650

11

Лабораторная работа № 2

Определения марки цемента

Марка цемента – это предел прочности при сжатии.

Предел прочности при сжатии определяется на образцах, изготовленных из цементно-песчаного теста раствора пластичной консистенции (В/Ц ≥0,4) состава 1:3. Размер образцов 4х4х16 см. Возраст (срок выдержки) образцов – 28 суток в нормальных температурных условиях (t=20±2) в ванне с гидравлическим затвором над водой.

Марка цемента зависит от минерального состава клинкера, тонкости помола; обусловлена водопотребностью цемента.

Цель работы: усвоить методику испытания прочности цемента при изгибе и сжатии.

Материалы, оборудование, приборы.

Цемент, песок, вода, формы для изготовления образцов, чашка для приготовления раствора, лопатка для перемешивания, испытательная машина по ГОСТ, штангенциркуль, пресс гидравлический; форма-конус; ванна с гидрозатвором.

Порядок выполнения работы. Для изготовления образцов отвесить 500 г цемента и 1500 г нормального кварцевого песка.

Материалы высыпать в сферическую чашку и перемешивать круглой лопаткой втечение 1 мин насухую. После перемешивания в центр смеси вылить воду из расчета В/Ц=0,4 – 200 мл. После впитывания воды смесь вновь перемешивать в течение 1 мин. Дополнительное перемешивание ведут в мешалке в течение 2,5 мин (20 оборотов мешалки). В нашем случае перемешивание осуществляем вручную при тех же условиях.

Затем форму-конус заполняем на половину и уплотняем 15 штыкованиями штыковкой.

Заполняем конус с некоторым избытком и штыкуем еще 10 раз. Излишки теста убираем ножом (линейкой). Конус после переворачивания встряхиванием 30 раз в течение 30 с.

Диаметры основания последнего конуса после встряхивания измеряют в двух взаимно-перпендикулярных направлениях и берут их среднее значение.

Если расплыв конуса находится в пределах 106-115 мм, то опыт считают законченным.

Если больше или меньше, изменяют количество воды.

Из раствора нормальной консистенции изготовляют 3 образца – балочки размером 4х4х16 см (см. рис. 2.1).

12

В отсутствие виброплощадки формочку заливают раствором с трамбовкой с помощью штыковки.

Форму с образцами помещают над водой в ванну с гидравлическим затвором, обеспечивающим нормальные условия выдержки образцов. В ванне образцы выдерживают 24 ч при t=20±2 0С. Через сутки образцы распалубливают

иукладывают в ванну с питьевой водой комнатной температуры. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду в ванне заменяют через 14 суток

ипо достижении 28 суток с момента изготовления образцов их вынимают из воды и не позднее, чем через 30 мин испытывают (см. рис. 2.2).

Из трех результатов наименьшее значение отбрасывают и вычисляют среднее арифметическое значение по двум оставшимся показателям.

σизг рассчитывают по формуле

где Р – разрушающая нагрузка, H (кгс);

l – расстояние между опорами, м (см); в – ширина образца, м (см);

h – высота образца, м (см). Схему испытания см. рис. 2.3.

После испытания на изгиб подвергают сжатию каждую из 6 половинок – балочек.

Испытание проводят на гидравлическом прессе. Для получения «фиксированной площадки опоры» испытание на сжатие проводят между двумя металлическими пластинками, обеспечивающими опорную площадь 25 см2 (4х6,25 см) (см. рис. 2.4). Скорость нагружения должна составлять 20±0,5 МПа/с.

где Р – разрушающее усилие, (кг), Н;

F – площадь металлической пластинки, (25 см2), 0,0025 м2 (см. рис. 2.5). Из четырех наибольших показателей прочности вычисляют среднее

арифметическое. По найденным по σизг и σсж назначают марку цемента согласно таблице (табл. ГОСТ)

14

Рис. 2.3. Схема испытания на изгиб.

Рис. 2.4. Нажимная пластинка для передачи нагрузки при сжатии.

15

Рис. 2.5. Схема испытания на сжатие:

1 – нижняя плита пресса; 2 – нажимные пластинки;

3 – верхняя плита пресса 4 – образец.

16

Содержание отчета

1.Название работы.

2.Расчетные формулы и схемы нагружения образцов.

3.Результаты испытаний.

4.Выводы о соответствии марки цемента ГОСТу по прочности.

Вопросы для самоконтроля

1.Что представляет собой цемент?

2.Перечислите виды цементов, используемых для изготовления материалов на основе древесины.

3.Что такое нормальная густота цементного теста?

4.Как (методика) и по каким формулам определяют прочность цемента на изгиб и сжатие?

5.Какие существуют марки цемента по ГОСТу?

17

Лабораторная работа № 3

Определение марки гипса строительного

Настоящая лабораторная работа выполняется также как и лабораторная работа № 2 «Определение марки цемента».

Отличительной особенностью этой работы является подготовка гипсового теста.

Марка гипса, по аналогии с маркой цемента, определяется по прочности при сжатии и изгибе образцов – балочек размером 40х40х160 мм, изготовленных из гипсового теста нормальной густоты.

Для приготовления гипсового теста 1200 г гипса в течении 5…20 с засыпают в чашку с водой, отмеренной в соответствии с нормальной густотой гипсового теста (водо-гипсовым отношением; установленным ранее). Вручную перемешивают в течение 60 с до получения однородной массы и заливают в форму 3 образца. Форму встряхивают о стол 5-6 раз для удаления вовлеченного воздуха, излишки срезают ножом или линейкой.

Через 15…20 мин после конца схватывания образцы освобождают от формы, маркируют и через 2 часа испытывают на изгиб и сжатие, с применением тех же технических средств, что и при испытании цемента.

Расчеты ведут по тем же формулам. Результаты заносят в журнал испытаний.

Содержание отчета

1.Тема работы.

2.Отличительные особенности приготовления гипсового теста.

3.Сроки выдержки материала в опалубке, срок начала испытаний.

4.Результаты испытаний.

5.Выводы по работе.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое гипс строительный?

2.Чем обусловлена марка гипса?

3.Какова методика подготовки образцов к испытаниям?

4.Как проводятся испытания прочности гипса на изгиб и сжатие?

5.Изобразите схему испытания гипсовых палочек.

6.Соответствуют ли полученные результаты требованиям ГОСТа?

18

Лабораторная работа № 4

Изготовление гипсостружечных плит (ГСП)

Гипс как вяжущее отличается от цемента меньшим сроком твердения.

Вотличие от ЦСП гипсостружечные плиты можно изготавливать и полусухим способом.

Отличие его заключается в меньшем количестве воды, необходимой для затворения гипса.

Вэтом случае водогипсовое отношение составляет 0,25…0,35. При этом получается гипсостружечная масса, имеющая сыпучую консистенцию и позволяющая использовать для настила ковра традиционные форммашины.

Для производства ГСП используется стружка из предварительно выдержанной древесины. Толщина стружки 0,2…0,3 мм, ширина 1…5 мм и длина 3…15 мм.

Взависимости от влажности стружки изменяется количество воды затво-

рения.

Для регулирования жизнеспособности гипсостружечной смеси вводят замедлитель твердения гипса – кальциевую соль полиоксиметиленовой кислоты, имеющий торговое название Retardan P, в количестве 0,04 % от массы вяжущего.

Формирование ковра осуществляется на стальных поддонах.

Цель работы: изучить технологию производства ГСП, режимы прессования их, получить навыки расчета расхода стружки и компонентов вяжущего для производства ЦСП и ГСП.

Материалы, оборудование и приборы.

Стружка из выдержанной древесины, гипс строительный по ГОСТ – вода питьевая, замедлитель гипса в виде раствора кальциевой соли полиоксиметиленовой кислоты 50 % концентрации, весы торговые, смеситель периодического действия (нестандартный), форма для настила ковра, планки дистанционные, поддоны, пресс, сушилка, штангенциркуль, влагомер.

Расчет расхода материала матрицы (гипса) и наполнителя (стружки) на 1 плиту.

Пусть необходимо изготовить плиту размерами 390х360х12 мм, плотно-

19

где ρ пл – плотность плиты кг/м3; L – длина плиты, м;

В – ширина плиты, м; h – толщина плиты, м;

qпл – масса готовой плиты, кг.

2. Определим количество материала наполнителя, матрицы и замедлителя твердения гипса. По литературным данным доля древесной стружки состаяет 20-30% от массы плиты (чаще всего 20-25%).

Зададим массу древесной стружки 25%, тогда масса гипса составит 75%.

Масса замедлителя твердения гипса (кальциевой соли полиоксиметиленовой кислоты) в сухом состоянии составит

3. Масса воды для приготовления гипсового теста при В/Г отношении = 0,35 составит:

где qwстр. – масса стружки заданной влажности, кг; qстр.абс.сух. – масса абсолютно сухой стружки, кг;

Wстр – влажность стружки по технологическому режиму, %.

Масса влажной стружки уточняется в каждом конкретном случае, как и масса воды фактическая.

5. Масса воды с учетом влаги, содержащейся в стружке составит:

20

Порядок выполнения работы

Определить влажность стружки (влажность может быть определена заранее учебным мастером) весовым или экспресс методом.

Отвесить необходимое количество стружки данной влажности. Скорректировать количество воды, добавляемой на стружку Загрузить стружку в смеситель.

Отвесить гипс в соответствии с расчетом.

Ввести гипс в смеситель. Перемешать в течение 1 мин.

Отвесить замедлитель твердения гипса – кальциевую соль полиоксиметиленовой кислоты.

Ввести соль в воду, перемешать раствор.

Нанести замедлитель в воде на стружку, перемешать в течение 4 мин. Выгрузить гипсо-стружечную массу из смесителя и сформировать ковер

на поддоне. Подпрессовать ковер в форме (обечайке).

Прессовать ГСП при t= 400С, Р= 2,0 МПа. Сброс давления до 0,6-0,8 МПа через 2 мин до окончания процесса прессования. Продолжительность прессования

Выдержать плиту, обернув ее полиэтиленовой пленкой, в течение 20 ми-

нут.

Высушить плиту до влажности 2-3 % при t- 400С.

Содержание отчета

1.Количество компонентов, расходуемых на изготовление 1 плиты в процентном отношении.

2.Количество компонентов на 1 плиту заданных размеров.

3.Назначение компонентов вяжущего.

4.Режим прессования ГСП.

5.Окончательная обработка плит.

Вопросы для самопроверки

1.Каково содержание стружки и вяжущего в ГСП?

2.Назовите соотношение компонентов в плите, %.

3.Каково расчетное количество компонентов на 1 плиту?

4.Каково назначение компонентов вяжущего?

5.Назовите параметры стружки для ГСП.

6.Назовите параметры вяжущего для ГСП.

7.Какова технология изготовления ГСП, ее особенности?

8.Назовите режимы прессования ГСП.

9.В чем заключается окончательная обработка ГСП, назначение, режимы?

10.Какие физико-химические процессы протекают в плите?

11.Каково влияние соотношения компонентов на свойства ГСП?