Технология стеновых материалов. Методические указания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Кафедра технологии строительных материалов и изделий

В.И. Турчанинов

ТЕХНОЛОГИЯ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве методических указаний для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 270800.62 Строительство

Оренбург

2013

УДК 666.712

ББК 35.41

Т 86

Рецензенты доктор технических наук В.А. Гурьева

доцент, кандидат технических наук Л.В. Солдатенко

Турчанинов, В.И.

Т 86 Технология стеновых материалов: методические указания / В.И.Турчанинов, Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - 62 с.

В методических указаниях излагаются методики анализа глинистого сырья, принципы подбора состава керамических масс, способы оптимизации составов силикатных масс при производстве силикатного кирпича.

Предназначены для студентов направления подготовки 270800.62 – Строительство, профиль Производство строительных материалов, изделий и конструкций всех форм обучения, изучающих дисциплину «Технология стеновых материалов», а также могут быть полезны при проведении исследований глинистого и силикатного сырья.

УДК 666.712 ББК 35.41

© Турчанинов В.И., 2013

© ОГУ, 2013

2

Содержание

Введение …………………………………………………………………………...….….. 6 1 Лабораторная работа №1 Определение свойств глинистого сырья ….……...……… 7

3

1.10.3Проведение испытаний …………………………………………………..….… 36

1.10.4Выводы …….…………………………………………………..………..…….. 36

1.11Определение спекаемости глин ………………………………...…….……... 37

1.11.1Материалы и оборудование …….……………………….…..……………...… 37

1.11.2Подготовка к испытанию …….……………………………………...………. 38

2.1Материалы и оборудование ……………………………………….…..…..…… 41

2.5Определение физико-механических свойств керамического черепка ………. 45

4

изготовления силикатного кирпича ………………………….…..………………..… 51

З.1 Общие положения …….…………………………………..…….…..……….……...51

3.2Материалы и оборудование …………….………………….….………. ……. 52

3.3Проектирование состава силикатной смеси ………….…………….…… .....….. 53

5

Введение

Основными видами стеновых материалов являются керамический и силикат-

ный кирпич и камни, изделия из ячеистых, легких и тяжелых бетонов, асбестоце-

ментные и грунтобетонные изделия. Среди отмеченных материалов первостепенное значение имеют керамический и силикатный кирпич, для производства которых в качестве сырьевых материалов используются легкоплавкая глина, известь и кварце-

вый песок.

Сырьевые материалы должны отвечать ряду требований нормированных свойств, наличие которых в совокупности с соблюдением определенных техниче-

ских приемов позволяет обеспечить высокое качество готовой продукции. Опреде-

ление свойств исходных материалов производится по стандартным методикам, ос-

воение ряда которых входит в задачу выполняемого лабораторного практикума.

Наряду с определением свойств сырья в производственной практике решается задача регулирования свойств формовочной массы (смеси). Пути решения этой за-

дачи также рассматриваются в предлагаемом лабораторном практикуме.

Качество готовой продукции и эксплуатационные свойства изделий оценива-

ются по нормируемым на каждый вид изделия свойствам, которые отражаются в технических условиях на изделия. Методики определения этих свойств также осваи-

ваются при выполнении предлагаемых лабораторных работ.

В целом предлагаемые методические указания предназначены для ознаком-

ления студентов с методами лабораторного контроля в технологии стеновых ма-

териалов и приобретения некоторых навыков в осуществлении лабораторного контроля.

6

1 Лабораторная работа № 1

Определение свойств глинистого сырья

1.1 Подготовка пробы для анализа

Точность оценки качества сырья зависит от правильности отбора средней пробы и подготовки её для анализа, которые проводятся в соответствии с ГОСТ

3226-93 [1].

При проведении лабораторно-технологических испытаний сырья отбирается проба не менее 50 кг, которая затем способом квартования сокращается до массы не менее 200 г для проведения химических исследований и не менее 5 кг - для физико-

механических.

Для квартования глину расстилают тонким слоем на площади не менее, чем 1

м2; крупные комья разбивают деревянным молотком. Затем глину делят двумя диа-

гоналями на четыре равных треугольника. Глину отбирают из двух противополож-

ных треугольников, тщательно перемешивают, расстилают тонким слоем и снова делят диагоналями на четыре треугольника. Операцию квартования повторяют не-

сколько раз до получения средней пробы в требуемом количестве для проведения анализа. Оставшаяся глина считается также усредненной.

Дальнейшие определения проводятся параллельно не менее чем на двух на-

весках; за окончательный результат испытаний принимают среднее арифметиче-

ское результатов двух параллельных определений.

Взвешивание материалов производят с погрешностью не более 0,0002 г для химического анализа и не более 0,02 г для физико-механических определений.

1.2 Определение химического состава

Содержание основных химических составляющих в глинистой породе оцени-

вают по количественному содержанию диоксида кремния SiO2, в том числе свобод-

ного кварца, суммы оксидов алюминия Al2O3 и титана TiO2, суммы оксидов железа

7

Fe2O3 и FeO, суммы оксидов кальция CaO и магния MgO, суммы оксидов калия K2O

и натрия Na2O, суммы соединений серы (в пересчете на SO3), в том числе сульфид-

ной.

