4.4. Рабочее задание Студенческая подгруппа делится на 2 звена, каждое из которых работает с определенным видом клинкерного цемента, назначенным преподавателем.

4.5. Оборудование, инструменты и материалы

4.5.1. Определение нормальной густоты цементного теста:

1. Весы торговые;

2. Чашка и совок для взвешивания цемента;

3. Цилиндр стеклянный на 200 - 250 мл;

4. Чаша сферическая, лопатка круглая;

5. Прибор Вика с иглой, пестиком и кольцом.

4.5.2. Определение активности цемента:

6. Весы аналитические, шпатель и калька для взвешивания цемента;

7. Колба коническая стеклянная на 1500-2000 мл;

8. Стеклянная палочка с резиновым наконечником;

9. Штатив с бюреткой на 100 мл и воронка диаметром 3 - 5 мм;

10. Стакан стеклянный на 100-200 мл для слива соляной кислоты;

11. Капельница с раствором фенолфталеина;

12. 0,1Н раствор соляной кислоты;

13. Дистиллированная вода;

14. Цементы двух видов (марок).

6. Результаты выполнения работы

Результаты выполненных экспериментов оформляются в табличном виде (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Результаты работы

Вид цемента	Нормальная густота цементного теста, %	Масса навески цемента, г	Количество 1Н раствора НСl, пошедшего на титрование, мл	Активность цемента, МПа	Марка цемента

Проводится анализ полученных результатов, делаются выводы по работе.

4.7. Выводы

На основании полученных данных устанавливают марку испытанных видов цементов, которую сравнивают с паспортными данными, делают вывод об эффективности химического экспресс-метода определения активности и марки цемента.

8. Контрольные вопросы

1. Что такое активность цемента?

2. Что такое марка цемента?

3. Что такое гидратация клинкерных минералов цемента?

4. Что такое минералы-силикаты и каковы химические реакции их гидратации?

5. Какие продукты получаются в результате химических реакций, протекающих при гидратации основных клинкерных минералов портландцемента?

6. Что такое нормальная густота цементного теста и как оны определяется?

7. На чем основан химический экспресс-метод определения активности цемента? Каковы его недостатки и преимущества по сравнению с базовым (стандартным) методом определения активности и марки цемента?

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

МЕТОДОМ КРИОСКОПИИ

5.1. Цель работы

1. Изучить методику определения молекулярной массы поверхностно-активных веществ (ПАВ) криоскопическим методом.

2. Определить криоскопическим методом молекулярную массу добавки ПАВ.

5.2. Краткие теоретические сведения

Поверхностно-активные добавки к цементам и бетонам обычно используются в виде водных растворов определенной концентрации.

Растворы представляют собой гомогенную, не имеющую границ раздела фаз, систему переменного состава, состоящую из молекул (атомов, ионов) двух и более компонентов. Между компонентами раствора существуют как физические, так и химические силы взаимодействия, что отличает их от простых механических смесей. Растворы отличаются и от химических соединений, так как не имеют постоянного состава. Состав растворов может меняться в определенных пределах.

Компонент раствора, находящийся в избытке, обычно называют растворителем (например, вода), остальные компоненты – растворенными веществами.

К двухкомпонентным гомогенным системам относятся простейшие бинарные растворы, то есть растворы, образованные растворителем и одним видом растворенного вещества.

Равновесная концентрация растворенного вещества в растворе при данных давлении и температуре называется растворимостью этого вещества. Равновесная концентрация растворенного вещества – это равновесие при данных условиях между веществом и его осадком в растворе.

Пересыщенными растворами называются такие растворы, в которых при данных условиях концентрация растворенного вещества превышает его равновесную концентрацию. Они метастабильны и неустойчивы, из них выделяются частицы твердой фазы, то есть идет процесс кристаллизации из раствора до тех пор, пока концентрация раствора не станет равной его растворимости. Такие явления наблюдаются при твердении вяжущих систем: в процессе их гидратации образуются соединения, по отношению к которым раствор становится пересыщенным. В этом случае первоначально формируются центры кристаллизации новой фазы, которые со временем растут, срастаются и образуют цементный камень.

В зависимости от температуры в разбавленных растворах наблюдаются определенные закономерности, такие как понижение температуры замерзания или повышение температуры кипения по сравнению с таковыми у чистого растворителя.

Понижение температуры замерзания растворителя в растворе по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества и определяется по формуле

(5.1)

где Т_отв- понижение температуры отвердевания (кристаллизации) раство-

ра по сравнению с чистым растворителем;

К_к - криоскопическая константа растворителя;

m - моляльная концентрация растворенного вещества.

Каждый растворитель имеет свою криоскопическую константу, значение которой определяются свойствами самого растворителя и в основном не зависит от природы растворенного вещества. Физический смысл криоскопической константы можно интерпретировать как ожидаемое понижение температуры замерзания растворителя.

Метод исследований, в котором используют значения понижения температуры замерзания растворителя, называют криоскопическим. Сущность метода состоит в том, что кристаллизация растворителя происходит тогда, когда давление его паров становится равным таковому над твердой фазой. Давление пара растворителя над раствором становится равным давлению пара над твердой фазой при более низкой температуре. С его помощью можно определить, например, молекулярную массу растворенного вещества, в частности, поверхностно-активной добавки.

Нахождение молекулярной массы ПАВ позволяет решать ряд научно-практических задач, таких как:

- определение величины предельной адсорбции;

- определение условий мицеллообразования;

- оценка толщины адсорбционного слоя ПАВ.