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


Вывод. В результате выполнения работы были определена влажность гидратной извести W



страница3/6
Дата17.10.2016
Размер1,08 Mb.
ТипМетодические указания
1   2   3   4   5   6



Вывод. В результате выполнения работы были определена влажность гидратной извести W =... %, которая соответствует нормативной влажности W < = 6 %

5) Вывод. В результате выполнения работы были определены показатели извести и установлен ее сорт. (см. итоговую таблицу 3.3).
Таблица 3.3 - Итоговая таблица лабораторной работы №2

п/п


Показатель

Резуль-тат

Источник информации

1

Активность, %

... %

Раздел 3 п.4

2

Скорость гашения, (мин):

... мин

Раздел 2 п.3

3

Группа извести по скорости гашения (быстро-, средне-, или медленногасящаяся)

...


Раздел 2 п.4

4

Количество непогасившихся зерен (%)

... %

Раздел 3 п.6

5

Сорт извести (1, 2 или 3)

...

Раздел 3 п.9

6

Влажность гидратной извести

... %

Раздел 4 п.5

7

Тип непогасившихся зерен (недожженные или пережженные)

...

Раздел 3 п.8


4 Лабораторная работа №3.

Определение основных показателей качества

строительного гипса
Цель работы: Ознакомление с приборами и методикой исследования гипса.

Оборудование и материалы: пресс гидравлический, прибор Вика, чашка и лопаточка для приготовления гипсового теста, весы электронные, прибор Суттарта, сито № 02, линейка, секундомер, гипс.

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

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

Гидравлические вяжущие вещества (портландцемент) 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.

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. Гипс

Гипсовые вяжущие делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают при нагреве двуводного гипса (CaSO4*2H2О) до температуры 150...160°С. При этом происходит частичная дегидратация двуводного гипса с переходом его в полуводный гипс: CaSO4*2H2О CaSO4*0,5H2O +l,5H2O. К низкообжиговым вяжущим относятся: строительный, формовочный, высокопрочный и медицинский гипс. Сырьем для производства низкообжиговых вяжущих является природный гипсовый камень (CaSO4*2H2О,) а также отходы промышленного производства, содержащие сульфат кальция -CaSO4.

Высообжиговые (ангидритовые) вяжущие получают термической обжигом двуводного гипса (CaSO4*2H2О) при более высокой температуре – 600...900°С, При этом двуводный гипс полностью теряет химически связанную воду, в результате чего образуется водный сульфат кальция – ангидрид CaSO4.

К высокообжиговым вяжущим относятся: ангидритовый цемент и эстрих-гипс.

Сырьем для производства высоко-обжиговых вяжущих является ангидрит CaSO4, а также отходы промышленного производства, содержащие сульфат кальция -CaSO4.

Строительный гипс. Строительным гипсом или алебастром (ГОСТ 125-79) называют воздушное вяжущее вещество, получаемое путем термической обработки природного двуводного гипса - сульфата кальция CaSO4*2H20 при температуре 150 - 180°С до превращения его в полуводный гипс - сульфат кальция CaSO4*0,5H2O, с последующим помолом в тонкий порошок: CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O.

Производство строительного гипса состоит из дробления, тонкого помола и термической обработки гипсового камня.

Существует 2 способа производства строительного гипса:

- при обжиге в открытых аппаратах, сообщающихся с атмосферой при температуре 150-160°С, когда вода из сырья удаляется в виде пара, и гипсовые вяжущие состоят в основном из мелких кристаллов β-модификации.

- в шахтных или аэробильных мельницах с последующим обжигом при температуре 100°С измельченного продукта в гипсоварочных котлах или печах.

Строительный (полуводный) гипс представляет собой порошок белого или серого цвета. Цвет гипса зависит от количества примесей в гипсовом камне и чистоты обжига. При производстве гипса допускается вводить добавки в целях регулирования сроков схватывания и улучшения физико-механических свойств гипса.




Запомни!- Формула строительного гипса - CaSO4*0,5H2O.
Формула природного двуводного гипса (из чего получают строительный гипс): CaSO4*2H2О.

Реакция получения строительного гипса:

CaSO4*2H2О→ CaSO4*0,5H2O +l,5H2O.

