Строительные материалы

7.Какие характеристики необходимо знать, чтобы определить марку битума?

8.По каким показателям определяют марку битума?

9.Чем обусловлена та или иная вязкость битума?

10.Почему определение вязкости и растяжимости битума необ-

ходимо проводить при t = 25 С?

11.Как определить растяжимость битума?

12.Как и на каком приборе определяется растяжимость битума?

13.Для каких материалов на основе битумов важен показатель растяжимости?

14.Как определить температуру размягчения битума?

15.Как определить пенетрацию битума?

16.Методика определения температуры размягчения битума. Когда при эксплуатации важен этот показатель?

17.Как и на каком приборе определяется вязкость битума?

18.Методика определения твердости битума. От чего зависит этот показатель?

19.Какие марки строительных битумов Вы знаете?

20.Что обозначают буквы и цифры в марке материала БН 90/10,

БНК 45/180?

21.Адгезионные свойства битумов.

22.Какие вещества называются органическими вяжущими и чем они отличаются от неорганических вяжущих веществ?

23.Какими свойствами обладают битумы?

24.Чем отличается битум от дегтя?

25.Из чего и как изготавливают толь?

26.Области применения битумов разных марок.

Ли т е р а т у р а

1.П о п о в К.Н., К а д д о М.Б., К у л ь к о в О.В. Оценка качества строительных материалов: Учеб. пособие. – М.: Ассоциация строительных вузов, 1999. – 24 с.

2.П о п о в Л.Н. Лабораторные испытания строительных мате-

риалов и изделий. М.: Высш. школа, 1984. 165 с.

3.М е л е ш к о М.П. Испытания дорожно-строительных материалов. Мн., изд-во «Дизайн ПРО», 1999. С. 112.

4.ГОСТ 6617. Битумы нефтяные строительные. Технические условия.

351

5.ГОСТ 9548. Битумы нефтяные кровельные. Технические усло-

вия.

6.ГОСТ 22245. Битумы нефтяные дорожные. Технические усло-

вия.

7.ГОСТ 11501. Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.

8.ГОСТ 11505. Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.

9.ГОСТ 11505. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 7

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ

Цель работы

Ознакомиться с методиками оценки качества воды.

17.1. Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы

1.Какие примеси могут находиться в воде?

2.Чего не должна содержать вода для бетонов и растворов?

3.Допускается ли применение технических и природных вод, загрязненных стоками?

4.Какая вода может применяться для приготовления бетонных и растворных смесей, поливки бетона?

5.Допускается ли к применению вода при наличии на ее поверхности следов нефтепродуктов, масел и жиров?

6.Какую роль играет вода при приготовлении бетонной смеси?

7.Какие последствия вызывают вредные примеси в воде, используемой для приготовления бетонов и растворов?

352

17.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Определение водородного показателя (рН) и концентрации (активности) ионов водорода.

Задание 2. Определение содержания сульфатов по ГОСТ 4389. Задание 3. Определение содержания хлоридов (хлорид-иона Сl-1).

17.3.Общие сведения

Вприродной воде всегда содержатся различные примеси, которые могут быть отнесены к трем группам:

1) вещества, которые, растворяясь в воде, образуют истинные растворы (растворимые в воде соли и газы);

2) различные гуминовые кислоты, кремнекислоты и другие вещества, образующие коллоидные растворы;

3) вещества, находящиеся в форме механических примесей (час-

тицы глины, песка, водорослей, остатки животных организмов и т. д.).

Вода подземных источников – артезианских колодцев, родников характеризуется прозрачностью, бесцветностью, большим содержанием минеральных солей и жесткостью (т. е. присутствием в ней растворенных солей кальция и магния, вызывающих осаждение твердого осадка (накипи) на стенках теплообменных аппаратов).

Речная вода характеризуется значительным содержанием взвешенных веществ, наличием большого количества органических веществ, малой жесткостью.

Для приготовления бетонных и растворных смесей и поливки твердеющего бетона применяют питьевую воду или природную, не содержащую вредных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цемента и способствующих коррозии арматуры.

Для приготовления бетонных и растворных смесей, поливки твердеющего бетона и промывки заполнителей может применяться вода следующих видов:

1)питьевая, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 2874;

2)вода после промывки оборудования по приготовлению и транспортированию бетонных и растворных смесей;

3)поверхностная и грунтовая;

353

4) техническая, не содержащая вредных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению цемента.

Согласно СТБ 1114-98 «Вода для бетонов и растворов», не допускается к применению вода при наличии на ее поверхности следов нефтепродуктов, масел и жиров. Окраска воды должна находится в пределах от бесцветной до желтоватой.

Содержание в воде растворимых солей, сульфат-ионов (SO42 ), хлорид-ионов (Cl-1) и взвешенных частиц в зависимости от ее назначения не должно превышать величин, указанных в табл. 17.1.

Т а б л и ц а 17.1

Показатели химического состава воды, пригодной для затворения бетонной смеси и поливки наружных поверхностей

бетонных конструкций

Морскую воду разрешается применять, если общее содержание солей в ней не превышает 2 %, а также в случаях, когда на поверхности бетонных изделий и конструкций допускается появление выцветов (высолов).

Морскую воду нельзя применять для конструкций, предназначенных для эксплуатации в жарком климате и подвергающихся периодическому увлажнению и высыханию, а также для внутренних конструкций зданий.

Пригодность воды для затворения бетонных или растворных смесей устанавливают химическим анализом, а также сравнительными испытаниями на прочность бетонных или растворных образ-

354

цов в 28-суточном возрасте, изготовленных на данной и на чистой питьевой воде.

Задания

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (РН) И КОНЦЕНТРАЦИИ (АКТИВНОСТИ)

ИОНОВ ВОДОРОДА

Водородный показатель (рН) – это величина, характеризующая концентрацию (активность) ионов водорода в растворах, численно равная отрицательному десятичному логарифму этой концентрации (активности), выраженной в молях на литр.

Например, при [H+] = 10-2 моль/л рН = -lg [H+] = - lg10-2 = 2; при [H+] = 10-11 моль/л рН = 11.

Таким образом, при рН = 7 среда нейтральная; при рН < 7 кислая;

при рН > 7 щелочная.

Водородный показатель рН в природных водах зависит от:

1)соотношения количества ионов угольной кислоты НСО3-1 и СО3-2;

2)гидролиза солей;

3)содержания карбоновых кислот в водах, богатых гуминовыми кислотами, сложной смесью органических веществ разного состава, свойств и строения.

Для большинства природных вод рН колеблется в пределах 6,5…8,5. Величина рН определяет агрессивные свойства воды по отношению к бетону и стальной арматуре.

1.Определение приближенного значения рН

Приборы и материалы

1.Универсальный индикатор или индикаторная бумага.

2.Вода в пробирках различных видов:

1)дистиллированная;

2)водопроводная питьевая;

3)сточная;

4)речная;

5)болотная.

355

Методика испытаний

Приближенное значение рН может быть определено с помощью универсального индикатора или индикаторной бумаги.

В пробирку наливают 5 мл испытуемой нефильтрованной воды, прибавляют 0,3 мл или 3 капли универсального индикатора; жидкости перемешивают встряхиванием и сравнивают цвет раствора с цветами серии пробирок, содержащих буферные растворы с разным значением рН, или со шкалой.

Результаты испытаний

Результаты испытаний заносят в табл.17.2.

Т а б л и ц а 17.2

Результаты определения водородного показателя рН

2.Потенциометрический метод определения рН

спомощью рН-метра

Приборы и материалы

1.Прибор рН-метр.

2.Стеклянные стаканы с пробой воды для испытания и нейтральной водой (дистиллированной).

Методика испытаний

Иногда красящие органические вещества, встречающиеся в природных водах, не только изменяют тон и интенсивность окраски

356

индикатора и этим уменьшают точность определения, но и поглощают индикатор, делая определение невозможным. В этом случае прибегают к потенциометрическому определению рН, которое выполняется согласно инструкции к рН-метру.

Водородный показатель (рН) определяют с помощью рН-метров любых марок со стеклянными электродами с диапазоном от 0 до 14 рН и погрешностью измерений, не превышающей 0,1 рН. Для определения берут от 10 до 50 мл воды в стеклянном стакане емкостью от 50 до 100 мл.

Результаты испытаний

Результаты испытаний записывают по приведенной ниже форме.