Их содержание, в процентах по массе, должно соответствовать приведенному

ниже:

- диоксида кремния SiO2 – не более 85,0, в том числе свободного кварца – не более 60;

-сумма оксидов алюминия и титана (Al2O3+TiO2) – не менее 7,0;

-сумма оксидов кальция и магния (CaO+MgO) – не более 20,0;

-сумма соединений серы (в пересчете на SO3) – не более 2,0, в том числе сульфидной – не более 0,8;

-сумма оксидов железа (Fe2O3+FeO) – не более 14,0;

-сумма оксидов калия и натрия (K2O+Na2O) – не более 7,0.

Определение основных химических составляющих проводится в соответствии

сметодиками следующих нормативных документов:

-содержание диоксида кремния SiO2 - по ГОСТ 2642.3-86 [2], свободного кварца – по ГОСТ 21216.3-81 [3];

-содержание оксидов алюминия и титана - по ГОСТ 2642.4-86 [4]; и ГОСТ

2642.6-86 [5] соответственно;

- содержание оксидов кальция и магния - по ГОСТ 2642.7-86 [6]; и ГОСТ

2642.8-86 [7] соответственно;

- суммарное содержание соединений серы, в том числе сульфидной в пересче-

те на SO3 - по ГОСТ 3594.4-77 [8];

-содержание оксидов железа – по ГОСТ 2642.5-86 [9];

-оксидов калия и натрия - по ГОСТ 2642.11-86 [10].

8

1.3 Определение минералогического состава глинистой составляющей и

оценка её дисперсности методом адсорбционного люминисцентного анализа

1.3.1 Сущность метода

В основе метода адсорбционного люминисцентного анализа лежит определе-

ние катионообменной адсорбции органических красителей-люминофоров в глини-

стой суспензии заданной концентрации.

По объему поглощенного красителя и свойствам образующегося коагулянта органоглинистого комплекса рассчитывают величину обменной емкости и число глинистости. По этим показателям глинистую породу относят к определенной группе, подгруппе и разновидности по минералогическому составу и дисперсности (смотри таблицу А1 приложения).

1.3.2 Применяемая аппаратура и реактивы

Электроплитка.

Весы технические ВТ-20 или ВТ-200.

Сито с отверстиями размером 0,1 мм. Штатив лабораторный.

Штатив для пробирок.

Ступка фарфоровая с пестиком. Тигель фарфоровый №4. Пипетка емкостью 10 мл.

Бюретка емкостью 10 мл.

Стеклянные мерные цилиндры емкостью 10 и 50 мл. Пробирки 16/150; 21/200.

Пробки резиновые № 12,5; 14,5; 19,0.

Трилон Б, раствор концентрации 9,36 г/л.

Краситель - люминофор родамин 6ж, раствор концентрации 0,0025Н (1,1260

г/л).

Краситель хризоидин, раствор концентрации 0,0025 Н (0,62182 г/л).

9

Смесь красителей родамина 6ж и хризоидина в растворе в объемном соотно-

шении 1:4.

1.3.3 Проведение анализа

Анализ ведут на серии из 10-12 проб. Пробы массой 0,2 г каждая готовят пу-

тем измельчения в ступке до полного прохождения через сито с ячейкой 0,1 мм. От каждой пробы отвешивают 30 мг глины, помещают в фарфоровый тигель, добавля-

ют по каплям 1,5 мл раствора пирофосфата натрия и мокрым растиранием переводят глину в пасту. Добавляют ещё 3 мл пирофосфата натрия и 3 мл трилона Б и затем,

приливая воду, переносят суспензию в цилиндр или пробирку с меткой на 30 мл так,

чтобы общий объем суспензии составлял от 20 до 25 мл. Суспензию тщательно пе-

ремешивают встряхиванием или продувкой воздуха через раствор пипеткой и остав-

ляют на время от 12 до 15 часов. На следующий день цилиндры (пробирки) поме-

щают в сосуд с кипящей водой, которым служит стакан с водой, находящийся на электроплитке. Суспензию прогревают в течение 1 часа. После охлаждения объем суспензии доводят до 30 мл, добавляя воду. Каждую пробу делят на 3 части по 10 мл

ипереносят в 3 пробирки (одна суспензия запасная). Пробирки закрывают пробками

иустанавливают в штативе. Подготовленные суспензии оттитровывают смешанным раствором органических красителей родамина 6ж и хризоидина, взятых в соотноше-

нии 1:4.

Титрование ведут следующим образом. В одну из двух суспензий каждой пробы вводят 0,6 мл раствора красителей. Суспензию энергично встряхивают и че-

рез 10 мин просматривают содержимое всех пробирок данной серии проб. Если сус-

пензия приобрела ярко-желтое люминисцентное свечение, дальнейшее введение доз красителя прекращают, поскольку это признак перетитрования, т.е. наличия избытка красителя-люминофора в растворе. Во вторые пробирки таких проб вводят умень-

шенную порцию 0,2 мл красителей. Через 30 мин наблюдают и записывают в жур-

нал свойства глинистых суспензий, в которых прошла реакция обмена катионов.

При признаках недотитрованности проб в первой пробирке дозу красителя доводят до 1,4 мл. Наряду с объемом введенного красителя отмечают мутность или про-

10