Методические указания по выполнению лабораторных работ Дисциплина: «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»



страница2/6
Дата17.10.2016
Размер1,08 Mb.
1   2   3   4   5   6

Таблица 2.5 – Итоговая таблица лабораторной работы №1




строки


Показатель

Значение

показателя



Источник

информации



1

Группа песка




Раздел 4 п. 7

2

Насыпная плотность

ρНАС = ...

Раздел 1 п. 7

3

Истинная плотность

ρИСТ = ...

Раздел 2 п. 7

4

Пустотность

VПУСТ = ...

Раздел 3

5

Модуль крупности

МКР = ...

Раздел 4 п. 6

6

Влажность песка

W = ... %

Раздел 5 п. 4

7

Пригодность песка для произвдства бетона




Раздел 4 п. 8

3 Лабораторная работа №2.

Известь. Классификация.

Определение скорости гашения и активности извести
Цель работы: ознакомление с приборами и методикой определения сорта извести, скорости ее гашения, расчета непогасившихся зерен.

Оборудование и материалы: прибор для гашения извести, термометр, сушильный шкаф, сито №1,25, весы электронные, секундомер, известь негашеная, известь гашеная.

Правила безопасности: с целью предохранения глаз от попадания извести лабораторную работу выполнять в защитных очках.

Внимание! Вначале надо выполнить п. 1-2 радела 4.
Теоретическая часть

Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные материалы, которые при затворении водой образуют пластичное вещество, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т.е. переходить в камневидное состояние. Строительные минеральные вяжущие вещества делятся на три категории:

1. Воздушные вяжущие вещества (известь, гипс) характеризуются тем, что, будучи смешанны с водой, твердеют и длительное время сохраняют прочность лишь в воздушной среде. В случае систематического увлажнения они теряют прочность и разрушаются.

2. Гидравлические вяжущие вещества (портландцемент и др.) характеризуются тем, что, после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны далее твердеть как в воздушной, так и в водной среде, при этом прочность их увеличивается.

3. Кислотостойкие вяжущие вещества (кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент) представляют собой тонкомолотую смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяемую водным раствором силиката натрия или калия. Это вяжущее вещество начального твердения в воздушной среде может длительное время сопротивляться агрессивному воздействию неорганических и органических кислот, кроме фтористо-водородной.



1 Воздушные вяжущие вещества.

Строительная известь.

К воздушным вяжущим веществам относится строительная известь, которая будучи затворенная водой, под влиянием протекающих физико-химических процессов, способна постепенно переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное. При этом она связывает смешанные с ними отдельные куски и мелкие частицы материалов (щебени, песок, опилки) в монолит.

Известью (строительной известью) (формула - СаО) называется продукт, получаемый обжигом известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород, т.е. мела, известняка, доломита (СаСОз) при температуре 1000 ... 12000С до возможно полного удаления углекислого газа (СО2).

Строительная известь делится на воздушную и гидравлическую. Воздушная известь при затворении водой схватывается, твердеет и сохраняет прочность в воздушно-сухих условиях. Содержание примесей глины в карбонатных породах не должно превышать 6%. Гидравлическая известь, затворенная водой, схватывается на воздухе, но твердеет и сохраняет прочность камня не только на воздухе, но и под водой. В сырье (известняке) для ее производства содержится 6-20% глинистых примесей.



Воздушная известь в зависимости от дальнейшей обработки обожженного продукта делится на:

1. Негашеную комовую известь (кипелку), состоящую главным образом из СаО;

2. Неегашеную молотую известь - порошкообразный продукт помола комовой извести.

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород: - мела, известняка, доломита (формула СаСОз) обжигом их до возможно полного удаления углекислоты. Обжиг обычно ведут при температуре 1000 ... 12000С. Происходит термическая диссоциация СаСОз по уравнению: СаС03 = СаО+СО2.

Высокодисперсный сухой порошок, полученный гашением комовой, или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды. Вода обеспечивает переход оксидов кальция и магния в их гидраты (процесс гидратации): СаО+Н2О=Са(ОН)2+15,6 ккал/моль.