Метод _________________________________________________

Прибор ________________________________________________

Результаты определения: рН= _____________________________

рН нейтральной (дистиллированной) воды __________________

рН воды для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона должно быть ________________________________________

Вывод о пригодности воды по данному показателю для приготов-

ления и поливки бетона ______________________________________

__________________________________________________________

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СУЛЬФАТОВ ПО ГОСТ 4389

Сульфатно-хлоридные минерализованные воды встречаются весьма часто. В зависимости от наличия в них ионов SO42 и Cl–1 коррозия бетона протекает по-разному. Его разрушение при сульфатной агрессии связано с образованием из гидратированного трехкальциевого алюмината (С3А) и гипса устойчивого в определенных условиях комплексного соединения – гидросульфоалюмината кальция по реакции

3СаSO4 + 3СаO Аl2О3 6Н2О + 25Н2О =

(17.1)

= 3СаO Аl2О3 3СаSO4 31Н2О.

357

Это соединение имеет значительно больший объем, чем исходные объемы его компонентов, что приводит к разрушению бетона вследствие возникающих в цементном камне внутренних напряжений.

Содержание сульфат-ионов (SO42 ) в воде, используемой при изготовлении нижеперечисленных конструкций и растворов, не должно превышать 2000 мг/л:

1) предварительно-напряженных железобетонных конструкций и нагнетаемых растворов;

2) бетонных и железобетонных конструкций с ненапрягаемой арматурой;

3) строительных штукатурных растворов и растворов для армированной каменной кладки;

4) бетонных неармированных конструкций и строительных растворов для неармированной каменной кладки.

Для промывки заполнителей и поливки наружных поверхностей бетонных и железобетонных конструкций содержание ионов SO42 не должно превышать 2700 мг/л.

Приборы и материалы

1.10-процентный раствор НСl.

2.5-процентный раствор ВаСl2.

3.Электроплитка.

4.Вода в пробирках объемом не менее 500 л: 1) водопроводная; 2) речная; 3) болотная; 4) сточная.

Методика испытаний

Определение содержания сульфатов основано на осаждении в кислой среде хлористым барием ионов SO42 в виде сернокислого бария.

К 5 мл исследуемой воды в пробирке прибавляют 1…2 капли 10-процентного раствора НСl, 3…5 капель 5-процентного раствора хлористого бария (ВаСl2 2Н2О) и нагревают.

358

В присутствии сульфат-ионов SO42 выпадает белый мелкокристаллический осадок или появляется муть:

ВаСl2 + СаSO4 ВаSO4 + СаСl2.

Результаты испытаний

Результаты испытаний заносят в табл. 17.4.

Т а б л и ц а 17.4

Результаты определения содержания SO42

Описать реакции при определении содержания сульфатов, сде-

лать вывод: ________________________________________________

__________________________________________________________

359

Допустимое содержание ионов SO42 в воде для приготовления бетона по СТБ 1114 ___________________________

Вывод о пригодности воды для приготовления и поливки бетона

__________________________________________________________

Задание 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХЛОРИДОВ (ХЛОРИД-ИОНА Cl–1)

Общекислотная коррозия цементного камня происходит при действии растворов любых кислот, имеющих значение водородного показателя рН < 7. Свободные кислоты встречаются в сточных водах промышленных предприятий, могут проникать в почву и разрушать бетонные фундаменты, коллекторы и другие подземные сооружения. Кислота образуется также из сернистого газа, выходящего из топок. В атмосфере промышленных предприятий, кроме SO2, могут содержаться ангидриты других кислот, а также хлор и хлористый водород. При растворении его во влаге, адсорбированной на поверхности железобетонных конструкций, образуется соляная кислота.

Кислота вступает в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, при этом образуются растворимые соли (например, СаCl2):

Кроме того, кислоты могут разрушать и силикаты кальция. Бетон на портландцементе защищают от непосредственного действия кислот с помощью защитных слоев из кислотостойких материалов.

Приборы и материалы

1.Колбы конические вместимостью 250 мл.

2.Натрий хлористый (NaCl).

3.Пробирки.

4.Азотная кислота (НNО3).

5.Вода испытуемая объемом не менее 250 мл.

6.Серебро азотнокислое (АgNO3).

360