ПР Изучение основных свойств минеральных вяжущих веществ

ПР Изучение основных свойств минеральных вяжущих веществ

Цель: Изучить основные свойства минеральных вяжущих веществ на примере цемента

Ход работы:

1. Ознакомиться с материалом работы;

2. Ответить на контрольные вопросы.

3. Сделать вывод о проделанной работе.

Краткие теоретические сведения

Цементы

Нормальная густота цементного теста. Поскольку многие показатели цемента зависят от количества воды затворения, введен стандартный показатель – нормальная густота цементного теста, который выражается в %. Он определяет регламентированное количество воды в цементном тесте. 

Берут два мерных цилиндра или два стакана объемом приблизительно 200 см³ каждый. На стенку одного стакана наклеивают снаружи полоску миллиметровой бумаги длиной, равной высоте стакана изнутри. На наклеенную таким образом полоску наносят деления, равные 1/4, 5/16, 3/8, 7/16 и 1/2 высоты стенки стакана. В этот стакан наливают воду до отметки 3/8, что составляет примерно 75 см³. В другой стакан насыпают до верха пробу испытуемого цемента, уплотняя его легким постукиванием стакана о стол. Избыток цемента снимают ребром линейки или ножа. Масса цемента при этом будет равна 200•1,4 = 280 г (1,4 – примерная насыпная плотность цемента в г/см³). 

После этого цемент из стакана высыпают в эмалированную или стальную плоскую посуду емкостью 0,5 л и более и, постепенно добавляя к нему воды из первого стакана, энергично растирают цементное тесто стальной ложкой в течение 5-8 минут. Применять алюминиевую посуду и ложки не разрешается. 

Из полученного теста делают два шарика, каждый диаметром около 4 см, которые помещают на стеклянные пластинки размером примерно 9х12 см. Если в результате легких постукиваний о стол стеклянной пластинки шарики приобретают форму лепешек диаметром ~ 7 см и высотой 1 см, количество воды подобрано правильно. Обычно для этого бывает достаточно 15-20 раз. В этом случае нормальная густота (НГ) приблизительно равна 75:280 = 0,27, или 27%. Такое значение НГ соответствует НГ обычного. 

В том случае, когда шарик из цементного теста растекается при количестве встряхиваний больше 20, опыт повторяют, увеличив количество воды. При растекании шарика раньше, чем произведено 10-15 встряхиваний, количество воды нужно убавить. Следует иметь в виду, что 7/16 объема стакана соответствует приблизительно 87 см³  воды, а 5/16 – 63 см³ воды. Наличие мерных цилиндров с делениями значительно облегчает определение нормальной густоты. 

Сроки схватывания цемента. Для этого берут 450-500 г цемента, изготовляют из него цементное тесто нормальной густоты и формуют вручную шесть шариков, каждый диаметром около 4 см. Из шариков делают шесть лепешек на стеклянных или стальных пластинках так, как изложено ранее. Поверхность лепешек заглаживают смоченным в воде ножом. Одна лепешка предназначается для определения сроков схватывания, а пять – для определения равномерности изменения объема цемента. 

На поверхности лепешки делают каждые 5 мин. легкие, без нажима, надрезы с помощью ножа или бритвы, замечая, заплывает или не заплывает надрез. За начало схватывания принимают время от начала затворения до того момента, когда надрезы, сделанные на лепешке, перестанут заплывать. После этого продолжают делать надрезы через каждые 15 мин., чтобы определить время конца схватывания – когда нож или бритва при легком нажиме не оставляет след на лепешке. При более сильном нажиме корочка, образовавшаяся на лепешке, должна лопаться с хрустом. 

Конец схватывания можно также определить с помощью палочки с тупым концом или карандаша. Если палочка или карандаш оставляют след на лепешке глубиной 0,5-1 см, то схватывание закончено. Чтобы лепешка не высыхала, ее необходимо накрывать.

