Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Владимирский государственный университет им. Столетовых

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Вяжущие вещества (90

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

254.57 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Кафедра технологии строительных материалов и изделий

В.Н. РУБЦОВА Л.В. СОЛДАТЕНКО

ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2008

УДК 625.06 ББК 35.41

Рецензент кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология

строительных материалов и изделий» Оренбургского государственного университета В.И. Турчанинов

Рубцова В.Н.

Р 99 Вяжущие вещества: методические указания к лабораторным работам / В.Н. Рубцова, Л. В. Солдатенко. – Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2008. – 31 с.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу «Вяжущие вещества» для студентов специальности 270106.

В методических указаниях даны сведения о различных вяжущих веществах, включая требования соответствующих нормативных документов. Поставлена задача исследовать влияние отдельных технологических параметров на основные свойства вяжущих, освоить методику их испытаний. Изучение прочностных характеристик цементов в зависимости от режима пропаривания проводится с применением метода математического планирования эксперимента. Все лабораторные работы носят исследовательский характер.

Табл. 11. Ил. 2. Библиогр. 13 назв.

_____________

ББК 35.41

Содержание
1 Лабораторная работа №1........................................................................		8
1.1	Общие положения.............................................................................	8
1.2	Порядок выполнения работы............................................................	9
1.2.1 Изготовление образцов заданного состава .............................		9
1.2.2 Определение прочности вяжущего в различных условиях ....		9
1.3	Обработка результатов. Выводы...................................................	10
1.4	Варианты заданий...........................................................................	10
1.5	Контрольные вопросы.....................................................................	11
2 Лабораторная работа №2......................................................................		12
2.1	Общие положения...........................................................................	12
2.2	Порядок выполнения работы..........................................................	13
2.2.1 Изучение свойств строительного гипса ..................................		14
2.2.2 Изучение свойств ГЦПВ ..........................................................		14
2.3	Обработка результатов. Выводы...................................................	16
2.4	Контрольные вопросы.....................................................................	16
3 Лабораторная работа №3......................................................................		17
3.I Общие положения............................................................................		17
3.2	Порядок выполнения работы..........................................................	18
3.2.1 Получение цементов различной тонкости помола.................		19
3.2.2 Изучение свойств цементов.....................................................		19
3.3	Обработка результатов. Выводы...................................................	19
3.4	Контрольные вопросы.....................................................................	20
4 Лабораторная работа №4......................................................................		21
4.I Общие положения............................................................................		21
4.2	Порядок выполнения работы..........................................................	22
4.2.1 Получение заданного состава цемента..................................		23
4.2.2 Определение основных свойств цемента...............................		23
4.2.3 Определение прочности цемента в различных условиях ....		23
4.3	Обработка результатов. Выводы...................................................	24
4.4	Варианты заданий...........................................................................	24
4.5	Контрольные вопросы.....................................................................	24
Список использованных источников........................................................		25
Приложение А............................................................................................		26
Приложение Б............................................................................................		27
Приложение В............................................................................................		28
Приложение Г............................................................................................		33
Приложение Д............................................................................................		34

1 Лабораторная работа №1

Прочность известково-кремнеземистого вяжущего в зависимости от его состава и условий твердения

Цель работы: определить влияние условий твердения и состава из- вестково-кремнеземистого вяжущего на его прочность.

Продолжительность работы – 10 часов.

1.1 Общие положения

При твердении известково-песчаных изделий на гашёной извести в условиях обычных температур растущие в воде кристаллы Са(ОН)2 срастаются друг с другом, образуя известковый каркас, окружающий частицы песка. Процесс кристаллизации гидрооксида протекает медленно.

Наряду с этим, при твердении извести происходит карбонизация Са(ОН)2 за счёт поглощения углекислоты из воздуха:

Са(ОН)2+СО2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O

(1)

В обычных условиях химическое взаимодействие между известью и песком невелико и практически не вызывает существенного нарастания прочности.

Если известково-песчаные изделия обрабатывать паром повышенного давления (0,9-1,3 МПа) в автоклаве при соответствующей ему температуре (175-191 оС), то происходит химическое взаимодействие между известью и кремнеземом песка с образованием гидросиликатов кальция, которые и обуславливают в основном прочность. В плотных известково-песчаных изделиях вначале возникает гидросиликат С2SH(A), который затем переходит в CSH(B). Увеличение длительности автоклавной обработки приводит к образованию тоберморита C4S5H5, ксонотлита C6S6H [1].

Если вместо песка используется активная минеральная добавка (в том числе доменный гранулированный шлак), то получаемое гидравлическое вяжущее называется известково-пуццолановое, а его разновидности: известко- во-зольное, известково-пуццолано-шлаковое, известково-шлаковое, известко- во-глинитное. При этом можно вводить до 5 % гипса или ангидрита.

Твердение известково-пуццолановых вяжущих при нормальных условиях основано на взаимодействии извести с аморфным кремнеземом и глиноземом добавки, в результате чего образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. При автоклавной обработке образуются также гидроалюмосиликаты кальция, увеличивается количество связанных SiO2 и Al2O3.

