II. Методическая часть

1. Оборудование и материалы

1. Прибор для определения поверхностного натяжения жидкости методом вы­давливания пузырька. |

2. Рычажный пластометр Ребиндера.

3. Технические весы.

4. Разновес.

5. Половинка резинового мяча.

6. Мешалка металлическая (деревянная),

7. Мешалка стеклянная.

8. Посуда:

а) стакан 250 мл - 1 шт;

б) стаканы 100 мл - 6 шт;

в) мерный цилиндр 10 мл - 1шт;

г) пипетка 5-10 мл мерная - 1шт;

д) мерный цилиндр 100 мл - 1 для группы;

е) пипетка.

9. Реактивы и материалы:

а) гипс строительный ~ 300 г;

б) вода дистиллированная;

в) хромовая смесь;

г) ПАВ.

Примечание: для каждого студента выдается индивидуальное поверхност- но-активное вещество.

2. Определение поверхностного натяжения

В экспериментальной части курсовой работы необходимо определить поверхностное натяжение воды и растворов ПАВ.

Любая жидкость характеризуется поверхностным натяжением. На моле ­кулы жидкости, находящиеся на поверхности, действует равнодействующая сил межмолекулярного взаимодействия, направленная внутрь жидкости. Вели­чина этой равнодействующей сил межмолекулярного взаимодействия, отнесен­ная к единице площади поверхности, называется поверхностным натяжением.

Существуют различные методы определения поверхностного натяже­ния:

• по определению высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке;

• по определению массы капель жидкости при медленном вытекании ее с конца вертикальной капиллярной трубки (сталагмометра);

• методом Ребиндера.

В данной курсовой работе поверхностное натяжение необходимо опре­делять методом Ребиндера.

Определение поверхностного натяжения методом Ребиндера или мето­дом выдавливания пузырька основано на измерении давления (или перепада давлений), которое необходимо для проталкивания пузырьков воздуха через поверхность жидкости. Чем больше поверхностное натяжение, тем это давле­ние больше.

Прибор состоит (рис.2) из сосуда (1), куда наливают воду или раствор. Этот сосуд закрыт пробкой (2) со вставленным в нее капилляром (3). Отводная трубка (4) сосуда соединена с тройником (5), к которому присоединены дели­тельная воронка (6) и вертикальный манометр (7). При выпускании воды из де­лительной воронки во всей системе создается разрежение, которое измеряется манометром. Под влиянием действующего разрежения воздух поступает в ка­пилляр и продавливается в жидкость. Наибольшее давление отвечает моменту, когда радиус пузырька равен радиусу капилляра. Это наибольшее давление фиксируется по максимальному подъему жидкости в манометре (Н).

Рис.2. Схема прибора для определения поверхностного натяжения: І — сосуд, 2 - пробка, 3 - капилляр, 4 - отводная трубка, 5 - тройник, 6 - делительная воройка, 7 - манометр.

2. Определение пластической прочности

Для изучения влияния добавок ПАВ на кинетику твердения гипсового теста необходимо определять пластическую прочность гипса.

Одной из важнейших структурно-механических характеристик мине­ральных вяжущих как вязкоупругих систем является пластическая прочность Вязкоупругие системы вначале твердения способны деформироваться под влиянием нагрузок. Скорость деформации зависит от напряжения сдвига. В твердеющем вяжущем тесте, состоящем из твердой дисперсной фазы, жидкой дисперсной фазы, существует контакт «газ - жидкость - твердое тело». Разрыв сплошности контакта приводит к разрушению системы. Напряжение сдвига, при котором происходит разрыва сплошности контакта, называется предель­ным напряжением сдвига или пластической прочностью.

Одним из основных методов определения пластической проности явля­ется определение с помощью конического пластометра МГУ.

Конический пластометр МГУ, предназначенный для исследования пре­дельного напряжения сдвига путем пенетрации (вдавливания) в материал ме­таллического конуса, устроен следующим образом (см. рис.З).

Конус (1), соединенный с рычагом (2) и индикатором (3) (детали соеди­нения опущены), погружается в твердеющую дисперсию на определенную глу­бину, которую можно регулировать, изменяя массу груза на чашке. На рабочей часги рычага подвешена чашка (6). Расстояние от точки подвеса рычага к стой­кам (8) до точки подвеса чашки (длина большого плеча рычага а<1) в наших ис­следованиях фиксировано. Малое плечо рычага ав, т.е. расстояние от оси цапф подвески до центра истока конуса, также неизменно.

В ненагруженном состоянии рабочая часть рычага уравновешивается противовесом (9) так, чтобы рычаг находился в безразличном равновесии и са­мопроизвольно не изменял своего положения.

Подвижный столик (10) укреплен на основании (11) прибора и предна­значен для приведения в контакт поверхности дисперсии и острия конуса, а также для удобства работы с дисперсиями.

Рис.З. Схема рычажного пластометра Ребиндера.

1 - металлический конус, 2 - рычаг» 3 - индикатор, 4 - линейка, 5 - хомут, б - чашка, 7 - точка подвеса рычага (цапфы не видны), 8 - стойки, 9 - противовес, 10 - подвижный столик, 11 - плита основания пластометра.

При работе с коническим пластомепром следует соблюдать такую по­следовательность операций:

1. Проверьте комплектность прибора.

2. Освободите рычаг, повернув стопорный винт на 3-4 оборота против часовой стрелки. Рычаг при этом должен остаться в равновесии.

3. Поворачивайте стопорный винт по часовой стрелке до тех пор, пока большая стрелка индикатора не совместится с цифрой “0”, а малая с цифрой “2” или

4. После подготовки дисперсии с помощью подвижного столика подведите по­верхность дисперсии к острию конуса.

5. Освободите рычаг пластометра, поворачивая стопорный винт против часо­вой стрелки на 5-10 оборотов.

6. Нагружайте чашку разновесом, начиная с малых гирь, до тех пор, пока конус не погрузится в дисперсию на ~ 5мм. (Внимание! Не перегружайте пласто- метр. Помещать на чашку груз более килограмма запрещается)

7. Определите по индикатору точную глубину погружения пластометра. На малой шкале цифры указывают миллиметры, на большой шкале деление со­ответствует 0,01 мм.

8. Вращая стопорный винт по часовой стрелке, освободите погруженную часть конуса из выемки. Опустите столик, оботрите конус ветошью, при необхо­димости очистите сосуд от дисперсии.