Оценки качества строительного гипса

Качество строительного гипса определяют по следующим показателям:

- по тонкости помола;

- по нормальной густоте гипсового теста;

- по срокам схватывания;

- по прочности при сжатии.

В зависимости от качества строительный гипс может быть двух сортов см. таблица 4.1.
Таблица 4.1 – Сорта качества гипса

Показатель

1 сорт

2 сорт

Тонкость помола по остатку на сите № 02, в процентах,

до 15

до 30

Предел прочности при сжатии образцов в Н/м2*105

до 45

до 35

В зависимости от степени помола строительный гипс имеет три группы (таблица 4.2).


Таблица 4.2 – Группы гипса по степени помола

Группа

Остаток на сите, %

Степень помола

I

не более 23 %

Грубый

II

не более 14 %

Средний

III

не более 2 %

Тонкий

В зависимости от сроков схватывания строительный гипс имеет три группы (таблица 4.3).


Таблица 4.3 – Группы строительных гипсов в зависимости от сроков схватывания

Группы гипсов

А - быстро

твердеющая



Б - нормально

твердеющая



В - медленно

твердеющая



Начало схватывания

не ранее 2 мин

не ранее 6 мин

не ранее 20 мин

Конец схватывания

до 10 мин

от 10 до 30 мин)

не нормируется

В зависимости от предела прочности гипс имеет следующие марки (таблица 4.4).


Таблица 4.4 – Марки гипсов в зависимости от пределов прочности образца на сжатие и изгиб

Марка


гипса

Предел прочности в МПа, не менее

Марка


гипса

Предел прочности в МПа, не менее

Марка


гипса

Предел прочности в МПа, не менее

при сжатии

при изгибе

при сжатии

при изгибе

при сжатии

при изгибе

Г-2

2

1,2

Г-6

6

5,0

Г-16

16

6,0

Г-3

3

1,8

Г-7

7

3,5

Г-19

19

6,5

Г-4

4

2,0

Г-10

10

4,5

Г-22

22

7,0

Г-5

5

2,5

Г-13

13

5,5

Г-25

25

8,0


Схватывание и твердение строительного гипса. Схватывание и твердение строительного гипса заключается в том, что при смешивании с водой гипс образует пластичное тесто, превращающееся далее в твердое камневидное тело с определенной прочностью. Основная реакция процесса имеет следующий вид:

CaSO4*0,5H2O +l,5H2O = CaSO4*2H2O.

При этом происходит выделение из раствора кристалликов гипса и их срастания. Процесс твердения гипса можно ускорить сушкой при температуре менее 65 градусов.

Начало схватывания гипса должно наступать не ранее 6 мин. и не позднее 30 минут после начала затворения водой. Сроки схватывания и твердения можно регулировать вводом NaCl, KCl, NaNO и других веществ, изменяющих растворимость CaSO4*0,5H2O в воде.

Формовочный гипс. Этот гипс отличается от строительного гипса более тонким помолом, большей прочностью. Получают его из гипсового камня, содержащего не менее 96% CaSO4*2H2O (т.е. примесей не более 4%) в варочных котлах при определенной длительности цикла и заданной температуре. Качество его выше строительного гипса. Он состоит также как и строительный гипс из β-модификации CaSO4* 0,5H2O (β-полугидрата) и характеризуется следующими данными:

- тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 не более 2,5%;

- начало схватывания – не ранее 5 минут;

- конец схватывания – не позднее 25 минут;

- предел прочности при растяжении через 1 сутки не менее 1,4 МПа, а через 7 суток – не менее 2,5 МПа (от строительного гипса отличается меньшей толщиной помола, повышенной прочностью и не содержит примесей).

Формовочный гипс применяют для изготовления форм, моделей и изделий в строительной керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Изделия из фарфорофаянсовой и керамической массы отливают в формах из формовочного гипса. Гипсовая форма должна быть достаточно прочной и вместе с тем пористой, чтобы отсасывать воду из шликера и при этом не разрушаться.



Высокопрочный гипс получают термической обработкой высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением 0,2...0,3 МПа при 124 0С в течение 5 часов.

Он состоит из α- модификации CaSO4*0,5H2O. Прочность его достигает 15-40 МПа. Высокопрочный гипс выпускают в небольшом количестве и используют в металлургической промышленности для изготовления форм.