1.2 Порядок выполнения работы

Приборы и материалы: автоклав, пропарочная камера, эксикатор, пресс для формования (5 т), пресс для испытания (1 т), форма для изготовления образцов-цилиндров, технические весы, чаши для затворения с лопаткой, поверхностемер, мерный цилиндр, полиэтиленовые пакеты, тушь для маркировки, известькипелка (молотая), кварцевый песок, молотые зола, опока, керамзит, доменный гранулированный шлак, кварцевый песок.

1.2.1 Изготовление образцов заданного состава

Бригаде (студенту) выдаётся индивидуальное задание, характеризующее вещественный состав известково-кремнеземистого вяжущего в процентах.

Определяют удельную поверхность извести и кремнеземистого компонента. Получают исследуемый состав вяжущего в количестве 200 г. В чашу, где находится вяжущее, добавляют 800 г песка (фракция 0-1,25 мм.). Тщательно перемешивают и добавляют воду в количестве, превышающем в три раза расчётное для гашения извести. Через 10-15 минут смесь помещают в полиэтиленовый пакет, закрывают и оставляют до следующего занятия. Из полученных смесей (при необходимости их доувлажняют) формуют 15 образ- цов-цилиндров диаметром и высотой 30 мм под давлением 20 МПа. Формовочную массу сначала подбирают из условий высоты образца (около 40 г), а затем отвешивают для каждого формования. Готовые образцы маркируют (номер бригады) тушью.

1.2.2 Определение прочности вяжущего в различных условиях твердения

Промаркированные образцы по 5 штук помещают в различные условия твердения:

-нормальные условия (в эксикаторе над водой при температуре (20±2) 0С, относительная влажность не менее 95 %);

-тепловлажностная обработка (в пропарочной камере по режиму 2+3+6+2 при (85±5) 0С);

-автоклавная обработка (в промышленном автоклаве силикатного завода).

Испытание всех образцов на прочность проводится на следующем занятии, но не ранее одной недели.

1.3 Обработка результатов. Выводы

Полученные результаты испытаний образцов всех бригад представляются в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1 – Результаты испытаний на прочность.

	Состав			Прочность на сжатие при режиме твердения
	Состав
	вяжущего, %
	вяжущего, %		нормальный			пропаривание		автоклавирование
			нормальный			пропаривание		автоклавирование

Бригада №	известь	кремнеземистый компонент и его вид	разрушающая нагрузка, кгс		предел прочности присжатии, Мпа	кг сразрушающая нагрузка,	предел прочности присжатии, Мпа	кгсразрушающая нагрузка,	предел прочности присжатии, Мпа

На основе анализа данных делается заключение о влиянии вида кремнеземистого компонента, состава вяжущего и условий твердения на его прочность.

1.4 Варианты заданий

В качестве кремнеземистого (пуццоланового) компонента вяжущего можно использовать кварцевый песок, песчаники, золу ТЭС, доменный гранулированный шлак, опоку, керамзит, глинит, вулканическую пемзу и их смеси.

Для интенсификации процесса автоклавного твердения можно вводить добавки: КОН, NaOH, K2SO4, Na2SO4, K2CO3, Na2CO3, KCl, NaCl (до 0,5 %); молотый бой силикатных изделий (до 3 %) . В качестве уплотняющих – добавки молотого известняка и доломита (10 – 15 %).

Рекомендуемые соотношения извести и кремнеземистого компонента вяжущего: 3:1; 2:1; 1:1; 1:2.

1.5Контрольные вопросы

1.Объясните влияние условий твердения на прочность вяжущего одного и того же состава. Какие физико-химические процессы обуславливают при этом прочность.

2.Сравните прочности автоклавных изделий на основе вяжущих различного состава. Объясните влияние вида кремнеземистого компонента на прочность вяжущего.

3.Роль добавок – интенсификаторов твердения известково-кремнеземистого вяжущего.

2 Лабораторная работа №2

Испытание гипсовых вяжущих

Цель работы: изучение методики определения основных свойств строительного гипса и гипсоцементнопуццоланового вяжущего на его основе, установление их качества согласно нормативным документам.

Продолжительность работы – 12 часов.

2.1 Общие положения

Строительный гипс получают путём термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция. Свойства строительного гипса должны соответствовать требованиям ГОСТ 125-79 [9], представленным в методических указаниях [7].

Гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦПВ) может использоваться для производства строительных изделий, стойких в условиях повышенной относительной влажности окружающей среды. Это вяжущее состоит из 50-80 % строительного гипса марки не ниже Г-4 и комплексной гидравлической добавки в количестве 50-20 %, состоящей из портландцемента, пуццоланового портландцемента или шлакопортландцемента и активной минеральной добавки (АМД). Оно отличается быстрым твердением в начальные сроки за счет гидратации гипса и последующим гидравлическим твердением за счет новообразований, возникающих при гидратации цемента и взаимодействии друг с другом компонентов затворенного водой смешанного вяжущего.

