Т.М. Федотова Минеральные вяжущие вещества

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Кузбасский государственный технический университет

Кафедра технологии строительного производства

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Методические указания к лабораторной работе по курсу “Строительные материалы”

для студентов направления 550100 – “Строительство”

Составитель Т.М. Федотова

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 2 от 15.11.99

Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специаль-

ности 290300

Протокол № 7 от 22.11.99

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса

КузГТУ

Кемерово 2000

2

1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Определение свойств воздушных и гидравлических минеральных вяжущих. Установление марки по прочности гипса и портландцемента. Время на выполнение работы 4 часа.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Неорганическими или минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные вещества, которые при смешивании с водой (иногда с растворами солей) образуют пластичное тесто, способное самопроизвольно затвердевать в результате сложных физико-химических процессов.

Минеральные вяжущие вещества относятся к группе гидратационных вяжущих. Гидратационные вяжущие в зависимости от способности твердеть и длительно сохранять свои свойства подразделяются на воздушные, гидравлические, автоклавные и кислотоупорные.

Гипсовые вяжущие являются воздушными вяжущими. По условиям обжига гипсовые вяжущие вещества делят на две группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Основные свойства гипсовых вяжущих:

−тонкость помола;

−водопотребность;

−сроки схватывания;

−прочность при изгибе;

−прочность при сжатии (марка).

В соответствии с требованиями ГОСТ 125-79 “Вяжущие гипсовые. Технические условия”, установлены три степени помола, обозначаемые

I, II, III:

I – грубый помол – остаток на сите № 02 не более 23%; II – средний помол – остаток на сите № 02 не более 14%; III – тонкий помол – остаток на сите № 02 не более 2%.

В зависимости от сроков схватывания гипсового теста выпускают следующие виды гипсовых вяжущих:

А – быстротвердеющие, начало схватывания гипсового теста не ранее чем через 2 мин и конец схватывания не позднее 15 мин;

Б – нормальнотвердеющие, начало схватывания не ранее чем через 6 мин и конец схватывания не позднее 30 мин;

3

В – медленнотвердеющие с началом схватывания не ранее 30 мин, конец схватывания не нормируется.

Для гипсовых вяжущих установлены следующие марки по проч-

ности при сжатии в МПа: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10,. 13, 16, 19, 22, 25.

Маркировка гипсового вяжущего дает информацию о его основных свойствах. Например, Г-10 Б III обозначает: гипсовое вяжущее марки 10, нормальнотвердеющее, тонкого помола.

Портландцемент относится к гидравлическим вяжущим веществам, т.е. он твердеет и длительно сохраняет свои свойства на воздухе и в воде.

Портландцемент – минеральное вяжущее, получаемое путем совместного помола клинкера и небольшого количества гипса. Клинкер образуется в результате обжига до спекания сырьевой смеси-известняка и глины при температуре 15000С. Гипс вводят в портландцемент для удлинения сроков схватывания. В портландцемент разрешается вводить до 15% добавок без изменения названия.

Качество и свойства цемента в основном определяются химическим минералогическим свойством клинкера.

Государственный стандарт регламентирует следующие свойства портландцемента:

−тонкость помола,

−истинную плотность,

−нормальную густоту цементного теста,

−сроки схватывания,

−равномерность изменения объема,

−предел прочности при изгибе и сжатии.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ГИПСА

3.1. Определение тонкости помола гипса

Тонкостью помола называют степень измельчения гипса. Определяют в процентах, остатком на стандартном сите № 02.

3.1.1.Оборудование и материалы

Сито № 02, весы технические, сушильный шкаф, сферическая чаша, лопатка, гипс.

4

3.1.2.Порядок выполнения опыта

Для испытаний взвешивают 0,050 кг гипса, предварительно высушенного в сушильном шкафу при температуре 105-110 0С, и высыпают его на сито № 02. Просеивание гипса считается законченным, если за минуту через сито проходит не более 0,1г.

3.1.3.Обработка результатов опыта

Опыт повторяют три раза, полученные данные заносят в табл. 3.1.

3.2. Определение нормальной густоты гипсового теста

Нормальной густотой гипсового теста называют количество воды затворения в процентах, необходимое для получения лепешки из гипсового теста диаметром 12 см.

Нормальная густота гипсового теста находится в пределах 50-70 % для строительного гипса, 35-45 % – для высокопрочного.

3.2.1.Оборудование и материалы

Весы технические, прибор Суттарда, сферическая чаша, лопатка, нож, мерный стакан, гипс, вода.

3.2.2.Порядок выполнения опыта

Нормальная густота гипсового теста определяется с помощью прибора Суттарда. Этот прибор состоит из медного или латунного цилиндра внутренним диаметром 5 см, высотой 10 см и квадратного стекла с рядом концентрических окружностей диаметром от 6 до 20 см. Перед испытанием цилиндр и стеклянную пластинку нужно протереть тканью, смоченной чистой водой, цилиндр поставить на стекло в цен-

5

тре концентрических окружностей.

Навеску гипса в 0,3 кг смешивают с 50-70% воды. Гипс добавляют к воде и быстро (в течение 30 с) перемешивают снизу вверх до получения однородной массы, которую оставляют на одну минуту для отстаивания. Затем, сделав два резких перемешивания, быстро (в течение 30 с) выливают массу в цилиндр, ножом сравнивают поверхность. После этого резким движением поднимают цилиндр вверх, тесто разливается в конусообразную лепешку.

3.2.3.Обработка результатов опыта

Полученная на стекле лепешка из гипсового теста нормальной густоты должна иметь диаметр 12 см. При меньшем или большем диаметре лепешки следует снова затворить гипсовое тесто с большим или меньшим количеством воды. Полученные данные занести в табл. 3.2.

Таблица 3.2

3.3. Определение сроков схватывания гипсового теста

Различают начало схватывания и конец схватывания гипсового теста.

Начало схватывания – это время в минутах от момента затворения гипса водой до момента образования первых кристаллических форм.

Конец схватывания – это время в минутах от момента затворения гипса водой до момента завершения образования кристаллических форм.

6

3.3.1.Оборудование и материалы

Весы технические, сферическая чаша, лопатка, мерный стакан, нож, прибор Вика с иглой, секундомер, гипс, вода.

3.3.2.Порядок выполнения опыта

Взвешивают 0,2 кг гипса и готовят тесто нормальной густоты в течение 30 с. После этого гипсовое тесто наливают в кольцо прибора, установленное на стекло. Избыток теста срезают ножом, которым выравнивают поверхность. Затем кольцо помещают под иглу прибора. Конец иглы совмещают с поверхностью теста. Зажимный винт стержня отпускают и игла свободно погружается в тесто. Опускание иглы вместе со стержнем необходимо повторять через 30 с, каждый раз меняя место опускания иглы и тщательно вытирая ее.

3.3.3.Обработка результатов опыта

Отмечают два момента: первый, когда игла не доходит до стекла на 0,5-1 мм – это начало схватывания гипса, и второй, когда игла входит в тесто не более чем на 0,5 мм. Результаты испытаний занести в табл. 3.3.

Таблица 3.3

3.4. Определение предела прочности гипса при изгибе и сжатии

3.4.1.Оборудование и материалы

Разъемные металлические формы образцов балочек размером 4× 4× 16 см, технические весы, сферическая чаша, лопатка, мерный стакан, прибор МИИ-100, пресс гидравлический ПСУ-10, гипс, вода.

3.4.2.Порядок выполнения опыта

Для определения предела прочности при изгибе и сжатии изготавливают три стандартных образца.

7

Взвешивают 1,2 кг гипса и готовят тесто нормальной густоты. Приготовленное тесто укладывают в металлические формы, предварительно смазанные машинным маслом. Поверхность образцов выравнивают ножом. Испытания проводят через 1,5 ч после изготовления.

3.4.3.Обработка результатов опыта

Полученные после испытаний результаты заносят в табл. 3.4.

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

4.1.Определение тонкости помола портландцемента

Тонкость помола портландцемента – это степень его измельчения. Определяют остатком на стандартном сите № 008 в процентах.

4.1.1.Оборудование и материалы

Технические весы, сито № 008, портландцемент.

4.1.2.Порядок работы

Из пробы цемента, высушенной до постоянной массы при температуре 105-1100С, берут навеску массой 50 г и высыпают в сито. Закрыв

8

сито крышкой, начинают просеивание. Через 5-7 мин ручного просеивания взвешивают портландцемент, не прошедший через сито № 008.

4.1.3.Обработка результатов

Опыт повторяют три раза, полученные данные заносят в табл. 4.1.

4.2. Определение нормальной густоты цементного теста

Нормальной густотой цементного теста считается количество воды в процентах, приходящееся на 100 г цемента, когда пестик Тетмайера прибора Вика не доходит до дна пластинки на 5-7 мм.

4.2.1.Оборудование и материалы

Прибор Вика с пестиком Тетмайера, сферическая чаша, технические весы, лопатка, нож, мерный стакан, портландцемент, вода.

4.2.2.Порядок работы

Отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды. После окончания перемешивания кольцо прибора Вика быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в

9

центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня производят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам.

4.2.3.Обработка результатов

Количество воды затворения изменяют до тех пор, пока не получают погружения пестика. Результаты заносят в табл. 4.2.

4.3. Определение сроков схватывания цементного теста

Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента приливания воды) до того момента, пока игла не дойдет до пластинки на 1-2 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента опускания иглы в тесто не более чем на 1-2 мм.

4.3.1.Оборудование и материалы

Прибор Вика с иглой, сферическая чаша, технические весы, лопатка, мерный стакан, нож, портландцемент, секундомер, вода.

10

4.3.2.Порядок выполнения

Готовят тесто нормальной густоты и заполняют кольцо прибора Вика тестом в один прием, 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку, допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

4.3.3.Обработка результатов

Результаты испытаний заносят в табл. 4.3.

Количество цемента, г ........................

Количество воды, г .............................

Температура помещения, 0С ..............

Начало затворения, время ..................

Начало схватывания, мин ...................

Конец схватывания, ч..........................