Воздушные вяжущие вещества

2

УДК 519.6.502(075)

Составители: В.М. Кретова, Е.Г. Пахомова

Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры

проектирования, строительства зданий и линейных сооружений А.А. Сморчков

Воздушные вяжущие вещества методические указания по выполнению лабораторных работ / сост.: В.М. Кретова, Е.Г. Пахомова; Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2012. 16с.: ил. 5, табл. 8. Библиогр.: с.16.

Излагаются методы определения основных свойств воздушно вяжущих веществ.

Методические указания соответствуют требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования 653500 «Строительство».

Предназначены для студентов специальностей 270100, 270102, 270105, 270109 и 270112 дневной и заочной форм обучения.

Текст печатается в авторской редакции

Подписано в печать . Формат 60х84/1/16.

Усл. печ. л.0,9. Уч.-изд. л.0,8. Тираж 50 экз. Заказ . Бесплатно. Юго-Западный государственный университет.

305039, г. Курск, ул.50 лет Октября, 94.

3

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ

Гипсовые вяжущие (ГОСТ 125-79**) – воздушные вяжущие вещества, получаемые термической обработкой (при температуре 140…160 0С) гипсового сырья до образования полугидрата сульфата кальция СаSO4 0,5 H2O. Твердение гипсовых вяжущих заключается в присоединении воды (гидратации) до образования двугидрата сульфата кальция

СаSO4 0,5 H2O+1,5 H2O = СаSO4 2H2O

Воздушные вяжущие способны затвердевать и длительно сохранять прочность только на воздухе.

Гипсовые вяжущие вещества делят на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие вещества получают при нагревании двухводного гипса CaSO4 2H2O до температуры 150...160°С с частичной дегидратацией двуводного гипса и переводом его в полуводный гипс CaSO4 0,5H2O. К низкообжиговым относится строительный, формовочный и высокопрочный гипс.

Высокообжиговые (ангидритовые) вяжущие получают обжигом двуводного гипса при более высокой температуре до 700... 1000°С с полной потерей химически связанной воды и образованием безводного сульфата кальция — ангидрита CaSO4. К высокообжиговым относится — ангидритовый цемент и эстрихгипс.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих служат природный гипсовый камень и природный ангидрид CaSO4, а также отходы химической промышленности, содержащие двуводный или безводный сернокислый кальций, например фосфогипс. Возможно применение гипсосодержащего природного сырья в виде сажи и глиногипса.

Гипсовое вяжущее – одно из немногих вяжущих, расширяющихся при твердении: увеличение в объеме достигает 0,2%. Это особенность гипсовых вяжущих позволяет применять их

4

без заполнителей, не боясь растрескивания от усадки, и использовать для снятия копий в формовочном деле.

Для того чтобы правильно и рационально использовать строительные материалы (воздушные вяжущие), необходимо знать их свойства и назначения.

Основные свойства воздушно вяжущих веществ определяют путем их лабораторных испытаний в соответствии с методикой, рекомендованной ГОСТами на эти вяжущие.

Лабораторная работа № 3

ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

3.1 Общие сведения

Гипс строительный Гипс (в строительной практике иногда используют

устаревший термин «алебастр» – от греч. alebastros – белый) – быстротвердеющее воздушное вяжущие, состоящее из полуводного сульфата кальция СаSO4 0,5Н2О , получаемого низкотемпературной (< 200 0С) термообработкой гипсового сырья.

Все определения свойств гипсовых вяжущих производятся по ГОСТ 23789—79.

Истинная плотность этих разновидностей колеблется в пределах 2,6—2,75 г/см3. Насыпная плотность в рыхлом состоянии обычно составляет 800—1100, в уплотненном—1250—1450 кг/м3.

Косновным свойствам строительного гипса относят:

тонкость помола;

нормальную густоту;

сроки схватывания;

предел прочности при сжатии и изгибе.

3.2Цель работы: Ознакомиться с требованиями ГОСТа к гипсовым вяжущим (гипсу). Изучить методы определения:

стандартной консистенции, сроков схватывания и марки по прочности гипса в соответствии с ГОСТом.

5

3.3 Определение тонкости помола гипса

3.3.1 Оборудование, приборы, инструменты: весы технические по ГОСТ 24104-88 с погрешностью взвешивания не более 0,05 г, сито №02 по ГОСТ 6613-86, сушильный шкаф.

3.3.2 Материалы: строительный гипс (алебастр), вода.

3.3.3 Порядок проведения работы. Тонкость помола гипсовых вяжущих оценивают по остатку при просеивании пробы на сите с отверстиями размером 0,2 мм. Пробу строительного гипса (120…150 г), предварительно высушивают в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (50 ±5) 0С. Затем из сухой пробы отбирают навеску массой 50 г и взвешивают на весах с погрешностью не более 0,1 г. Навеску высыпают на сито №02 (рис. 1). Закрыв крышкой сито, производят просеивание, производимое вручную или на механической установке. Длительность просеивания вручную примерно составляет 5 – 7 мин. Просеивание гипса считается законченным, если в течение 1 мин при контрольном ручном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г вяжущего.

Тонкость помола вяжущего определяют (формула 1.1) как отношение массы остатка на сите к массе первоначальной навески (50 г) и выражают в процентах с погрешностью не более 0,2%. За

7

(цилиндр из нержавеющего металла, лист стекла, мишень), секундометр, металлическая линейка по ГОСТ 427-75.

3.4.2 Материалы: строительный гипс (алебастр), вода водопроводная.

3.4.3 Порядок проведения работы. Нормальную густоту гипсового теста определяется с помощью вискозиметра Суттарда (рисунок 2 а), который состоит из латунного (стального) цилиндра 1 с внутренним диаметром 50 мм и высотой 100 мм, листа стекла 2 с концентрическими окружностями снизу.

Перед испытанием стекло и внутреннюю поверхность цилиндра протирают влажной тканью, цилиндр ставят в центре стекла. В чистую чашу, предварительно протертую влажной тканью, вливают воду. Затем в нее в течение 2...5 секунд засыпают 300 г гипсового вяжущего вещества. Массу перемешивают ручной мешалкой в течение 30 с, начиная отсчет времени от начала затворения (всыпания гипса).

После окончания перемешивания цилиндр вискозиметра заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают металлической линейкой. Через 45 секунд, считая от начала затворения, или через 15 секунд после окончания перемешивания цилиндр быстрым правильным движением поднимают вертикально на высоту 15…20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва полученной лепешки 3 измеряют металлической линейкой сразу после поднятия цилиндра в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью 5 мм и вычисляют среднее арифметическое.

Величина диаметра расплыва служит критерием текучести гипсового теста (рисунок 2 б). Нормальной густотой гипсового теста считают такую его консистенцию, при которой тесто, вытекая из цилиндра вискозиметра, расплывается в лепешку до диаметра 175...185 мм. Если диаметр не соответствует стандартному значению, то испытание повторяют с измененной дозировкой воды.

Нормальная густота выражается в процентах как отношение массы воды к массе гипсового вяжущего вещества в граммах.

8

По результатам испытаний строят график зависимости диаметра расплыва (текучести теста) от количества воды затворения.

Нормальная густота, или стандартная консистенция характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (1805)мм. Величина стандартной консистенции выражается количеством воды и зависит от свойств вяжущего.

Рис. 2. Вискозиметр Суттарда:

а) – в собранном виде; б) – расплыв лепешки из гипсового теста где: 1 – цилиндр из нержавеющего металла, имеющий диаметр 5 см

и высоту 10 см; 2 – стекло с нанесенными концентрическими окружностями диаметром 6 – 22 см; лепешка из гипсового теста нормальной густоты

Результаты эксперимента заносят в табл. 3.

Таблица 3 Результаты определения нормальной густоты гипсового теста

9

3.5Определение сроков схватывания гипсового теста

3.5.1Оборудование, приборы, инструменты: весы

технические по ГОСТ 24104-88 с погрешностью взвешивания не более 0,05 г, мерный цилиндр вместимостью 500 или 250 см3, чаша для перемешивания и ручная мешалка, прибор Вика, секундометр.

3.5.2Материалы: строительный гипс (алебастр), вода водопроводная, машинное масло.

3.5.3 Порядок проведения работы. Определение производят с помощью прибора Вика (рис. 3).

а)

Рис. 3. Прибор Вика а) фото прибора Вика; б) Схема прибора Вика.

Перед испытанием проверяют: свободно ли опускается стержень, а также нулевое положение подвижной части. Для определения сроков схватывания готовят тесто из 300 г вяжущего, которое всыпают в воду в течение 2...5 с и тесто перемешивают ручной мешалкой в течение 30 с. После этого тесто сразу заливают в кольцо 1 прибора Вика, предварительно протертое и смазанное минеральным (машинным) маслом и установленное на металлическую пластинку. Затем, для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой встряхивают 4…5 раз путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. Далее излишки теста срезают линейкой и выравнивают поверхность.

10

Кольцо на пластинке устанавливают на основание прибора Вика примерно по центру под иглой 7. Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом, отпуская винт-стопор 5. Погружение производят один раз каждые 30 с, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают (периодически смазывая машинным маслом), а пластинку с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место.

Начало схватывания определяют числом минут, истекших от момента добавления вяжущего к воде, до момента, когда игла первый раз не доходит до дна кольца на 1 мм, а конец схватывания – от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто не глубже чем на 1 мм. Погружение иглы 7 замеряют по шкале 3 и стрелке 4.

Результаты эксперимента заносят в табл. 4.

Таблица 4 Результаты определения сроков схватывания гипсового теста

Марка гипсового вяжущего по срокам схватывания устанавливается на тесте нормальной густоты (таблица 5).

Таблица 5 Виды гипсовых вяжущих по срокам схватывания