1. Шойын станиналы сілкігіш стол; 2- вал, 3 - кулачок, 4 – тірек, 5- көлденең диск, 6 диаметрі 300 мм айналы шыны, 7 – сілкінетін қалып.

2 Сурет – Сілкігіш стол және конус пішінді қалып

Үлгіні июге сынау үшін оны прибордың тұғыр элементтеріне оның көлденең қырлары тігінен тұратындай етіп орнатады. Ию кезіндегі беріктік шегін үш үлгіні сынаудың екі шағын нәтижесінің орташа арифметикалық мәні ретінде есептеп шығарады.

Июге сыналғаннан кейін арқалықтан қалған алты жартыкешті бірден қысымға сынайды. Арқалықтың жартысын екі пластинка арасына, дайындау кезінде қалып қабырғаларына тиіп тұрған бүйірдегі пластинка жазығында жататындай, ал пластинка тұғырлары үлгінің тегіс бетіне тығыз тиіп тұратындай етіп орнатады. Үлгіні пластинкамен қосып қысқыштың тірек пластинкасының ортасына қояды.

Жеке үлгінің қысу кезіндегі беріктік шегін қиратқыш күш салмағын пластинканың жұмыс алаңына, яғни 25см²-қа бөлудің жекелігі ретінде есептеп шығарады. Сынақ нәтижелерін кестеге енгізеді. Қысым кезіндегі беріктік шегін алты үлгіні сынаудың төрт барынша көлемді нәтижесінің орташа арифметикалық мәні ретінде есептеп шығарады. Цементтердің бірқатар түрлерінің беріктік қасиеттері 9.2-кестеде келтірілген.

Цемент маркасын үлгілерді 28 тәулік су астында қатқан соң, ию мен қысуға сынаудың қорытындылары бойынша анықтайды.

Сынау нәтижелері бойынша қорытынды

Сынақ нәтижелері бойынша төменде көрсетілген үлгіде анықталған мәліметтердің қорытынды кестесі жасалып, цементтің ұнтақталу дәрежесінің ол көрсеткіштерге әсері жайлы қорытынды жасалады.

Кесте 2

№	Көрсеткіштердің атаулары
1	Ұнтақталу дәрежесі, %
2	Қалыпты қоюлығы, %
3	Ұстасудың басталуы, сағ-мин
4	Ұстасудың аяқталуы, сағ-мин
5	Ию кезіндегі беріктігі, МПа
6	Қысу кезіндегі беріктігі, МПа

Бақылау сұрақтары:

1. Портландцементтің құрамы қандай?

2. Портландцементтің ұнтақталу дәрежесіне стандарттың талаптары?

3. Цемент қамырының қалыпты қоюлығын анықтау әдістемесі қандай?

4. Цемент қамараың ұстасу уақытын қалай анықтайды және стандарт талаптары қандай?

5. Портландцемент маркасын анықтау әдістемесі қандай?

6. Какова роль дисперсности вяжущего в процессах схватывания и твердения?

Лабораториялық жұмыс № 3

Гиграскопиялық ылғалды анықтау

Байланысқан судың түрлі формалары болады. Қосылыстардағы оның байланысу түріне қарай:

а) элементтердің гидроксидтері, бұл жағдайда су химиялық байланысқан түрде болады;

б) кристаллогидраттар, зат молекуласының құрамында Н₂О болады;

в) гидрогельдер, су коллойдты бөлшектермен байланысқан дисперсті орта қызметін атқарады;

г) қатты денелердегі адсорбцияланған су;

д) капиллярлы байланысқан су, адсорбентте майда кеуектердің болуымен сипатталады, ылғал олардағы қысым қаныққан бу қысымынан төмен болған кезде конденсацияланады.

Белгілі бір материалды беріктігі, жылуөткізгіштігі, тағы басқа да қасиеттері материалдың ылғалдылығы, су сіңіргіштігі, гигоскопиялығы сияқты суға қарым-қатынасына байланысты өзгереді. Гигроскоптылық – бұл материалдардың ауадағы су буын сіңіру процесі (сорбция). Мұнда капиллярлық конденсация, яғни капиллярларда (тар бос кеуектерде) будың сұйыққа айналуы жүреді. Егер су буының сорбциясы материалмен химиялық өзара әсерге ұласатын болса, мұндай процесс хемосорбция деп аталады. Кейде ылғалдың хемосорбциясы зиянды; осылайша цементті ұзақ сақтағанда ол белсенділігін жоғалтып, бұзылады, тіпті кейде қатып кесектерге айналады. Демек гиграскопиялық деп материалдың ылғалды ауадан ылғал сіңіру қасиеті айтылады. Гигроскопиялықтың сипаттамсы ретінде ауанын салыстырмалы ылғалдылығы 100% және температура 20 ⁰ С болған жағдайда сіңірілген ылғал массасының құрғақ материал массасына қатнасы алынған.

Материалдағы ылғал бос күйінде, немесе капиллярлы және байланысқан күйде болуы мүмкін.

Ұсақдисперсті байланыстырғыш материалдардың гиграскопиялығы оларды сақтау кезінде белсенділігінің төмендеуіне алып келуі мүмкін.

Жұмысың мақсаты: Шығу тегі әр түрлі материалдардағы гиграскопиялық ылғалдың мөлшерін анықтау.

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, шыны, саз, құм, цемент тасы, кептіргіш шкаф, шыны бюкс, аналитикалық таразы, эксикатор.

Жұмыстың барысы:

Ауада кептірілген 1 г құрғақ үлгіні бөлме температурасында 24 сағат лабораторияда ұстайды, кейін 1000 ^оС температурада тұрақты массаға дейін қыздырылған фарфор тигельге салады. Аналитикалық таразыда 0,0002 г дәлдікпен массасын өлшеп, 105-110^о С температурада кептіргіш шкафқа қояды. Кептіруді 1-3 сағат көлемінде жүргізеді (шыны мен құмды 1 сағат, сазды 2 сағат, цементті 3 сағат). Кептіргеннен кейін үлгі салынған тигельді эксткаторда кептіріп, массасын анықтайды. Содан соң тағы да 30 минут кептіріп, массасын өлшейді. Тигельдегі үлгіні массасы тұрақтанғанға дейін кептіреді. Содан соң үлгіні қыздыру кезінде масса жоғалтуды анықтау үшін қолдануға болады. Гиграскопиялық ылғалдың мөлшері төмендегі формуламен анықталады:

(g – g₁) .100

w = --------------------,

g

бұндағы g және g₁ - үлгінің кептіргенге дейінгі және кептіргеннен кейінгі салмағы,г.

Цемент тасындағы гиграскопиялық ылғалды анықтаудың ерекшелігі бар, себебі жоғары температурада кептіру кезінде цементтің қарқынды гидратациясы жүретіндіктен, қарапайым 105-110^оС кептіру әдісін цемент тасына қолдануға болмайды. Сондықтан цемент тасы үлгілерін сусыз спиртпен өңдеп, арнайы ылғалды сіңіретін зат салынға арнайы қорапта №008 електен өткенше ұнтақтайды.