Воздушная строительная известь

Определение равномерности обжига (испытание на недожог). Крупные куски негашеной извести (5-10 шт.) разбивают молотком пополам и рассматривают излом. Если в изломе кусок извести однородный и одноцветный, то он обожжен хорошо. При недожоге середина излома имеет более темный цвет, чем края. При наличии соляной кислоты недожог можно проверить, капнув 2-3 капли на излом. Хорошо обожженная известь при этом не дает «вскипания». Пережог извести тоже нежелателен. Он характеризуется наличием оплавленных стекловидных участков на поверхности куска извести. 

Определение скорости гашения. Из средней пробы (6 кг) отбирают 2-3 кг извести в кусках, каждый размером около 40 мм. Их помещают в ведро и заливают водой комнатной температуры, причем так, чтобы она только покрывала известь. За скорость гашения принимают время, прошедшее от начала заливания извести водой до момента, когда куски извести начнут растрескиваться и распадаться. Известь считается быстрогасящейся, если гашение наступает ранее чем через 8 мин., среднегасящейся – при времени гашения 8-25 мин. и медленногасящейся при гашении более 25 мин.

Определение содержания непогасившихся зерен. Для этого обычно используют тесто, образовавшееся в результате проведения предыдущего опыта. Это тесто доводят до консистенции молока, выливают на мелкое сито (ячейки 0,6 мм) и промывают под слабой струей воды, не растирая оставшиеся комочки и зерна. Полученный таким образом остаток высушивают при 100-105°С, охлаждают и взвешивают. Полученная масса остатка в граммах, деленная на два, дает содержание непогасившихся зерен в извести. Ориентировочно кальциевая известь I сорта должна содержать 7 % непогасившихся зерен, II сорта – 11 %, III сорта – 14 %. 

Строительный гипс 

Определение сроков схватывания. От пробы гипса, предназначенной к испытанию, отбирают среднюю пробу массой около 1 кг. Ее смешивают с водой в таком количестве, которое обеспечивает стандартную консистенцию (нормальную густоту) гипсового теста. Определение производят чаще всего с помощью простейшего вискозиметра в виде полого цилиндра диаметром 50 мм и высотой 100 мм. В полевых условиях количество воды можно принять равным 50-60 % массы гипса с таким расчетом, чтобы гипсовое тесто имело консистенцию жидкой сметаны. 

Из получившегося таким образом гипсового теста делают семь лепешек, каждая диаметром около 8 см и толщиной около 1 см, на стеклянных пластинах не более 8-10 см. Начало и конец схватывания определяют так же, как начало и конец схватывания цемента: надрезы лепешек делают бритвой или ножом через каждые полминуты. Начало схватывания должно наступить не ранее 2 мин. для быстротвердеющего гипса и не ранее 6 мин. – для нормально твердеющего, а конец – не позднее 15 и 30 мин. соответственно. 

Определение марки (прочности) гипса.  Из шести изготовленных лепешек три хранят в течение 1 сут, а три лепешки через 2 ч. после их изготовления высушивают при температуре не выше 50°С до постоянной массы. Обычно этот процесс длится около 1 сут. Если нет времени ждать 1 сут, то можно провести испытания через 3-4 ч. после изготовления без сушки. Прочность лепешки на излом определяют по формуле:

Rизл= 0,9Р/dh2,

где Ризл – прочность лепешки на излом (изгиб), МПа; Р – масса груза вместе с ведром и хомутом, кг; d, h – соответственно диаметр и толщина лепешки в месте излома, см. 

Контрольные вопросы:

1. Какой показатель определяет регламентированное количество воды в цементном тесте?

2. В чем выражается нормальная густота цементного теста?

3. Как определить сроки схватывания цемента?

4. Как определить равномерность обжига извести?

5. Что принимают за скорость гашения извести?

6. Какой процент непогасившихся зерен должна содержать кальциевая известь I сорта?

7. Какие сроки схватывания установлены для нормально и быстротвердеющего гипса?

8. По какой формуле определяют прочность гипсовой лепешки на излом?

9. Опишите принцип определения сроков схватывания гипса.