Гашеную гидратную известь (пушонку) - тонкий порошок, получаемый в результате гашения комовой извести определенным количеством воды и состоящий в основном из Са(ОН)2; (пушонка названа за «пушистый» вид).

Известковое тесто - тестообразный продукт гашения комовой извести, состоящей в основном из Са(ОН)2 и механически примешанной воды.

Известковое молоко - белая суспензия, в которой гидроксид кальция находится частично в растворенном, а частично во взвешенном состоянии.

В зависимости от содержания в известняке глинистых и песчаных примесей известь делится на:

- Жирную известь, которая характеризуется большим выходом известкового теста (больше 3,5 л на 1 л негашеной извести), быстро гасится, выделяя при этом много тепла, и дает после гашения жирное, пластичное на ощупь тесто. Жирная известь позволяет получать удобоукладываемые растворы при введении большого количества песка.

- Тощую известь, которая гасится медленно и дает менее пластичное тесто, в котором прощупываются мелкие зерна. Чем больше глинистых и песчаных примесей содержит известняк, тем более тощей получается изготовленная из него известь.



Негашеная известь.

Во время обжига карбонатные породы диссоциируют на окись кальция и углекислый газ, который удаляется. Уравнение процесса обжига следующее СаС03 = СаО+СО2↑. Негашеная известь состоит преимущественно из оксида кальция – СаО, который остается в виде комков, поэтому полученная известь называется комовой или негашеной известью. При размоле комовой извести получают молотую негашеную известь.

Известь негашеная комовая, (называемая кипелкой) представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из СаО и примесей: MgO, CaCO3, силикатов, алюминатов и ферритов кальция.

Известь негашеная молотая – порошкообразный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести, из которой и получена.



Оксид магния MgO содержится в карбонатных породах в широких пределах - от 0,5 до 10 - 20% и более. Присутствуя в извести в количестве до 5...8%, он относительно мало влияет на свойства продукта. При повышенном содержании MgO известь приобретает слабые гидравлические свойства. В зависимости от содержания оксида магния различают следующие виды воздушной извести: кальциевую - не более 5%, MgO, магнезиальную - от 5 до 20% MgO и доломитовую - от 20 до 40%. MgO.

В зависимости от скорости гашения все сорта воздушной негашеной извести делят на три вида:

- быстрогасящуюся со скоростью гашения – не более 8 мин.;

- среднегасящуюся – до 25 мин.;

- медленногасящуюся – до 25 мин.

Гашеная известь.

«Гашение» извести происходит, если комовую или молотую негашеную известь затворить водой. В результате бурной реакции образуется гидрат окиси щелочноземельного металла - кальция Са(ОН )2, или магния Mg(ОН)2. Полученная известь называется гашеной, гидратной или пушонкой.

Гашеная или гидратная известь (или пушонка) - высокодисперсный сухой порошок, полученный гашением комовой, или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающих переход оксидов кальция или магния в их гидраты (процесс гидратации):

СаО+Н2О=Са(ОН )2+15,6 ккал/моль.

При гашении гидроксид кальция - Са(ОН)2 распадается на мелкие частицы. Это объясняется значительным тепловыделением при гидратации, повышением температуры материала, испарением воды и образованием водяного пара в порах негашеной комовой извести.



Теоретически для гашения извести в пушонку необходимо 32,16% воды от массы СаО, на практике расход увеличивают в 2-2,5 раза (60-80% воды от массы негашеной извести - кипелки), что объясняется повышением температуры, и испарением воды. При гашении извести в тесто расход увеличивают до 200-300% от массы кипелки. При большем количестве (400...500%) воды можно получить известковое молоко и известковую воду (продукты гашения).

Твердение извести.

Твердение гидратной извести обусловлено следующими процессами:

а) испарением воды и кристаллизацией Са(ОН)2. Испарение воды приводит к росту кристаллов Са(ОН)2 и их срастанию - образованию каркаса.

