Тема: изучение свойств строительного гипса

Цель: определить реологические, физико-механические свойства строительного гипса, его марку; изучить влияние минеральных и химических добавок на повышении качественных показателей.

Материалы и оборудование: металлическая чашка, лопатка, весы технические с точностью измерений до 0,1г; прибор Вика, прибор Суттарда, гидравлический пресс Р-5, формы металлические, шкаф сушильный с температурой нагрева до 150°С.

В зависимости от сроков схватывания гипсового теста стандартной консистенций (нормальной густоты) выпускают гипсовые вяжущие быстротвердеющие А с началом схватывания не ранее 2 мин и концом схватывания - не позднее 30 мин и медленносхватывающие В с началом схватывания не ранее 30 мин (конец: схватывания не нормируется).

Для проведения испытаний в первую очередь необходимо определить водопотребность гипсового вяжущего, т.е. установить оптимальное количество воды затворения (% от массы вяжущего), необходимое для получения гипсового теста стандартной консистенции, при котором диаметр расплыва теста должен быть 180+5 мм. Ориентировочно это количество воды равно 45...60% от массы гипса.

Для снижения воды затворения, а соответственно и понижения пористости изделия, повышения его плотности, прочности и стойкости, применяются различные химические добавки - поверхностно-активные вещества, действие которых заключается в том, что они образуют молекулярные слои, окутывающие зерна вяжущего, снижая этим самым трение между твердыми частицами и увеличивая подвижность гипсового теста. Одновременно, введение добавок ПАВ оказывает замедляющее действие на сроки схватывания и затвердева­ние гипса, увеличивая срок работы с гипсовым тестом. Количество ПАВ в вяжущем составляет 0,1...1,0 % от массы сухого вяжущего вещества.

Для повышения прочностных свойств гипсового вяжущего, его плотности, снижения расхода связующего при сохранении физико-механических характеристик изделия в производстве строительных материалов применяют тонкомолотые минеральные добавки - наполнители, оптимальные по количеству, дисперсности и виду. Введение наполнителей ведет к созданию пространственно-прочного каркаса в начальный период твердения (когда d_В<d_Н), снижению количества воды затворения, а, следственно, снижению пористости и повышению качественных эксплуатационных показателей материала. Снижение количества гипсового вяжущего в сырьевой смеси компенсируется сохранением физико-механических свойств изделия при эксплуатации.

Ход работы:

Определение нормальной, густоты гипсового теста производится при помощи прибора Суттарда (рис.3), состоящего из цилиндра диаметром 50мм и высотой 100 мм, металлической и стеклянной пластин размером 250х250мм с концентрическими кругами. В настоящей работе нормальная густота определяется для: гипсового теста, гипсового теста с добавкой-пластификатором и гипсового теста с добавлением наполнителя.

Для выполнения опыта необходимо отвесить три навески гипса массой по 300 г, а также навеску тонкомолотой добавки, в количестве, указанном преподавателем, В сферическую чашу, предварительно протертую влажной ветошью, вливают воду в количестве ______мл, затем в течение 2...5 с всыпают навеску гипса (в дальнейшем опыте - тщательно перемешанную смесь гипса с тонкомолотой добавкой). Массу тщательно перемешивают в течение 30 с (время отсчитывается от затворения гипса водой). После окончания перемешивания цилиндр, установленный на стекле в центре металлической пластины, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают металлической пластинкой либо линейкой. Цилиндр резко поднимают на высоту 200…250 мм и отводят в сторону. Диаметр расплыва гипсового теста измеряют металлической линейкой в двух перпендикулярных направлениях с точностью до 1 мм. Если диаметр расплыва не равен значению 180±5 мм, испытание повторяют с изменением количества воды затворения. Результаты испытаний заносятся в таблицу 4.

Таблица 4

№ пп	Показатели	Ед.изм.	Результаты испытаний
Гипс	Гипс+ПАВ	Гипс+ТМД
	Навеска гипса	г			3: 1
	Количество воды затворения	мл
	Количество ПАВ	мл
	Количество ТМД	г
	Начальный диаметр расплыва	мм
	Водовяжущее отношение	-«-

 

ВЫВОД: (о влиянии поверхностно-активных веществ и наполнителя на водогипсовое отношение) __________________________________________________________________.

Сроки схватывания гипсового теста (начало и конец) определяются при помощи прибора Вика с иглой (рис.4). За начало схватывания принимается время от начала затворения гипса водой до момента, когда игла прибора Вика первый раз не доходит до дна кольца, а конец схватывания - время от затворения гипса водой до момента когда игла погружается в гипсовое тесто не более чем на 1мм. Опыт проводят следующим образом. В сферической чашке приготавливают гипсовое тесто нормальной густоты (либо смесь гипса с наполнителем) и наливают его в кольцо прибора Вика, избыток срезают металлической линейкой, выравнивая поверхность. Затем кольцо помещают под иглу, приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре и погружают ее в тесто. Через каждые 30с повторяют измерения так, чтобы игла каждый раз погружалась в новое место. После каждого погружения иглу протирают влажной ветошью. Определение сроков схватывания производят аналогичным образом для гипса с добавлением химической добавки либо наполнителя, а результаты заносятся в табл. 5.

Таблица 5

№ пп	Показатели	Ед.изм.	Результаты испытаний
Гипс	Гипс+ПАВ	Гипс+ТМД
	Начало схватывания	мин
	Конец схватывания	мин

ВЫВОД: _________________________(о влиянии ПАВ и ТМД на сроки схватывания вяжущего).

Для изучения физико-механических показателей гипсовых композиций приготавливают образцы-балочки размером 40x40x160 мм из теста нормальной густоты для каждой партии по три штуки. После смешивания сухих компонентов (гипс -___г, наполнитель -__ г) и затворения водой оптимального количества производят формование образцов. Излишки теста срезают металлической лопаткой над поверхностью форм и заглаживают линейкой. После формования образцы оставляются в покое на 2 часа твердения. Через 2часа они извлекаются из форм и помещаются в сушильный шкафс температурой 50+ 5°С на 24 часа. Через 24 часа образцы охлаждаются, металлической линейкой измеряются геометрические размеры - ширина, высота и длина; образцы взвешиваются и вычисляется средняя плотность.

На приборе МИИ-100 определяется прочность при изгибе гипсовых композиций. Затем образцы отбираются для определения их водопоглощения по массе и объему по методике описанной в лабораторной работе №3.

Определение прочности при сжатии образцов в сухом и водонасыщенном состоянии производится на гидравлическом прессе Р-5 при помощи металлических передающих нагрузок пластинок (рис.5). Образец с пластинками помещают на нижнюю плиту пресса в центре. При передаче нагрузки на образец наступает момент, когда он начинает разрушаться - это будет предельная сжимающая нагрузка. Прочность при сжатии определяется по формуле: R_с= P/F, вычисляется среднее арифметическое вышеперечисленных показателей и записывается в табл.6. По расчетным формулам 2-4 определяются истинная и закрытые пористости.

Зная прочность при сжатии материала в водонасыщенном и сухом состоянии вычисляют по формуле К = R^ВН /R^С коэффициент водостойкости.

Таблица 6

№ пп	Показатели	Ед. изм.	Результаты испытаний
Гипс	Гипс+ПАВ	Гипс+ТМД
	Общий объем	см^3
	Масса образцов	г
	Средняя плотность	см^3/г
	Водопоглощение по объему	%
	Водопоглощение по массе	%
	Пористость: · истинная · открытая · замкнутая	%
	Предел прочности при изгибе	кг/см^2
	Предел прочности при сжатии: Сухих образцов Водонасыщенных образцов	кг/см^2
	Коэффициент водостойкости (размягчения)	0…1

 

ОБЩИЙ ВЫВОД:_________________________________________________________

вопросы для самопроверки: 1.Что такое воздушные вяжущие вещества? Строительный гипс? 2.Какое сырье используется при производстве строительного гипса? 3.Какие процессы происходят при охватывании и твердении гипсовых вяжущих? 4.Чем ускоряют и замедляют схватывание и твердение гипса? 5.Зачем необходимо определять нормальную густоту гипсового теста? 6,Какими физико-механическими свойствами обладают гипсовые вяжущие вещества? 7.Где применяются гипсовые вяжущие?

Лабораторная работа №5