Ұнтақталған цемент тасын 5 г мөлшерде алып, абсолют спиртпен өңдейді де, 100 ^оС шамысындағы температурада тұрақты массаға дейін қыздырады.гиграскопиялық ылғалды жоғарыдағы формуламен есептейді.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Сынақ нәтижелері бойынша алынған нәтижелер бойынша зерттелетін материалдың гиграскопиялыққа әсер ететін құрылымы жайлы қорытынды жасаңдар.

Бақылау сұрақтары:

1. Гиграскопиялық дегеніміз не?

2. Материалдың гиграскопиялығы оның қандай сипаттамаларына тәуелді?

3. Материалдың гигроскопиялығын анықтау әдістемесі?

4. Цементтің гигроскопиялығын неге қарапйым әдіспен анықтауға болмайды?

Лабораториялық жұмыс №4

Құрылыс материалдарының қыздыру кезінде масса жоғалтуы

Құрылыс материалдарының қыздыру кезінде масса жоғалтуына түрлі физика-химиялық процестер әсер етуі мүмкін: гиграскопиялық ылғалдың булануы, гидратталған ылғалдың булануы, заттың ыдырауы т.б.

Заттың құрамы мен оның құрылымына сәйкес қасиеттерін біле отырып, оның практикада қолдану аймағы анықталады. Құрылыс материалы ретінде қолданылатын әрбір заттың тұрақтылық аймағы бар. Құрылыс материалын қодану кезінде оған ортаның түрлі факторлары әсер етеді және сол факторлар материалдың құрамын және соған сәйкес негізгі физика-механиалық қасиеттерін өзгерту арқылы, материалдың сапасын төмендетуі мүмкін. Сондықтан материалды қолдану алдында оның жұмыс істеу ортасының түрлі факторларының әсеріне тұрақтылығын білу, құрылыс жұмыстарының тиімділігін арттыруға және құрылыс нысандарының сапасын арттыруға мүмкіндік береді.

Қазіргі кезде қолданылатын көптеген құрылыс материалдарының температуралық тұрақтылық аймақтары анықталған. Бұл өз кезегінде құрылыс бұйымдары мен конструкцияларын өндіру кезіндегі жылумен өңдеу (темірбетонды бұйымдарды өндіру кезіндегі жылуылғалды өңдеу, ұялы бетондарды өндіру кезіндегі автоклавта өңдеу, пластмассаларды алу кезінде температуралық режимдерді таңдау т.б.) параметрлерін таңдау мүмкіндігін береді. Қыздыру кезінде жүретін процестер түрлі заттарда түрліше жүреді. Мысалы:

Алюмогидросиликаттар химиялық байланысқан суды жоғалтады

Al₂O₃ ^.2 SiO₂^. 2H₂O = Al₂O₃ ^. 2 SiO₂ +2H₂O

Карбонаттарды қыздыру кезінде көмірқышқыл газы бөлу арқылы ыдырайды

CaCO₃ = CaO + CO₂

Сульфаттардың ыдырауы SO₃ бөлу арқылы жүреді

CaSO₄= CaO + SO₃

Сульфиттердің сульфатқа айналу процесі SO₂ және SO₃ арқылы жүреді. Екі валентті темірдің үш валенті темірге тотығуы кезінде аздап масса артады.

Жұмыстың мақсаты: кейбір құрылыс материалдарының қыздыру кезінде масса жоғалтуын және оған сәйкес жүретін химиялық прцестерді түсіндіру.

Қолданылатын материалдар: муфель пеші, аналитикалық таразы, фарфор тигель, тигельный эксикатор, әктас, саз, гипс, доломит, цемент тасы т.б.

Жұмыстың барысы:

Гиграскопиялық ылғалды анықтағаннан кейінгі үлгі салынған тигельді 40-60 минутқа 1000^о С температурадағы муфель пешіне қояды. Содан соң оны алдын ауада, кейіннен эксикаторда салқындатып, аналитикалық таразыда өлшейді. Қыздыруды масса тұрақтанғанға дейін жүргізеді.

Есептеулерді төмендегі формуламен жүргізеді

(g – g₁) .100

қ.м.ж. = --------------------,

g

бұндағы g –105 -110^о С температурада кептіргеннен кейінгі масса және g₁ - қыздырып масса тұрақтанғаннан кейінгі масса, г.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Зерттелетін материалдарды қыздыру кезінде жүретін химиялық процесетрді реакция теңдеулерін жазып, оларды түсіндіріп беріңдер.

Бақылау сұрақтары:

1. Материалды қыздыру кезінде масса жоғалтуы неге тәуелді?

2. Сазды шикізатты қыздыру кезінде жүретін процестер.

3. Әктасты қыздыру кезінде жүретін процестер.

4. Доломит пен магнезитті қыздыру кезінде жүретін процестер.

Лабораториялық жұмыс №5

Табиғи гипс тасын химиялық талдау

Гипсті байланыстырғыштарды өндіретін шикізат ретінде гипсті тас деп аталатын табиғи қоссулы гипс (СаSO₄2H₂O) пен табиғи сусыз гипс ангидрит (СаSO₄), сондай-ақ гипстің сазбен табиғи қосындысы ретіндегі (гажа) жыныстар пайдаланылады.

Табиғи гипс және ангидрит негізінен мономинералды тау жынысы болып табылады, оның әрқайсысының құрамында аттас минерал (гипс немесе ангидрит), сонымен бірге аздап мөлшерде кварц, карбонаттар, сазды материал, ббитумдық заттар, пирит т.б. заттар болады.

Гипс-тығыз шөгінді тау жынысы. Ол өзі аттас минералдан тұрады - CaS04 • 2Н₂0. Гипстің химиялық құрамы,массасы бойынша %: CaО – 32,6; S03 - 46,5; 2Н ₂0 - 20,9. Криталданған судан басқа гипстің құрамында гипс тасының бетінде және кеуектерде болатын гиграскопиялық ылғал болады.

Таза гипс – түссіз, мөлдір, бірақ құрамында түрлі қосымшалардың болуына байланысты сұр, сары, қоңыр, кейде қаралау түсті болады. Гипс тасының беріктік шегі 80 МПа және орташа тығыздығы 2200 кг/м³ шамасында болады.

Ангидрит сульфаттар класына жатады және негізінен сусыз кальций сульфатынан тұрады (CaS04). Таза ангидриттің химиялық құрамы, массасы бойынша %: CaО – 41,2; S03 - 58,8. Түзі ақ, сұрлау, кейде көгілдір немесе күңгірт сұр болады. Ылғалды ортада суды жайлап сіңіріп, гипске айналады.

Табиғи гипс тасы CaSO4 · гипсті байланыстырғыштарды алуға қажетті бастапқы шикізат. Табиғи гипс тасындағы гиграскопиялық ылғалдың, кристалданған судың және екісулы кальций сульфатының мөлшеріне байланысты гипсті байланыстырғыштарды өндіруге қажетті шикізаттың сапасын анықтауға болады.

Құрамындағы CaS04 • 2Н₂0 мен кристалданған судың мөлшеріне байланысты гипс тасы 4 сортқа бөлінеді. Бірінші сорттағы гипс тасы үшін CaS04 • 2Н₂0 мөлшері 95 %, кристалданған судың мөлшері -19,88 кем болмауы тиіс; екінші сорт үшін сәйкесінше – 90 және 18,83; үшінші сорт үшін – 80 және 16,74 және төртінші сорт үшін – 70 және 14,64 болуы тиіс.

Табиғи гипс тасында негізінен гиграскопиялық ылғал, гидратталған су мен екі сулы күкртқышқылды кальцийдің (СаSO₄·2H₂O) үлесі анықталады.

Жұмыстың мақсаты: табиғи гипс тасының заттық құрамын анықтау және құрамындағы гиграскопиялық ылғалдың, екі сулы күкртқышқылды кальций мен жарты сулы күкртқышқылды кальцийдің үлесін анықтау.

Гипс тасын химиялық талдау әдісі. Гипс тасын химиялық талдау оның құрамындағы гиграскопиялық ылғалдың, содан соң екі сулы күкртқышқылды кальцийдің үлесін анықтаудан басталады. Ол үшін табиғи гипс тасы ұнтақталып, №02 електен өткізілген үлгі дайындалады.

Табиғи тастағы гиграскопиялық ылғалды анықтау үшін ұнтақ гипс тасы үлгісінің табиғи ылғалдылық күйіндегі массасы m₁ анықталып, анықталған үлгіні 45-50⁰С температурада массасы тұрақтанғанша кептіріп, массасын анықтайды m₂. Гиграскопиялық ылғал төмендегі формуламен анықталады:

, %

бұндағы m₁ ылғалды үлгі массасы, m₂ құрғақ үлгі массасы.

Табиғи гипс тасы құрамындағы гидратталған судың үлесін анықтау үшін ұнтақталған 1-2г үлгіні 400⁰С температурада тұрақты массаға дейін қыздырады.

, %

бұндағы m₁ және m₂ сәйкесінше қыздырғанға дейінгі және қыздырғаннан кейінгі үлгі массасы.

Осы тәжірибе арқылы да табиғи гипс тасындағы екі сулы күкртқышқылды кальцийдің үлесін анықтауға болады.

,%

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Жүргізілген сынақ нәтижелері бойынша гипсті байланыстырғыштарды өндіруге қажетті гипс тасының сапасы жайлы қорытынды жасаңдар.

Бақылау сұрақтары:

1. Табиғи гипс тасының пайда болуы.

2. Гипс минералының химиялық формуласы.

3. Гиграскопиялық ылғалдылық қалай анықталады?

4. Гидратталған ылғал қалай анықталады?

5. Гипсті шикізаттың сапасын қандай мәліметтерге сүйеніп анықтауға болады?

Лабораториялық жұмыс № 6

Табиғи гипс тасы дегидратация өнімдерін химиялық талдау

Гипсті байланыстырғыштарды төмендегі процестердің нәтижесінде алады. Екі сулы гипсі 120-170 °С қыздырған кезде (атмосфералық қысым жағдайында) дегидратация процесі жүреді:

Бұл жағдайда β-модификациядағы CaSO4 · 0,5Н2О – құрылыс гипс түзіледі. Судың әсеріне төзімді екісулы гипстен, беттік бос энергиясы жоғары (жартысулы гипс), сумен жақсы әрекеттесетін өнім алынады (екісулы гипстің криталдық торында болған өзгерістердің әсерінен).

Екісулы гипстің дегидратация процесінің механизмі мен кинетикасы, оны жүргізудің технологиялық жағдайларына байланысты өзгереді. Егер реакцияны орат су буымен қаныққан жабық аппаратта жүргізсе, онда су гипстен тамшылы-сұйық күйде бөлініп, α-модификациядағы CaSO4 · 0,5Н₂О (жоғарыберікті "медициналық" гипс) түзіледі :

Удельная поверхность у частичек β-модификациядағы гипс бөлшектерінің меншікті беті, α-модификациямен салыстырғанда 2,5-5 есе артық болады, соған сәйкес, суқажеттілігі жоғары, бірақ қатайғаннан кейінгі өнім беріктігі төмен болады (гидратацияланғаннан кейін). CaSO4 · 0,5Н₂О α-модификациясы гидратталған өнімінің беріктігі 60-70 МПа болуы мүмкін.

Гипс тасын жоғары температурада күйдіру (600 – 800°С) ангидридті байланыстырғыш алады:

.

Бұл байланыстырғышты табиғи ангидритті ұнтақтап, құрамына белсендіргіштерді қосу арқылы да алуға болады.

900-1000°С температурада тотықсыздандырғыш ортада күйдіру арқылы эстрих-гипс (кальцилендірілген гипс) алады. CaSO₄ ангидриттің негізгі бөлігі бұл жағдайда өзгермейді, ал аздаған бөлігі (10-20%) кальций тотығына ауысады (CaSO₄ бетінде).

Гипсті байланыстырғышта гидратталған су, жарты сулы күкртқышқылды кальций (СаSO₄·0,5H₂O) мен сусыз күкртқышқылды кальцийдің (СаSO₄) үлесі анықталады.

Гипсті байланыстырғыштарды химиялық талдау үшін негізгі екі көрсеткішті білу қажет: жартысулы кальций сульфатының мөлшерін және ерігіш ангидритті – сусыз кальций сулфатының мөлшерін.

Жұмыстың мақсаты: құрылыс гипсінің сапасын анықтау

Қондырғылар мен материалдар: кептіргіш шкаф, аналитикалық таразы, фарфор тигель, тигельді эксикатор, фарфор немесе металл кесе, ас тұзы, су, құрылыс гипсі

Жұмыстың барысы:

Гипсті байланыстырғыш химиялық талдау үшін негізгі екі нәрсені білу қажет: жарты сулы күкртқышқылды кальций (СаSO₄·0,5H₂O) мен еритін сусыз күкртқышқылды кальцийдің (СаSO₄) үлесі.

СаSO₄·0,5H₂O гипстегі үлесі, алдын ала 45-50⁰С температурада тұрақты массаға дейін кептірілген 1,5-2г ұнтақталған гипсті суда қатыру арқылы анықтайды. Жарты сулы гипс сумен әрекеттесіп, екі сулы гипске айналады.

Қатайған өнімді 45-50⁰С температурада тұрақты массаға дейін кептіріп, массасын өлшейді де, төмендегі формуламен СаSO₄·0,5H₂O үлесін анықтайды.

,%

бұндағы m₁ бастапқы үлгінің массасы, m₂ гидратталған гипсті кептіргеннен кейінгі үлгі массасы.

Гипстегі еритін ангидриттің үлесін, 1,5-2г жарты сулы гипс үлгісін 24-30 сағат бойы ас тұзының концентрациялы ерітіндісінің үстінде ұстау арқылы анықтайды. Сдан соң тағы да үлгінің массасын анықтап, СаSO₄ үлесін төмендегі формулаға сәйкес есептейді:

,%

бұндағы (m₂ – m₁) үлгінің салмақ қосуы, m₁ үлгінің бастапқы массасы.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Жүргізілген сынақ нәтижелері бойынша гипсті байланыстырғыштардың сапасы жайлы қорытынды жасау.

Бақылау сұрақтары:

1. Дегидратация процесі немен сипатталады?

2. Гипсті байланыстырғыштардың түрлері.

3. Құрылыс гипсінің өндірісі.

4. Жоғарыберікті гипс өндірісі.

5. Ангидритті байланыстырғыш өндірісі.

6. Эстрих-гипс өндірісі.

7. Гипстегі жартысулы гипс мөлшерін қалай анықтайды?

8. Гипстегі еритін ангидриттің мөлшерін қалай анықтайды?

Лабораториялық жұмыс № 7

Судың кермектілігін анықтау

Судың кермектілігі – оның сапасын анықтаушы көрсеткіштердің бірі. Табиғи сулардың кермектілігі олардағы кальций және магний тұздарының болуына байланысты. Ол Са²⁺ және Мg²⁺ иондарының бір литр судағы жалпы милимоль мөлшерімен бейнеленеді. Кермектілік екі топқа жіктеледі: уақытша және тұрақты.

Уақытша (карбонатты) кермектілік К_у, негізінен, суда кальций және магний гирокорбанаттары Са(НСО₃)₂ мен Мg(НCО₃)₂ болуымен сипатталады, олар суды қайнатқан кезде ерімейтін тұздарға айналады және қатты тұнба түрінде тұнады:

Са(НСО₃)₂  СаСО₃  СО₂  Н₂О

Мg(НСО₃)₂  МgСО₃  СО₂  Н₂О

Тұрақты (корбанатты емес) кермектік К_т судағы кальций және магний хлоридтері, сульфаттары, нитраттары мөлшерімен анықталады, олар суды қайнатқан кезде де ерітіндіде еріген күйде болады.

Судың уақытша және тұрақты кермектілігінің қосындысы жалпы кермектілікті береді.

Табиғи сулар жалпы кермектілік бойынша: жұмсақ (Қ_у  2); орташа кермек (Қ_у 210) және кермек (Қ_у  10) суларға жіктеледі.

Суды жұмсарту. Суға кермектілік беретін кальций және магний қосылыстарынан тазалау, суды жұмсарту деп аталады. Суды жұмсартудың ең тиімді әдістерінен бірі әкті-содалы әдісті фосфатты әдіспен үйлестіру болып табылады. Жұмсарту процесі төмендегі процестерге негізделген:

1. уақытша кермектілікті жою, темір иондарын жою және СО₂ байланыстыру үшін сөндірілген әкпен өңдеу:

Са(НСО₃)₂  Са(ОН)₂  2СаСО₃  2Н₂О

Мg(НСО₃)₂  2Са(ОН)₂  2СаСО₃  Мg(ОH)₂  2Н₂О

FеSО₄  Cа(ОH)₂  Fе(ОH)₂  CаSО₄

CО₂  Cа(ОH)₂  CаCО₃  H₂О

2. тұрақты кермектілікті жою үшін кальцилендірілген содамен өңдеу:

3. Cа^2 және Мg^2 иондарын толық тұндыру үшін тринатрийфосфатпен өңдеу:

3Са(НСОз)₂  2Nа₃PО₄  Cа₃(РО₄)₂  6NаHCО₃

3МgCl₂  2Nа₃PО₄  Мg₃(PО₄)₂  6NаCl

Кальций және магний фосфаттарының ерігіштігі өте төмен болғандығы, фосфатты әдістің тиімділігін қамтамасыз етеді.

Қазіргі кезде суды жұмсарту, тұзсыздандыру және кремнийсіздендіру үшін ион алмасу әдісі кеңінен қолданылуда. Ол әдістің мазмұны, қатты дене – ионит – электролит ерітіндісіндегі оң және теріс зарядты иондарды эквивалент мөлшердегі сондай зарядталған басқа иондармен алмастыру арқылы жүреді. Алмастырылатын иондар заряды түріне қарай иониттер – катиониттер және аниониттерге бөлінеді.

Катиониттер – негізінен суда ерімейтін заттар болып, суда ерімейтін анионды тұз немесе қышқыл күйінде болады; иониттегі катиондар (натрий немесе сутегі) белгілі бір жағдайда ерітіндідегі катиондармен алмасу реакциясына түседі. Ондай катиондар – Nа-катиониттер немесе Н-катиониттер деп аталады.

Аниониттер – кермек суда ерімейтін катиондардың негізері немесе тұздары. Аниониттер құрамында белсенді гидроксил тобы болады (ОН-аниониттер).

Nа-катиониттері ретінде алюмосиликаттар: глауконит, цеолит, пермутит және басқалар; Н-катиониттер ретінде – сульфокөмір, синтетикалық шайырлар қолданылады. ОН-аниониттерге құрамы күрделі синтетикалық шайырлар, мысалы карбамидтер қолданылады.

Ерітінді мен ионит арасындағы ион алмасу гетерогенді сипатқа ие химиялық реакция болып табылады. Ион алмасу әдісімен тазаланған судағы қоспалар тұнба түзбейді және бұлай өңдеу кезінде компоненттерді үнемі қосып тұру талап етілмейді.

Иониттердің негізгі сипаттамаларының бірі алмасу сыйымдылығы деп аталады, ол иониттің белгілі бір жағдайда белгілі мөлшердегі иондарды жұтуын көрсетеді. Алмасу сыйымдылығы ионитті фильтрлер жұмысшы циклының ұзақталағымен анықталады. Иониттің алмасу сыйымдылығы белгілі бір шекке жеткен соң, оны қалпына келтіріу процесі жүреді (қарсы құрамдағы ион алмасу процесін жүргізу арқылы).

Катионды жұмсарту процесінің негізінде катиониттердегі натрий және сутегі иондарының Са^2 және Мg^2 иондарына алмасу реакциясы жүреді. Натрий иондарының алмасуы Nа –катиондалу, сутегі иондарының алмасуы Н-катиондалу деп аталады:

2RNа^  Cа^2  R₂Cа^2  Nа^

2RNа^  Мg^2  R₂Мg^2  Nа^

бұндағы R – комплексті матрицалар және ион алмасу реакциясына қатыспайтын функционалды топтар (бір валентті деп алған).

Н-катиондалуда катион алмасу төмендегі реакция бойынша жүреді:

2RН^  Cа^2  R₂Cа^2  Н^

2RН^  Мg^2  R₂Мg^2  Н^

RН^  Nа^  RNa^  Н^

Катиониттердегі алмасу сыйымдылығы белгелі бір шекке жеткен соң, олар NaCl немесе күкірт қышқылы H₂SО₄ ерітінділерімен жуу арқылы қайта қалпына келтіріледі.

Катионитті NаCl ерітіндісімен қайта қалпына келтіруде төмендегі реакциялар жүреді:

R₂Cа^2  nNа^  2RNа^  Cа^2  (n - 2)Nа^

R₂Мg^2  nNа^  2RNа^  Мg^2  (n - 2)Nа^

бұндағы (n–2) – стехилметрикалық шамамен салыстырғанда артықша алынған NаCl.

Н-катион фильтрінің қайта қалпына келтіру 1-1,5% ті күкірт қышқылы ерітіндісімен төмендегі реакцияларға сәйкес жүреді:

R₂Cа^2  nН^  2RН^  Cа^2  (n - 2)Н^

R₂Мg^2  nН^  2RН^  Мg^2  (n - 2)Н^

RNа^  nН^  RН^  Nа^  (n - 1)Н^

Анионит қабаттары арқылы суды фильтрлеу кезінде төмендегі реакцияға сәйкес жүретін аниондардың сорбциясы жүреді:

RОH^-  Cl^-  RCl^-  ОH^-

2RОН^-  SО₄^2-  R₂SО₄^2-  2ОH^-

Анионитті фильтрлердің қайта қалпына келуі, негізінен, 4% ды NаОН ерітіндісімен төмендег реакцияға сәйкес жүргізіледі:

RCl^-  nОH^-  RОH^-  Cl^-  (n – 1)ОH^-

R₂SО₄^2-  nОH^-  2RОH^-  SО₄^2-  (n – 2)ОH^-

Жұмыстың мақсаты: Судың кермектілігін анықтау және кермектілікті жоюдың түрлі тәсілдерінің тиімділігін анықтау.

Қондырғылар мен материалдар: лабораториялық иономер, суды қайнатуға қажетті ыдыс, электр плитасы, әр түрлі су (бұлақ, жаңбыр, өзен, су жүйелерінен алынған сулар).

Жұмыс барысы:

1. Лабораториялық иономердің көмегімен әр түрлі сулардың кермектігін анықтау.

2. Суды 15-20 минут көлемінде қайнатып, лабораториялық иономер көмегімен кермектілігін анықтау.

3. Ион алмасу әдісімен судың кермектілігін жойып, лабораториялық иономер көмегімен кермектілігін анықтау.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Сынақ нәтижелері бойынша әр түрлі сулардың кермектілігі жайлы және оны жұмсарту тәсілдерінің кермектік көрсеткішіне әсері жайлы қорытынды жасау.

Бақылау сұрақтары:

1. Қандай тұздар табиғи судың кермектілігін сипаттайды?

2. Табиғи суларды жұсарту үшін, оның құрамынан қандай иондарды жою қажет. Қандай иондарды ендіру арқылы суды жұсартуға болады?

3. Судың қандай кермектілігі уақытша кермектілік деп аталады?

4. Судың қандай кермектілігі тұрақты кермектілік деп аталады?

5. Кермектілікті жою тәсілдері. Олардың жетістіктері мен кемшіліктері.

6. Судың кермектілігі бетонның қатаюуы мен ұстасуына қалай әсер етеді?

Лабораториялық жұмыс № 8

Байланыстырғыш заттар ерітіндісінің рН көрсеткішін анықтау

Таза су әлсіз электролит ретінде аз болса да иондарға диссоцияциаланады:

Бір молекула су диссоцияциаланғанда бір және бір иондары түзілсе, 1 л суда моль диссоцияциаланғанда г-ион және г-ион түзіледі.

Әрекеттесуші массалар заңына сәйкес судың диссоцияциалану константасы:

Судағы диссоцияциаланбаған молекулалар саны [Н⁺] және [ОН^-] пен салыстырғанда көп болғаны үшін [Н₂О] мөлшері өзгермейді деп қарастыруға болады, 1 л суда 1000 / 18 = 55,56 моль су бар.

Сондықтан бұл константа судың иондық көбейтіндісі деп аталып, түрінде жазылады.

Осылайша, 1л суда [Н⁺] және [ОН^-] концентрациялары да ге тең болады. Демек 22⁰С да судың иондық көбейтіндісі не тең болып, осы температурада өзгермейді.

Таза суда, [Н⁺]·[ОН^-]=10^-14 тең, яғни [Н⁺] және [ОН^-] иондарының концентрациялары тең болады, сондықтан су бейтарап зат. Судағы әр түрлі ерітінділерде [Н⁺] және [ОН^-] концентрациялары өзгеруі мүмкін, , бірақ та олардың көбейтіндісі өзгермейді.

Егер суда белгілі бір затты еріткенде [Н⁺] және [ОН^-] иондарының концентрациясы тең болса, ерітінді бейтарап болады. Суға қышқыл қосылса, онда[Н⁺] концентрациясы артып кетеді. Бірақ та [Н⁺] және [ОН^-] концентрацияларының көбейтіндісі өзгермейтіндіктен [Н⁺] концентрациясы артқанда [ОН^-] концентрациясы азаяды. Бұл жағдайда [Н⁺] нің концентрациясы ден көп болады. Бұндай ерітіндінің ортасы қышқылдық болады.

[Н⁺] = [ОН^-] – бейтарап орта

[Н⁺] >[ОН^-] – қышқылдық орта

[Н⁺] < [ОН^-] – сілтілі орта

Кез елген ерітіндіде [Н⁺]·[ОН^-]=10^-14 болған жағдайда, оның ортасын анықтау үшін [Н⁺] немесе [ОН^-] концентрациясын білу жеткілікті. Ерітінді ортасын негізінен [Н⁺] нің концентрациясымен бейнелеу қабылданған.

[Н⁺] = 10^-7 – бейтарап орта

[Н⁺] > 10^-7 – қышқылдық орта

[Н⁺] < 10^-7 – сілтілі орта

Егер ерітіндегі [Н⁺] = 10^-5 болса, [ОН^-] мәнін анықтауға болады: [ОН^-] = 10^-9, ерітіндінің ортасы қышқылдық.

Егер ерітіндегі [Н⁺] = 10^-9 болса, онда [ОН^-] = 10^-5, ерітіндінің ортасы сілтілі орта болады.

Сутектік көрсеткіш (рН). Жоғарыдағы сандарды есептеулерде қолдау қйын болғандықтан, [Н⁺] иондары концентрациясының теріс мәнмен алынған ондық лагорифмі қолданылады және ол сутектік көрсеткіш деп аталып, рН таңбасымен белгіленеді.