Ангидритовый цемент состоит преимущественно из ангидрита CaSO4 ("мертво-обожженного"). Его "оживляют" добавкой катализаторов, повышающих его растворимость и создающих условия для его гидратации. Такими катализаторами являются СаО - 3...5% и др. ангидритовые цементы применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов, бетонов, производства теплоизоляционных материалов, искусственного мрамора и других декоративных изделий.

Эстрих-гипс (высокообжиговый гипс) образуется при температуре 800...1000 0С, он состоит из ангидрита CaSO4 и СаО (3,..5%), образующегося при разложении CaSO4 (CaSO4CaO+-SO3) и выполняющего роль катализатора твердения. Этот элемент медленно схватывается и твердеет.

Высокообжиговый гипс является разновидностью ангидритовых цементов. Он применяется для кладочных и штукатурных растворов, устройства мозаичных полов и др. Изделия из этого гипса по сравнению со строительным гипсом более морозостойкие, обладают повышенной водостойкостью и меньшей склонностью к пластическим деформациям.



Применение гипса

Строительный гипс – белое, экологически чистое, быстросхватывающее и быстро-твердеющее вяжущее вещество. Его применяют для изготовления строительных деталей и изделий, для наливных полов, клеевых композиций, лепных украшений, изготовление форм для литья художественной керамики, а также для штукатурных работ. Гипс не водостоек и не годится для производства внешних работ, но при добавлении цемента - он становится водостойким. Гипс широко используется в медицине. Гипсовые панели и перегородки хорошо поглощают звук. Гипс огнестоек и хорошо держит тепло. Кроме строительного гипса, находят применение (в ограниченных объемах) другие гипсовые вяжущие вещества: гипс формованный, гипс высокопрочный.



Водопотребность гипсовых вяжущих

Водопотребность гипсового вяжущего определяется количеством воды (в процентах от массы вяжущего), необходимым для получения гипсового теста стандартной консистенции.

Теоретически для гидратации полуводного гипса требуется 18,6% воды от массы гипсового вяжущего, Практически для получения удобоформуемой пластичной смеси строительный гипс требует 50...70% воды, а высокопрочный - 30...40%. Избыточная вода испаряется, образуя поры, поэтому гипсовые изделия имеют высокую пористость.


Практическая часть

2.Определение тонкости помола гипса

Тонкость помола характеризует степень дисперсности гипса и определяется массой гипса (в процентах от пробы), оставшейся при просеивании на сите № 02. (т.е. размер ячейки сита составляет 0,2 мм).

Тонкость помола гипса зависит от способа производства материала и типа помольного агрегата. Ее можно регулировать в широких пределах.

Грубые частицы (d>0,2 мм) обладают незначительными вяжущими свойствами и представляют собой скорее мелкий заполнитель, поэтому количество их должно быть ограничено.

Большое значение имеет величина частиц, проходящих через сито № 02. Чем мельче эти частицы, тем меньше расходуется гипса для получения 1 м3 гипсобетона определенной прочности.

Таким образом, прочность затвердевшего гипса при прочих равных условиях зависит от дисперсности порошка гипса.




Ход выполнения работы

Значение

1) Взвесить 50 г. гипса предварительно высушенного в сушильном шкафу при температуре 105-1100С в течение 1 ч.

m1 = 50г

2) Взвесить пустое сито с размером ячейки 0,2 мм.

m2 =... г

3) Высыпать навеску гипса на сито. Сито закрыть крышкой и произвести просеивание механическим способом (30 сек.) или вручную (5 минут).

---

4) Взвесить сито с остатком гипса.

m3=... г

5) Тонкость помола гипса определить по формуле:



ТП=... %



,

где ТПтонкость помола, %;

m1 – масса навески гипса, г;

m2 – масса пустого сита, г;

m3 – масса сита с остатком гипса, г.

Заполнить строку 1 итоговой таблицы 4.6.

6) Определить группу гипса по степени помола в таблице 4.2. Заполнить строку 2 итоговой таблицы 4.6.

Группа гипса ...


3.Определение нормальной густоты гипсового теста

Смесь гипсового вяжущего с водой называется гипсовым тестом. Водопотребность гипса определяется количеством воды (в процентах от массы вяжущего), необходимым для получения гипсового теста стандартной консистенции. Теоретически для гидратации полуводного гипса требуется 18,6% воды от массы гипсового вяжущего. Практически для получения удобоформуемой пластичной смеси строительный гипс требует 50...70% воды, а высокопрочный - 30...40%.

Нормальной густотой гипсового теста называется такая густота теста, при испытании которого на приборе Суттарда получают расплыв (лепешку) диаметром 12см.




Ход выполнения работы

Значение

Рисунок 4.1 - Вискозиметр Суттарда: 1 – латунный цилиндр; 2 – диск; 3 – лепешка из гипсового теста нормальной густоты



1) Ознакомиться с устройством вискозиметра Суттарда (рисунок 4.1).

---

2) Приготовить гипсовое тесто. В чашку влить 150 мл. воды. Затем в воду в течение 2 ... 5 сек. всыпать 300 г. гипса. Массу перемешивать 30 сек.

m1 = 150 мл

m2 = 300 г.

3) Заполнить цилиндр, установленный в центре диска гипсовом тестом, Излишек срезать ножом.

---

4) Не позднее 15 сек. после окончания перемешивания цилиндр быстро поднять на высоту 15 ... 20 см и отвести в сторону. Гипсовое тесто расплывется в лепешку.

---

5) Измерить диаметр расплыва гипсового теста линейкой. Если диаметр гипсовой лепешки не соответствует 120 ± 5 мм, то испытание повторить, уменьшая или увеличивая количество воды затворения.

Заполнить строку 3 итоговой таблицы 4.6.


D = ... мм

6) Определить нормальную густоту гипсового теста по формуле:



НГ= ... %



,

Где НГнормальная густота гипсового теста, %;

m1 – количество воды затворения, г;

m2 – масса навески гипса, г.

Заполнить строку 4 итоговой таблицы 4.6.

Нормальную густоту гипсового теста выражают числом кубических сантиметров воды, приходящихся на 100 г. гипса. Нормальную густоту гипсового теста определяют с помощью стандартного вискозиметра Суттарда. Вискозиметр состоит из отполированного цилиндра с внутренним диаметром 50 мм и высотой 100 мм и диска с нанесенными на него концентрическими окружностями диаметром от 60 до 200 мм. Перед испытанием полость цилиндра и поверхность диска смачивают водой. Ход испытания смотри ниже.



4.Определение сроков схватывания гипсового теста.

Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто нормальной густоты.




Ход выполнения работы




1) Ознакомиться с устройством прибора Вика (рисунок 4.2).

2) Подготовить прибор Вика к выполнению лабораторной работы. Вставить в нижнюю часть стержня 2 иглу 3 (пестик - 1 в данной работе не используется). Проверить, свободно ли опускается стержень прибора, а также проверить нулевое показание прибора, приводя иглу в соприкосновение с пластинкой, на которой расположено кольцо. В случае отклонения от нулевого положения, шкалу прибора установить на ноль.

3) Приготовить гипсовый раствор. Налить в чашку 120 мл воды. Всыпать 200 г гипса (равномерно в течение 2-5 сек) и перемешать лопаточкой за 30 сек.

4) Смазать металлическую форму машинным маслом, наполнить ячейку формы гипсовым тестом в один прием.

Выровнить поверхность теста с краем формы, срезая избыток теста ножом.





Рисунок 4.2 - Прибор Вика ОГЦ-1:1-пестик; 2-стержень; 3-игла; 4-кольцо; 5-пласттина; 6-стойка; 7,8-винты; 9-стрелка; 10-шкала

5) Подвести иглу к поверхности гипса, отвинтить закрепляющий винт, освободить стержень и предоставить игле свободно погружаться в тесто. Повторять опускание иглы каждые 30 сек, каждый раз меняя место соприкосновения иглы с раствором и тщательно вытирая ее. В начале испытания иглу рекомендуется при погружении слегка задерживать, чтобы она не погнулась и не поломалась.

Сущность метода состоит в определении времени от начала затворения гипса водой до начала и конца схватывания геста. Сроки схватывания гипсового теста определяют с помощью стандартного прибора Вика (рисунок 4.2).