б) образованием карбоната кальция по реакции:
Са(ОН)2+СО:=СаСОз+Н2О.
Испарение влаги и карбонизация протекают весьма медленно из-за образования на поверхности плотной пленки карбоната и невысокой концентрации СО2 в воздухе (0,03%). Поэтому в начальный период прочность обеспечивается срастанием кристаллов Са(ОН)2.
Применение строительной извести.

Строительную известь применяют как в чистом виде, так и в сочетании с цементом для приготовления кладочных и штукатурных растворов, для побелки (7%). Известь применяют для производства силикатного кирпича (26%) и различных строительных деталей, приготавливаемых автоклавным способом; крупных стеновых блоков, облицовочных плит, стеновых панелей, при выплавке стали (50%).



Показатели качества воздушной извести. Качество воздушной извести оценивается по следующим нормируемым показателям:

  1. Суммарное содержание в ней активных СаО и MgO, т.е. активности извести;

  2. Скорость гашения извести;

  3. Тонкость помола извести;

  4. Величина предела прочности при сжатии образцов, изготовленных из раствора гидравлической извести;

  5. Влажность гидратной извести (пушонки);

  6. Количество непогасившихся зерен.


Практическая часть

2. Определение скорости гашения извести

Скорость гашения извести является одним из основных показателей технических требований к извести строительной воздушной.

За скорость гашения принимают время от момента поступления воды к извести до начала снижения ее максимальной температуры. Скорость гашения извести выражают в минутах.





Ход выполнения работы

Рисунок 3.1 - Прибор для определения скорости и температуры гашения извести:

1-известь; 2- изоляционный материал


1) Взвесить навеску 20 г негашеной извести - кипелки и поместить ее в стакан прибора. Влить в него 50 мл воды с температурой 20 0С. Закрыть пробкой, в которой плотно установить термометр со шкалой до 100 градусов. (Длина помещаемой в стакан нижней части термометра составляет 100-150 мм).

Быстро перемешать деревянной отполированной палочкой и оставить прибор в покое.



Внимание. Шарик термометра должен быть постоянно погружен в реагирующую смесь.

2) Наблюдать повышение температуры в приборе. Вести отсчет температуры через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считается законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1 градус.

Результаты опыта занести в таблицу 3.1.


Таблица 3.1 – Результаты испытаний определения скорости и температуры гашения извести



Время

0 мин

1 мин

2 мин

3 мин

4 мин

5 мин

6 мин

7 мин

8 мин

Температура

230С

























Время

9 мин

10 мин

11 мин

12 мин

13 мин

14 мин

15 мин

16 мин

17 мин

Температура



























3) На основании данных построить график гашения извести, откладывая по оси абсцисс время от начала опыта, по оси ординат – температуру, и по максимуму которой установить скорость гашения извести. Заполнить строку 2 итоговой таблицы 3.3.

4) По результатам испытания и по таблице 3.2 (строка.3) определить группу извести по скорости гашения: быстро-, средне-, или медленногасящейся известь.

Заполнить строку 3 итоговой таблицы 3.2.

Рисунок 3.2 – График гашения извести


3. Расчет содержания непогасившихся зерен и определение сорта извести

При взаимодействии негашеной извести с водой происходит гидратация оксида кальция по реакции; СаО+Н2О=Са(ОН)2+Q, где Q - количество теплоты, выделяющейся при этой реакции.

Этот процесс называют гашением извести. Он сопровождается выделением большого количества теплоты. При этом температура гасящейся извести повышается до определенного максимума. С окончанием реакции прекращается выделение теплоты, и температура смеси снижается.
Таблица 3.2 - Технические требования к строительной извести


п/п

Показатель

1 сорт

2 сорт

3 сорт

1

Содержание активных оксидов СаО и МgО в негашеной извести, не менее (%)

90

80

70

2

Количество непогасившихся зерен в негашеной извести, не более (%)

7

10

14

3


Группа извести по скорости гашения, (в минутах):

- быстрогасящаяся, менее

8

8

8

- среднегасящаяся, не более

25

25

25

- медленногасящаяся, более

25

25

25


Следовательно, момент начала снижения температуры смеси является признаком прекращения реакции гашения извести.