рН=-lg[Н⁺]

Мысалы: [Н⁺] = 10^-7 болса, ол жағдайда рН=-lg[10^-7]=-(-7)=7 тең болады, бұл бейтарап ортаны көрсетеді. Егер [Н⁺] = 10^-3 болса, ол жағдайда рН=-lg[10^-3]=-(-3)=3 тең болады бўлади, бұл қышқылдық орта. [Н⁺] = 10^-9 болса, ол жағдайда рН=-lg[10⁹³]=-(-9)=9 тең болады бўлади және орта сілтілік болады.

Белгілі бір ерітіндіде рН=5 болса, онда рОН=9 болади.

Ерітінділерді, жалпы химиялық реакияларды оқып үйренуде реакция ортасының, яғни рН маңызы ерекше. Мысалы, минералды байланыстырғаш заттардың гидратациялану реакциясы әлсіз негіздік ортада жақсы жүреді. Бетон және темірбетонды бұйымдардың коррозиясы қышқылдық ортада қарқынды жүреді. Осылайша әрбір процестің жүру ортасын біле отырып процестерді басқаруға болады.

Ерітінділердің (рН) сутектік көрсеткіші арнайы рНметр немесе иономерлердің көмегісен анықталады. Зерттелетін ерітіндіге 2 электродты салады: индикаторлы (шыны) және салыстыру электроды. Сутегі ионының концентрациясына байланысты, электродтарда әр түрлі электрқозғаушы күш пайда болып, олар қарсы бағытталған ЭҚК теңестіріледі және өлшенеді. Зерттелетін ерітінді ретінде қатты заттардың ерітіндісі алынады. Сонымен бірге гидратацияланушы цемент пасталары мен басқа да байланыстырғыш заттардың рН көрсеткішін анықтауға болады.

Байланыстырғыш заттар ерітінділері ортасының рН көрсеткішін білу химиялық құрамы өзгермелі шикізаттық материалдар негізінде бетондардың оңтайлы құрамын анықтауға, шикізаттық материалдардың құрамындағы кремний қос тотығы, әк сияқты компоненттердің ерігіштігін болжауға мүмкіндік береді.

Жұмыстың мақсаты: байланыстырғыш заттар ерітіндісінің рН көрстекішін анықтау

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, әк, құрылыс гипсі, әктасты-кремнеземді байланыстырғыштар, су, лабораториялық иономер, сфера пішінді кесе, өлшегіш ыдыс.

Жұмыстың барысы:

Әр түрлі байланыстырғыштардың судағы ерітіндісін дайындау (цемент, әк, құрылыс гипсі, әктасты-кремнеземді байланыстырғыштар). Әр ерітінді үшін ортаның негізділігін анықтау.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Жүргізілген сынақ нәтижелеріне сүйеніп, химиялық құрамы түрліше байланыстырғыштардың рН ортасын анықтау.

Бақылау сұрақтары:

1. Ортаның рН көрсеткіші дегеніміз не?

2. Байланыстырғыш заттар ерітінділерінің рН көрстекіші қалай анықталады?

3. Ортаның рН көрсеткішін анықтаудың маңызы неде?

4. Байланыстырғыш заттардың қатаюы мен ұстасуы үшін және дайын бұйымдардың жұмысы үшін ортаның рН көрсеткішінің қандай әсері бар?

Лабораториялық жұмыс № 9

Қатаю мен ұстасуды реттеуші қоспалармен бетон құрамын таңдау, қоспаладың цемент пен бетонның беріктігіне әсерін зерттеу

Бетонның қатаюы мен ұстасуын реттеуші қоспалар қатю мен ұстасуды жылдамдатушы және баяулатушы қоспалар болып жіктеледі.

Құрылыс индустриясында әр кезде де үздіксіз бетондау жұмыстарын ұйымдастыру мүмкін емес. Көп жағдайда конструкцияны бетондауда үзіліс болады. Бұл жағдайда құрылыс алаңдарында «жұмысшы жамау» жасау қажет болады.

Жұмысшы жамау - конструкцияның беріктігіне әсер етуші ең осал орын болып табылады. Бұндай жұмысшы жамауды болдырмаудың негізгі жолдарының бірі алдыңғы құйылған беттонның қатаюы мен ұстасу мерзімін баяулату болып есептеледі.

Ұстасу мен қатаюды баяулатушы қоспалардың негізгі әсері клинкер минералдарының гидролизі мен гидратациясын төмендетуден тұрады, яғни ерітіндіге бос әктің бөлінуін төмендетіп, цемент дәндері және олардың гидраттарының бір-біріне жақындап коагуляциялану процесін төмендетеді.

Цемент қамырының ұстасуы С₃S алиттен бөлініп шығатын Са(ОН)₂ -ні тез байланыстыруға мүмкіндік беретін қоспаларды қолдану арқылы, клинкер минералдарының гидролизі мен гидратациясына кедергі жасамастан-ақ төмендетуге болады.

ГОСТ 24211-91 талаптарына сәйкес ұстасу мен қатаюды баяулатушы қоспалар бетон араласпасының жылжымалылығын жоғалту уақытын 2 есеге арттыруы қажет (20-22⁰ С тем-а).

Бұл қоспалар 7 тәулік мерзімдегі бетон беріктігін 30% төмендетеді. Бірақ жобалық 28 тәуліктік мерзімде бетонның беріктігін арттырып, өткізгіштігін төмендетеді.

Қазіргі кезде құрылыс практикасында кеңінен қолданылатын ұстасу мен қатаюды баяулататын қоспалар:

1. Нитрилотриметиленфосфон қышқылы НТФ;

2. Сүт сары суы;

3. Натрий глюканаты т.б.

Ұстасу мен қатаюды жылдамдатушы қоспалар құралмалы темірбетон технологиясында кеңінен қолданылады.

Бұл қоспалар бетонның қатаюын жылдамдата отырып:

а) бетонды жылуылғалды өңдеу уақытын азайтады;

б) қалыптанған бетондардың қалыпта болу уақытын азайтады;

в) цементтің шығынын 12.....15% төмендетуге мүмкіндік береді;

г) ауа-райы суық мезгілде бетондау мүмкіндігін береді.

Ұстасу мен қатаюды жылдамдататын қоспалар тиімділігінің негізгі критериі болып, ұстасу процессін 25% дейін жылдамдатуы қабылданған. ГОСТ 24211-91 талабына сәйкес бұл қоспалар 1 тәуліктік мерзімдегі бетон беріктігін 20% және одан көп жоғарлатуы тиіс.

Қазіргі кезде құрылыс индустриясында мына қоспалар кеңінен қолданылады.

1. Поташ П

2. Кальций хлориді ХК-СаСl₂ -XK

3. Кальций нитраты-НК-Са(NO3)₂

4. Кальций нитрат,нитрип КНН-СаNO₃ NO₂

5. Натрий сульфаты СН-Na₂ SO₄

6. Натрий нитраты HH-NaNO₃

7. Натрий хлориді XH NaCl

Ұстасу мен қатаюды жылдамдатушы қоспалардың негізгі әсері мынадай: цементтің гидратациялану процессін белсендіре отырып, гельдің жылдам қалыптасуын, соның есебінен сұйық фазаның көп мөлшерін өзіне жинап, соның есебінен жылдам ұстасу мен цемент тасы беріктігінің тез артуын қамтамасыз етеді.

Бұл қоспалар әсер ету механизміне байланысты екі топқа жіктеледі:

1) Тұтқыр затпен бірдей Са²⁺ иондары бар электролиттер. Негізінен бастапқы уақытта тұтқыр заттың ерігіштігін гидратациялануын және қатаюын жылдамдатады, сонымен бірге түзілген жаңа фазаның дисперстілігін арттырады.

Бірінші топтағы қоспалардың үшкомпонентті КННХ қолданған тиімді. Бұл жағдайда алиттің потенциалдық мүмкіндіктерін толық пайдалануға мүмкіндік беретін кальций гидрохлоральюминаты кристалданады. Сұйық фазадан Сl^- иондарын жылдам шығару бұл қоспаны арматура үшін қауіпсіз етеді.

Екінші топтағы электролиттер (П, СН, ХН, НН₁, ТН, ТНФ) минералды тұтқырлармен әрекеттесе отырып, аз еритін және аз диссоциацияланатын кешенді қосылыстар түзеді. Реакциялардың сипатына қарай бұл қоспалар екі топқа жіктеледі: қосылу реакциясына түсетін және алмасыу реакцияларына қатысатын.

Екінші кластағы қоспалар мен цемент құраушыларының арасында жүретін қосылу реакциясы нәтижесінде бетон құрылымы беріктігі мен өткізбеушілік қасиетінің артуы байқалады. Бұл негізінен қоспалардың әрекеті нәтижесінде түзілген гидраттардың қос тұздары мен гидроксотұздардан тұратын алғашқы құрылымдық каркастың жылдам түзілуі және кейіннен олардың кальций гидросиликаттарымен өсуі нәтижесінде болады. Алғашқы құрылымдық каркастың болуы, қос тұздар негізінде цемент тасының негізгі силикатты құраушыларының кристалдануын жеңілдетіп, бетонның беріктігін арттырады.

Алмасу реакциясына түсетін қоспалардың әсері түрліше болады. Олардың қатысында цемент тасының меншікті бетінің ауданы артып, кеуектердің өлшемі кішірейеді. Микрокеуекті құрылымның дамуымен ылғалды адсорбциялық күштермен байланыстыру қарқындылығы артады. Қоспаның концентрациясына байланысты адсорбциялық байланысқан ылғалдың мөлшері 1,1-1,3 есе артады.

Ұстасу мен қатаюды жылдамдататын қоспалар жұмысшы концентрациялы ерітінді ретінде қолданылады.

Қатаюды жылдамдатушы қоспалар цементтің гидратациясын қарқындатып және цемент тасы құрылымының қалыптасуына қолайлы әсер ете отырып төмендегідей тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді:

• жылжымалылығы бірдей араласпаларда, бетон араласпаларының жылжымалылығын 2-4см – ге, ал судың шығынын 2-3% ға төмендетуге мүмкіндік береді;

• жылжымалылығы жоғары қоспаларды алу жағдайында, үлгілерді жылуылғалды өңдеуден соң бетонның қысуға беріктігін 5-10% ал жылжымалылығы бірдей бетондар алу кезінде 10-20% арттыруға мүмкіндік береді(цемент пен судың шығынын төмендетпестен);

• беріктігі бірдей бетондарды алу кезінде цементтің шығынын 5....10% төмендетуге мүмкіндік береді;

• беріктігі бірдей бетондар немесе жылжымалылығы бірдей бетон араласпаларын алу кезінде, бетонның аязғатөзімділігі бойынша маркасын 0,5...1 маркаға арттыруға мүмкіндік береді;

• бетонның суөткізбеуі бойынша маркасын 0,5...1 маркаға арттыруға мүмкіндік береді.

Жұмыстың мақсаты: қатаю мен ұстасуды жылдамдататын қоспалармен цемент ерітіндісінің оңтайлы құрамын таңдап, клинкер минералогиялық құрамының қоспа мөлшеріне әсерін зерттеу

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, гидравликалық қатаюға арналған ванна, сілкітуші стол, МИИ-100 машинасы, гидравликалық пресс

Жұмыс барысы:

Түрлі минералогиялық құрамдағы цементтерге қатаю мен ұстасуды жылдамдатушы қоспалардың әсерін зерттеу және оңтайлы шамасын анықтау үшін құрамында тез қатаятын минералдары аз, орташа және көп болатын түрлі минералогиялық құрамдағы клинкер үлгілерін алады. №2 лабораториялық жұмыста көрсетілген әдістеме бойынша құрамындағы жылдамдатушы қоспаның түрі мен мөлшері әр түрлі болатындай етіп цемент ерітіндісінен біренеше үлгілер дайындайды (мысалы 0; 1; 1,5; 2).

Қалыпты жағдайда қатайған соң (7 тәулік ішінде) үлгілердің берікткгкн анықтайды. Алынған нәтижелер қоспа түріне сәйкес арнайы кестеге ендіріліп, қоспа мөлшерінің қатаю мен ұстсуға әсері жайлы график (қоспа мөлшері-беріктік) сызады. Графикті нақты бір қоспа түрі үшін жасап, оған түрлі минералогиялық құрамдағы цементтерді сынау нәтижелерін ендіру қажет.

Сынақ нәтижелерін түмендегі үлгіде кестеге ендіріңдер.

Кесте 3

Цемент				Қоспа мөлшері, %	Қысу кезіндегі беріктік шегі, кг/см2
№	Минералдардың мөлшері, %
	C3S	C3A	C2S
1				0 1
				1,5
				2
2				0
				1,5
				2

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Сынақ нәтижелері бойынша нақты цемент түрі үшін қоспаның оңтайлы құрамы жайлы қорытынды жасап, қоспа мөлшерінің клинкердің минералогиялық құрамына тәуелділігін талдаңдар.

Бақылау сұрақтары:

1. Қатаюды жылдамдатушы қоспалар қандай мақсатта қолданылады?

2. Қатю мен ұстасуды жылдамдатушы қоспалардың техника-экономикалық тиімділігі.

3. Клинкердің минералогиялық құрамының қоспаның мөлшеріне әсері қандай?

4. Қатаю мен ұстасуды жылдамдатушы қоспалардың әсер ету механизмі қандай?

5. Қатаюды жылдамдататын қоспалармен бетон құрамын таңдау ерекшеліктері.

Лабораториялық жұмыс № 10

Қатаю мен ұстасуды реттеуші қоспалармен бетон құрамын таңдау, қоспаладың цементтің қатаю жылдамдығына әсерін зерттеу

Жұмыс мақсаты: қатаюды жылдамдатушы қоспалардың цементтің қатаю жылдамдығына әсерін зерттеу.

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, гидравликалық қатаюға арналған ванна, сілкітуші стол, МИИ-100 машинасы, гидравликалық пресс

Жұмыс барысы:

Әр түрлі цементпен қоспамен цементті-құмды араласпа негізінде бірнеше үлгілер сериясын дайындайды. Қоспа түрін 7 лабораториялық жұмыс нәтижелеріне сәйкес, цементтің нақты осы түрі үшін тиімді болған қоспа түрін таңдайды.

Қалыпты жағдайда кепкен үлгілердің әр сериясының 1; 3; 7; 14 және 28 тәулік мерзімдегі қысу беріктігін анықтайды. Үлгілерді алдыңғы лабораториялық жұмысқа ұқсас дайындап, сынайды.

Сынақ нәтижелерін кестеге енгізіп, уақыт-беріктік кординаттарындағы графикпен бейнелейді.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытындылар

Қатаюды жылдамдатышы қоспалардың мөлшеріне сәйкес цементтің қатаю жылдамдығының өзгеруі жайлы қорытынды жасап, нақты бір қатаю мерзімі үшін қоспаның оңтайлы мөлшерін анықтау.

Бақылау сұрақтары:

1. Михаэлис бойынша цементтің қату теориясы.

2. Ле-Шателье бойынша цементтің қату теориясы.

3. Байков бойынша цементтің қату теориясы.

Лабораториялық жұмыс № 11

Қатаю мен ұстасуды реттеуші қоспалармен бетон құрамын таңдау, қоспаладың цементтің цемент қамырының реологиялық қасиеттеріне әсерін зерттеу

Жұмыстың мақсаты: қатаюды жылдамдатушы қоспалардың цемент қамырының реологиялық қасиеттеріне әсерін анықтау

Қатаюды жылдамдатушы қоспалар цемент гидратациясы өнімдерінің желімдегіш заттарының тез жинақталуына ықпал етеді. Сондықтан қатаюды жылдамдатушы қоспалар, цемент қамырының аққыштығын арттырып, оның реалогиялық қасиеттеріне оңтайлы әсер етуі тиіс. Аққыштықты тұрақты сақтаған кезде бұл қоспалар, цементтің сусұранысын біршама төмендетіп, басқа барлық жағдайлар бірдей болғанда цемент тасының беріктігін арттыруы тиіс.

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, су, сфера тәрізді ыдыс, Вика приборы

Жұмыс барысы:

Қатаюды жылдамдатушы қоспалардың цемент қамырының икемді-тұтқыр қасиеттеріне әсерін анықтау үшін, қалыпты қоюлықты анықтайтын стандартты әдістен пайдалануға болады. Стандартты әдісті қолдану кезінде цемент қамырын қоспаның түрлі мөлшерімен дайындап, қалыпты қоюлықтағы цемент қамырын дайындауға қажетті су мөлшерін цемент массасына сәйкес процентпен анықтайды. Нәтижелерді кестеге ендіріп, график түрінде бейнелейді (сусұраныстың қоспа мөлшеріне тәуелділігін сипаттайтын.

Сынақ нәтижелері бойынша қорытынды

Жүргізілген сынақ нәтижелері бойынша цементтің әр түрі үшін цемент қамыры қалыпты қоюлығының қатаюды жылдамдататын қоспалардың мөлшеріне байланысты өзгеруі жайлы қорытынды жасаңдар.

Бақылау сұрақтары:

1. Қатаюды жылдамдатушы қоспалардың әсер ету механизмі.

2. Цементтің қатаюын жылдамдататын қоспаларды қолданған кезде цемент тасы мен бетонның беріктігі ненеің есебінен артады.

3. Цемент пен бетон араласпасының реалогиялық қасиеттері қалай анықталады.

Лабораториялық жұмыс № 12

Пластификациялаушы қоспалармен бетон құрамын таңдау және қоспаның бетон және цемент араласпаларының реалогиялық қасиеттері мен цемент пен бетонның берікткгкне әсерін зерттеу

Пластификациялаушы қоспалар бетонның беріктігін төмендетпей, оның жылжымалылығын бірнеше есе арттыру қабілетіне ие.

Суперпластификаторлар мен күшті пластификациялаушы қоспалар өзінің табиғаты бойынша анионбелсенді, құрамында хлорлы топтары мол каллоидты өлшемдегі органикалық заттар. Сұйылтқыш қоспалар цемент дәндерімен жаңа түзілімдерде адсорбцияланған күйде суды тебу эффектісін тудырады. Гидраттар мен цемент дәндері бетіндегі зарядтың сипатымен тізбектің пішіміне негізделген бұл эффект, бетон және ерітінді араласпаларының ұзақ мерзімді сақталуын қамтамасыз етеді. Суперпластификаторлардың мұндай механикалық әсері бетон араласпасының жылжымалылығын 3-4 есе арттырады. Суперпластификаторлардың әсері 2-3 сағатпен шектеледі, бастапқы гидратация процессінің баяулауы мен коагуляциялық құрылымының қалыптасуынан соң, бетонның қатаюының жылдамдауы басталады.

Суперпластификаторларды бетон араласпаларына сулы ерітінді түрінде жұмысшы ерітіндіге, цемент массасының 0,7-1,5% мөлшерінде ендіреді. Оған қосымша жоғары алюминатты цементтер үшін суперпластификаторлардың мөлшері көп болуы тиіс.

Суперпластификаторлар негізінен синтетикалық полимерлік заттар, сондықтан қымбат. Бірақ оларды қолдану цементті 50 кг/м³ үнемдеуге мүмкіндік береді.

Орташа пластификациялаушы қоспалар негізінен гидрофильді, тізбектерінің құрамында полярлы топтары көп органикалық заттар.

Цемент бөлшектеріне адсорбцияланған кезде полярлы топтардың негізгі бөлігі қатты фазаға емес, сыртқа бағытталған болады. Мұндай адсорбциялану негізінен цемент дәнінің бастапқы фазасына әсер етеді. Түзілген қабықша моно немесе бимолекулярлы болуына қарамастан, алысқа әсер ететін вандерваальстік күштердің әсерінен өзінің айналасында судың қалың қабатын ұстап тұра алады. Соның салдарынан қатты бөлшектердің арасында үйкелу коэффициентін төмендететін гидродинамикалық смазка пайда болады.

Жұмыстың мақсаты: Түрлі минералогиялық құрамдағы цементтер үшін пластификациялаушы қоспалардың оңтайлы құрамын анықтау

Қондырғылар мен материалдар: портландцемент, су, сфера пішінді ыдыс, Вика приборы