Начало схватывания характеризуется промежутком времени, прошедшим от начала затворения гипса водой до того момента, когда игла при опускании первый раз не дошла до стекла на 0,5 мм.

Концом схватывания характеризуется промежутком времени, прошедшим от начала затворения гипса водой до того момента, когда игла погружается в гипсовое тесто не более чем на 1 мм.

Сроки схватывания гипсового теста имеют большое практическое значение, так как после начала схватывания, раствор или гипсобетон нельзя укладывать в форму или наносить на оштукатуренную поверхность. Особенно это недопустимо после конца схватывания.



Результаты опыта занести в следующую таблицу.
Рисунок 4.5 – Результаты определения сроков схватывания гипсового теста

Время

0 сек

30 сек

1 мин

1,5 мин

2 мин

2,5 мин

3 мин

3,5 мин

4 мин

Глубина погружения иглы - Н (мм)

40 мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


Время

5 мин

5,5мин

6 мин

6,5 мин

7 мин

8 мин

9 мин

10 мин

11 мин

Глубина погружения иглы - Н (мм)

... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


... мм


мм


мм


Примечание. В начальный момент опыта игла погружается до дна металлической формы Н=40 мм.

6) По результатам таблицы построить график схватывания гипсового теста.


Рисунок 4.2 – График схватывания гипсового теста




7) Определить по графику сроки и интервал схватывания гипсового теста.

Заполнить строки 5, 6 и 7 итоговой таблицы 4.6.

- начало схватывания ... мин.;

- конец схватывания ... мин.;

- интервал схватывания ... мин. (т.е. время конца схватывания минус время начала)

8) Определить группу гипса по срокам схватывания по табл. 3.

Заполнить строку 8 итоговой таблицы 4.6.

Гипс относится к группе - ___________ (А- быстротвердеющий, Б-нормальнотвердеющий, В- В - медленнотвердеющий).

9) Подождать 30 минут пока гипс в ячейке не затвердеет. Разобрать форму и извлечь образец;


5.Определение марки гипса.

Марка гипса определяется по значению его пределов прочности на сжатие и изгиб. Существуют 12 марок гипса: Г2, Г3, Г4, Г5, Г6, Г7, Г10, Г13, Г16, Г19, Г22, Г25, где Г – Гипс, 25 – предел прочности на сжатие σСЖ = 25 МПа.



5.1 Определение предела прочности на сжатие.

Прочность затвердевшего гипсового камня характеризуется пределом прочности при сжатии. Образец укладывают на стол гидравлического пресса и доводят до разрушения, фиксируя разрушающую нагрузку и площадь поперечного сечения образца. Предел прочности при сжатии гипсового камня определяют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения образца.




Ход выполнения работы

Значение

1) Установить образец на стол гидравлического пресса, включить пресс. Разрушить образец. Записать усилие разрушения образца, Н.

Р= ... Н

2) Вычислить площадь поперечного сечения образца, см2.

S= ... см2

3) Вычислить предел прочности образца на сжатие (МПа) по формуле:

σ сж = ... Н/см2
(1МПа=100 Н/см2)

σсж = ... МПа

,

где σ сж - предел прочности на сжатие в Н/см2 или в МПа;

Русилие разрушение образца в Н;

S площадь поперечного сечения образца в см2.


5.2 Определение предела прочности на изгиб


Ход выполнения работы

Значение

1) Установить образец на стол гибочной машины. Разрушить образец. Записать предел прочности, возникающий при разрушения образца, МПа.

σ ИЗГ = ... МПа

2) Определить марку гипса в зависимости от предела прочности образца на сжатие и изгиб по таблице 4.4. Заполнить строку 9 итоговой таблицы 4.6.

Марка гипса …


Каталог: file -> chair -> sad
chair -> Состоится в г. Туле с 6 по 7 ноября 2014 года инициаторами конференции являются
chair -> Толкунова Наталья Николаевна
chair -> Федеральное государственное
chair -> По направлению подготовки магистров 260100
chair -> Исследование и разработка методического обеспечения сравнения учебных планов при реализации программ студенческой мобильности направление: 230700. 68 «Прикладная информатика»
chair -> На правах рукописи Карманова Юлия Александровна


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал