Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

Кафедра "Геотехника и строительные материалы"

Методические указания по лабораторным работам по дисциплине «Строительные материалы» для студентов всех форм обучения по направлению «Строительство»

«МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ»

Издательство ИжГТУ

имени М.Т. Калашникова

Ижевск, 2015

УДК 693

Рецензент

И.Р. Паклев, гл. инженер ООО НПФ "Трест Геопроектстрой "

Составители

кандидат технических наук, доцент Плеханова Т.А.

кандидат технических наук, доцент Полянских И.С.

кандидат технических наук, профессор Юдина Л.В.

ассистент Гордина А.Ф.

Рекомендовано к изданию на заседании кафедры "Геотехника и строительные материалы" ИжГТУ имени М.Т. Калашникова (протокол № хх от 09.06. 2015 г.).

Методические указания по лабораторным работам по дисциплине «Строительные материалы» для студентов всех форм обучения по направлению «Строительство»/ сост. Плеханова Т.А., Полянских И.С., Л.В. Юдина, Гордина А.Ф. -: Изд-во ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2015– 42 с.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» при изучении дисциплин «Строительные материалы», «Архитектурное материаловедение», «Технология конструкционных материалов»

Содержит теоретические основы и методику выполнения лабораторных работ по определению физико-механических и технологических свойств строительных материалов и их соответствия нормативным требованиям.

УДК 693

© Юдина Л.В., Плеханова Т.А.,

Полянских И.С., Гордина А.Ф., составление, 2015

©Ижевский государственный технический университет, 2015

Содержание

Введение ..............................................................................................4

Лабораторная работа №1. «Испытание строительной извести воздушной»...........................................................................................5

Лабораторная работа №2. «Испытание строительного гипса».... 11

Лабораторная работа №3. «Испытание портландцемента»...........22

Список литературы…………………………………………………42

Введение

Строительные материалы и изделия и их испытания должны соответствовать государственным стандартам. Испытание строительных материалов также регламентируются стандартами, и на их основе разрабатывается методика определения физико-механических и технических свойств материалов. Испытания материалов проводят на средних пробах. Это небольшое количество материала, соответствующее по своему составу и свойствам всей партии материала. Среднюю пробу кусковых и сыпучих материалов подвергают сокращению путем квартования: пробу тщательно перемешивают и насыпают в виде конуса, делают усеченный конус, который делят двумя взаимно перпендикулярными линиями на четыре сектора; две противоположные части отбрасывают, а две оставшиеся снова подвергают квартованию для получения средней пробы требуемой величины. Затем приступают к испытаниям материалов по стандартной методике, устанавливают их марку. Марка строительного материала – это условный показатель, установленный по комплексу важнейших свойств – плотности, прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и т.д [¹].

Лабораторные работы проводятся по подгруппам, которую делят на бригады с учетом трудоемкости отдельных испытаний. Результаты выполнения лабораторных работ оформляют в виде таблиц, графиков в специальном журнале; делают выводы о соответствии материала требованиям ГОСТов и дают рекомендации по его применению. В случае некоторых отклонений полученных показателей свойств от стандарта, даются рекомендации по улучшению его качества.

Лабораторная работа №1 «Испытание строительной извести воздушной»

Строительной воздушной известью называют вяжущее вещество, получаемое обжигом кальциево-магниевых горных пород (с примесью глины до 5%) при температуре 1000-1200 С до возможно более полного удаления углекислого газа [²]. Карбонатные породы, применяемые для изготовления извести, состоят преимущественно из углекислого кальция СаСО₃ и небольшого количества углекислого магния МgСО₃. При обжиге происходит реакция разложения:

СаСО₃ СаО+СО₂ ,

МgСО₃=MgO+CO₂ .

Порошкообразные СаО и MgO называют активными составляющими извести.

По виду основного окисла СаО известь разделяют на кальциевую, магнезиальную и доломитовую.

Известь подразделяют на комовую негашеную, молотую негашеную и гашеную (гидратную, или пушонку). Гашеную известь получают из комовой извести путем добавления небольшого количества воды:

СаО+Н₂О=Са(ОН)₂+Q

Реакция гашения сопровождается выделением значительного количества тепла Q.

Строительную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, для производства силикатного кирпича и бетона автоклавного твердения, для производства известково-пуццолановых и известково-шлаковых цементов [³]. Основные технические требования к воздушной извести представлены в ГОСТ 9179-77 [⁴] и в таблице №1.

По времени гашения, мин, известь подразделяют на следующие виды:

• быстрогасящаяся - не более 8 мин;

• среднегасящаяся - не более 25 мин;

• медленногасящаяся - более 25 мин.

Таблица №1. Технические требования к строительной воздушной извести

Показатели	Кальциевая			Магнезиальная и доломитовая			Гидратная (пушонка)
	Нормы для сортов
	1	2	3	1	2	3	1	2
Содержание активных СаО+МgО, %, не менее: без добавок с добавками	90 65	80 55	70 -	85 60	75 50	65 -	67 50	60 40
Содержание зерен непогасившихся, %, <	7	11	14	10	15	20	-	-
Тонкость помола %, Не более, на ситах: №02 №008	1 10	1 10	1 10	1 10	1 10	1 10	1,5 15	1,5 15

Цель работы: Определить качество воздушной извести и его соответствие требованиям ГОСТ 22688-77 [⁵].

Задание № 1. Определение суммарного содержания активных (СаО+MgO).

Приборы и материалы:

1. Фарфоровая ступка.

2. Коническая колба емкостью 250 мл.

3. Часовое стекло.

4. Штатив с бюреткой для титрования.

5. Негашеная известь.

6. Дистиллированная вода.

7. Фенолфталеин.

8. Раствор соляной кислоты.

Ход работы:

Определение суммарного содержания активных CaO+MgO в кальциевой извести (MgO 5%) выполняют титрованием извести соляной кислотой HCl до полной нейтрализации активных CaO+MgO.

Негашеную комовую или молотую известь в количестве 4-5г растирают в фарфоровой ступке в течение 5 мин. 1г растертой извести помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды, добавляют 3-5 стеклянных бус, закрывают часовым стеклом и нагревают колбу в течение 5-7 мин (не доводя до кипения). Затем раствор охлаждают до Т=20-30^оС, добавляют 2-3 капли однопроцентного раствора фенолфталеина и титруют раствором соляной кислоты при постоянном взбалтывании до полного обесцвечивания содержимого. Титрование производят медленно, добавляя кислоту по каплям. Титрование считается законченным, если через 8 минут не изменится цвет содержимого колбы.

Содержание активных CaO+MgO (А , %), вычисляют по формуле:

,

где V – объем однонормального раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл;

Т_СаО – титр однонормального раствора соляной кислоты, выраженный в г CaO навески (T_CaO=2,804 - это количество CaO, соответствующее 1 мл однонормального раствора соляной кислоты, умноженное на 100);

К – поправка к титру однонормального раствора соляной кислоты;

Q – масса извести, г.

По содержанию активных CaO+MgO устанавливают сорт извести (табл. №1).

Задание №2. Определение температуры и скорости гашения воздушной извести.

Приборы и материалы:

1. Прибор для определения скорости гашения извести (рис. 1).

2. Электронные весы.

3. Секундомер.

4. Известь негашеная молотая.

Р ис. 1. Прибор для определения скорости гашения:

1 - термометр; 2 - пробка; 3 - внутренний цилиндр; 4 - фарфоровый сосуд;

5 - изоляционный слой; 6 - известь

Ход работы:

Скорость гашения извести является важной характеристикой ее качества, она устанавливается по температуре и времени гашения.

Под скоростью гашения понимают время, прошедшее с момента затворения извести водой до момента достижения образовавшимся известковым тестом максимальной температуры.

Скорость гашения определяют в приборе-термосе, состоящем из двух фарфоровых стаканов, пространство между стенками и дном которых заполняют теплоизоляционным материалом. Взвешивают 10 г измельченной извести помещают в прибор, вливают в него 20 мл воды с температурой 20С и закрывают пробкой, в которой установлен термометр со шкалой до 150С и длиной хвостовой части 100…150 мм (ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь).

Массу навески извести можно рассчитать по формуле:

где А – содержание активных CaO+MgO, %.

Отсчет температуры ведут через 30…60 секунд, начиная с момента добавления воды. Сначала температура возрастает, а затем начинает снижаться, что свидетельствует об окончании гашения. Определение считается законченным, если в течение 4 мин t,С не повышается на один градус. За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25С в минуту.

По результатам замера температуры строят термограмму, по которой устанавливают максимальную температуру Т_max и скорость (время) гашения V_гаш,мин., а затем – вид извести по скорости гашения. Результаты опыта оформляются в виде таблицы №2.

Таблица №2. Результаты определения скорости гашения извести

Время		Температура
час	мин	С

Рис. 2. Термограмма гашения извести