При твердении смесей строительного гипса с портландцементом происходит быстрое твердение полугидрата, но затем наблюдается падение прочности и разрушение твердеющего материала вследствие образования эттрингита C3A·3CaSO4·31H2O, что вызывает появление значительных напряжений. Для того, чтобы предотвратить этот процесс, необходимо создать в твердеющей гипсоцементной смеси условия, исключающие стабильность высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция. Этого можно достичь снижением концентрации Са(ОН)2 в твердеющей системе до 0,2-0,3 г СаО на 1 литр жидкой фазы. Такая концентрация вызывает переход высокоосновных гидроалюминатов кальция в низкоосновные, что предохраняет от образования эттрингита. Снижение концентрации Са(ОН)2 достигается введением АМД [1-3, 6].

ГЦПВ выпускают согласно техническим условиям. Вяжущее по пределу прочности при сжатии разделяют на марки 100, 150, 200, 250, 300.

В зависимости от величины коэффициента размягчения (Кр) вяжущее разделяют на:

-средней водостойкости (СВ) 0,45 £ Кр < 0,6;

-повышенной водостойкости (ПВ) 0,6 £ Кр < 0,8;

-водостойкие (В) Кр ³ 0,8.

Качество вяжущего должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Технические требования к ГЦПВ

Наименование показателя	Марка вяжущего
Наименование показателя	100	150	200	250	300
	100	150	200	250	300
Тонкость помола - остаток на сите с
размером ячеек 0,2 мм, в процентах, не
более	15	15	15	15	15

Сроки схватывания в мин.
начало, не ранее	4	4	4	4	4
конец, не позднее	20	20	20	20	20
Предел прочности при изгибе образцов
балочек, высушенных до постоянной
массы, МПа, не менее	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0
Предел прочности при сжатии полови-
нок образцов-балочек, высушенных до
постоянной массы, МПа, не менее	10,0	15,0	20,0	25,0	30,0
Допустимая категория по	СВ,	СВ,	СВ,	ПВ, В	ПВ, В
водостойкости	ПВ, В	ПВ,В	ПВ,В

2.2 Порядок выполнения работы

Приборы и материалы: МИИ-100, гидравлический пресс, формы-ба- лочки 4х4х16 см, прибор Вика с иглой, прибор Суттарда, камера нормального твердения, сушильный шкаф, технические весы с разновесами, секундомер, сферическая чашка, мерный цилиндр, резиновая чашка, стекло диаметром более 240 мм, металлическая линейка, пробы строительного гипса, портландцемента (шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента), активной минеральной добавки.

2.2.1 Изучение свойств строительного гипса

Испытание основных свойств строительного гипса – нормальной густоты гипсового теста, сроков схватывания, тонкости помола, прочности на изгиб и сжатие – проводится согласно методическим указаниям [7].

Дополнительно определяют коэффициент размягчения. Для чего изготавливают 3 образца-балочки из гипсового теста по ГОСТ 23789-79 [10]. Через 2 часа после начала затворения образцы расформовывают и оставляют на сутки на воздухе. Затем их высушивают до постоянной массы при температуре (55+5) 0С. Образцы считают высушенными, если разница в массе между двумя взвешиваниями, проведенными с интервалом 2 часа, не превышает 2 г. Все образцы охлаждают при температуре (20±4) оС и испытывают на изгиб.

Полученные три половинки образца-балочки испытывают на прочность при сжатии в сухом состоянии по ГОСТ 310.4-81 [11], остальные три половинки погружают на 2 часа в воду с температурой (20±4) оС, после чего также испытывают на сжатие. Предел прочности при сжатии сухих и насыщенных образцов вычисляют как среднее арифметическое значение трёх результатов. Вычисляют коэффициент размягчения как отношение предела прочности образцов при сжатии в насыщенном водой состоянии (R нас) к пределу прочности образцов при сжатии, высушенных до постоянной массы (R сух.):

Кр = RнасRсух

(2)

2.2.2 Изучение свойств ГЦПВ

Бригаде (студенту) выдаётся индивидуальное задание, характеризующее вещественный состав ГЦПВ (таблица 2.2). Исходя из условий задачи, рассчитывается количество компонентов по массе для данного варианта. После чего исходные компоненты (гипс, цемент, добавка) смешиваются в расчётном количестве до однородности. Полученный состав ГЦПВ подвергают испытаниям.

Таблица 2.2 - Состав ГЦПВ

	Содержание, %				Содержание, %
Вариант	полувод-	портланд-		Вариант	полувод-	шлако-
Вариант	полувод-	портланд-	АМД	Вариант	полувод-	портланд-	АМД
	ный гипс	цемент	АМД		ный гипс	портланд-	АМД
						цемент
1	2	3	4	5	6	7	8
1	52	32	16	9	50	35	15

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]