В процессе гашения комовой извести некоторая часть ее может либо вообще не погаситься, либо гаситься настолько медленно, что процесс гашения заканчивается в растворе или даже в кладке. Вследствие неравномерного нагревания известняка в печах при обжиге известь всегда содержит некоторое количество непогасившихся зерен. Непогасившиеся зерна – это зерна пережженного и недожженного камней.



Ход выполнения работы

Обозначение

1) Разбавить известь, находящуюся в стакане прибора теплой водой. Вылить содержимое стакана на сито № 0,63. Промыть слабой непрерывной струей воды, слегка растирая известь стеклянной палочкой. Собрать остатки в металлическую емкость и высушить в печи 20-25 минут при температуре 100-1200 С до постоянной массы;


---

2) Взвесить в граммах высушенные остатки (m);

m =... г

3) Определить содержание в извести количество непогасившихся зерен (Н.З.) по формуле. Заполнить строку 4 итоговой таблицы 3.3.


Н.З.= ... %


m

Н.З. = --- * 100 %

mн

где m - масса остатка непогасившихся зерен в г;

mн - масса навески извести в граммах (см. выше);

Н.З. - количество непогасившихся зерен в %.

4) Вычислить содержание активных оксидов СаО (активность извести) по формуле:


С = ...





где С = ... % активность извести;

Н.З = ... % - количество непогасившихся зерен (из п.3).

Заполнить строку 1 итоговой таблицы 3.3.

5) Определить тип непогасившихся зерен. На отдельные зерна, соблюдая правила техники безопасности, капнуть из пипетки соляной кислотой, от действия которой недожженные зерна «вскипают», а пережженные с ней не реагируют.

Заполнить строку 7 итоговой таблицы 3.3.

6). Выбрать сорт извести по таблице 3.2, (1 строка) по содержанию активных оксидов СаО с учетом остальных показателей таблицы 3.3. Заполнить строку 5 итоговой таблицы 3.3.

Недожог представлен неразложившимся при обжиге - СаСО3 (мел, известняк или доломит). Если на недожженное зерно капнуть соляной кислотой то оно «зашипит», что доказывает наличие известняка - СаСО3.

Пережог - это остеклованный трудногасящийся оксид кальция СаО. Если неразложившиеся частицы сырья (СаСО3) в дальнейшем не гасятся, то оксид кальция (пережог) будет гаситься в кирпичной кладке или в штукатурке, что приведет к растрескиванию затвердевшего раствора. Поэтому от содержания непогасившихся зерен в извести зависит ее качество.



Сорт извести определяют в зависимости от содержания активных окиси кальция и окиси магния, а также непогасившихся зерен, скорости гашения и тонкости помола в соответствиями с требованиями указанными в таблице 3.2.

4. Определение влажности гидратной извести (пушонки).

Влажность извести определяется количеством воды, находящейся в ней на данный момент. Влажность гидратной извести (пушонки) является одним из показателей технических требований к строительной воздушной извести и составляет по нормативам менее 5 %.

Водопоглощение извести – называется способность извести впитывать и удерживать в себе воду при непосредственном соприкосновении с ней.


Ход выполнения работы

Обозначение

1) Взвесить 20 г. гидратной извести (пушонки).

m =... г

2) Навеску в бюксе поместить в сушильный шкаф, прикрыть опрокинутой воронкой, высушить при температуре 105 – 110 0С в течение 2 ч.

---

3) Извлечь бюкс с навеской из сушильного шкафа, охладить в эксикаторе и снова взвесить навеску извести.

m 1 =... г

4) Вычислить влажность по формуле:


W =... %

m1 - m

W = --- * 100%

m1

где Wвлажность извести в %;

m1 – масса начальной навески извести в г;

m – масса навески высушенной извести в г.

Заполнить строку 6 итоговой таблицы 3.3.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница