипсовых вяжущих
- •Области применения гипсовых вяжущих
- •Задание 1. Определение тонкости помола Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения тонкости помола гипсового вяжущего
- •Задание 2. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста
- •Задание 3. Определение сроков схватывания гипсового теста Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения сроков схватывания гипсового теста
- •Задание 4. Определение марки гипсового вяжущего Приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты определения марки гипсового вяжущего
- •Перечень нормативно-технической документации,
- •Библиографический список
- •Технология производства строительных материалов и изделий
- •3 08012, Г. Белгород, ул. Костюкова, 46
Лабораторная работа № 10 изучение свойств гипсового вяжущего
Цель работы: освоить методику определения физико-механических свойств гипсового вяжущего. Определить вид и марку гипсового вяжущего.
Теоретические сведения
Гипсовые вяжущие являются воздушными вяжущими веществами, которые после смешения с водой твердеют и длительно сохраняют прочность только на воздухе.
Гипсовые вяжущие, получаемые путем обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция, должны соответствовать техническим требованиям ГОСТ 125-79 (см. прил.). Методы испытаний регламентированы ГОСТ 23789-79 (см. прил.).
Тонкость помола гипсового вяжущего характеризуется остатком на сите № 02 (размер отверстия в свету 0,2 мм) в процентах от массы просеиваемой пробы. По тонкости помола гипсовые вяжущие делят на три вида (табл. 23).
Таблица 23
Вид гипсового вяжущего в зависимости от тонкости помола
Вид вяжущего |
Индекс степени помола |
Остаток на сите № 02, %, не более |
Грубого помола |
I |
23 |
Среднего помола |
II |
14 |
Тонкого помола |
III |
2 |
Более тонкий помол повышает скорость схватывания и твердения гипса, но одновременно увеличивает его водопотребность.
Водопотребность – количество воды, которое необходимо ввести для получения теста нормальной густоты, рассчитывается в процентах от массы гипсового вяжущего.
Взаимодействие α- и β-модификаций полуводного сульфата кальция CaSO4·0,5H2O с водой протекает с образованием двуводного сульфата кальция CaSO4·2H2O по схеме:
Теоретически для гидратации необходимо 18,6% воды от массы гипсового вяжущего вещества. Практически α-CaSO4·0,5H2O требует для получения подвижного теста 35…45% воды, а β-CaSO4·0,5H2O – 50…70%. Избыточное количество воды, оставшееся в порах затвердевшего материала, в дальнейшем испаряется и вызывает высокую пористость гипсовых изделий, достигающую 40…60% от общего объема затвердевшего гипса. Чем меньше водопотребность, тем быстрее схватывается и твердеет гипсовое вяжущее, плотнее и прочнее получается изделие.
Сроки схватывания имеют большое значение для производства гипсовых изделий, так как отдельные процессы (приготовление массы, формование, транспортирование) могут осуществляться только в определенные сроки.
Процес схватывания выражается в том, что пластичное тесто, обладающее большой подвижностью, начинает уплотняться и густеть, что отвечает началу схватывания. В дальнейшем это тесто все больше уплотняется, теряет пластичность и постепенно превращается в твердое тело, не обладающее существенной прочностью. Этот момент соответствует концу схватывания.
В зависимости от сроков схватывания различают три вида гипсовых вяжущих (табл. 24).
Таблица 24
Вид гипсового вяжущего в зависимости от скорости схватывания
Вид вяжущего |
Индекс сроков твердения |
Сроки схватывания, мин |
|
Начало, не ранее |
Конец, не позднее |
||
Быстротвердеющее |
А |
2 |
15 |
Нормальнотвердеющее |
Б |
6 |
30 |
Медленнотвердеющее |
В |
20 |
Не нормируется |
Сроки схватывания гипса зависят от свойств сырья, технологии изготовления, длительности хранения, количества вводимой воды, температуры вяжущего и воды, условий перемешивания, наличия добавок и других факторов.
Повышение температуры гипсового теста до 40…50 °C способствует ускорению его схватывания, а выше этого предела – замедлению. При температуре 90…100 °C схватывание и твердение прекращаются.
Для регулирования сроков схватывания в гипс при затворении вводят различные добавки. Для ускорения схватывания чаще всего применяют двуводный гипс CaSO4·2H2O (образует центры кристаллизации), поваренную соль NaCl и сульфат натрия Na2SO4 (усиливают растворимость полугидрата сульфата кальция в воде), вводя их в количестве 0,2…0,3% от массы полугидрата. Для замедления схватывания используют кератиновый и известково-клеевой замедлители, поверхностно-активные добавки в количестве 0,1…0,5% от массы гипса (в пересчете на сухое вещество).
Процесс твердения гипсового теста по теории А.А. Байкова делится на три периода:
1-й – растворение полуводного гипса CaSO4·0,5H2O до образования насыщенного раствора;
2-й – присоединение воды к полуводному гипсу с образованием двуводного гипса CaSO4·2H2O в виде высокодисперсных кристаллических частичек и возникновение коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием массы;
3-й – кристаллизация и твердение – характеризуется превращением геля в кристаллической сросток, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.
Рост прочности связан с кристаллизацией новообразований и ростом мелких кристаллов. Росту кристаллов и сращиванию их между собой способствуют испарение воды и высыхание твердеющей массы. При высыхании гипс, растворенный в испарившейся части воды, выпадает в виде кристаллов, которые сращивают ранее образовавшиеся игольчатые кристаллы двуводного гипса.
В обычных условиях твердеющий гипс высыхает медленно, поэтому твердение гипсовых изделий ускоряют путем сушки. Во избежание обратной дегидратации двуводного сульфата кальция температура материала не должна превышать 65 °C.
Прочность затвердевшего гипса зависит от тонкости помола и водопотребности гипсового вяжущего, влажности изделий, наличия добавок, условий хранения.
При хранении гипсового вяжущего на воздухе водопотребность несколько снижается, что сопровождается замедлением сроков схватывания и повышением прочности. Это объясняется образованием на поверхности полуводного гипса под действием влаги воздуха пленок из двуводного сульфата кальция. Можно производить «искусственное старение» гипса путем увлажнения его паром. Однако длительное вылеживание гипса на складах приводит к значительной гидратации полугидрата, что вызывает увеличение водопотребности, сокращение сроков схватывания и падение прочности.
Гипсовые вяжущие по пределу прочности образцов размером 40×40×160 мм при изгибе и сжатии после 2 ч твердения делят по ГОСТ 125-79 на 12 марок (табл. 25).
Таблица 25