650

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 260200 Технология деревообработки

ВОРОНЕЖ 2002

2

Щербинин А.А., Мурзин В.С ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 260200 - Технология деревообработки - Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2002. – 36 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент Генеральный директор фирмы «Мебельпроект», г. Воронеж Ю.И. Жданкин.

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Методические указания предназначены для студентов специальности 260200 «Технология деревообработки», выполняющих лабораторные работы по курсу «Технология композиционных материалов и изделий».

Указания содержат методики испытания распространенных минеральных вяжущих (цемента и гипса), технологические расчеты количества компонентов композиционных материалов, технологические режимы изготовления композитов на основе древесины и этих вяжущих, а также методики испытания физикомеханических свойств композиционных материалов.

4

Лабораторная работа № 1

Определение нормальной густоты и сроков схватывания цементного и гипсового теста.

Цель работы – изучение свойств цемента, гипса, усвоение методик их испытания.

Оборудование и приборы, инструменты, материалы.

Емкость для перемешивания цемента и гипса, лопаточка для перемешивания, приборы Викá и Сýттарда (в комплекте), линейка, нож, цемент, гипс.

Цемент – это название группы гидравличеких вяжущих веществ, главной составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция. Цементы используются в качестве вяжущих веществ (далее просто вяжущих) для производства цементно-стружечных плит, фибролита, арболита и других материалов.

Гипс – быстротвердеющее воздушное вяжущее, получаемое обжигом (при 140-180 0С) двуводного гипса, (минерала класса сульфатов: СаSО4 2Н2О), подвергаемого помолу до и после обжига.

Гипс применяется в качестве вяжущего для производства гипсостружечных, гипсоволокнистых и гипсокартонных плит и т. п.

Процесс смешивания цемента и гипса с водой носит название затворения. Количество воды для затворения цемента и гипса носит название водопо-

требности или водо: цементного (водо: гипсового) отношения.

Методика выполнения работы Определение нормальной густоты цементного теста (ГОСТ 310.30-76)

Нормальную густоту цементного теста характеризует количество воды затворения, выраженной в процентах (долях) от массы цемента. Нормальной густотой цементного теста считают его консистенцию, при которой пестик прибора Викá, погруженный в тесто, заполняющее коническое кольцо, не доходит на 5…7 мм до пластинки, на которую кольцо установлено. Кольцо и пластинку перед началом испытания смазывают тонким слоем машинного масла.

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г сухого просеянного цемента, высыпают его в чашку. Если водопотребность цемента не известна, то для первого опыта задают водоцементное отношение равное В/Ц=23…28 % (0,23…0,28), т.е. добавляют примерно 90…112 см3 (миллилитров) воды.

5

В цементе делают углубление и в него вливают воду. Углубление засыпают цементом и через 30 с сначала осторожно, а потом интенсивно перемешивают и растирают лопаточкой в течение 5 мин с момента приливания воды. Время затворения заносят в рабочий журнал.

Пестик прибора выставляют на ноль по шкале относительно пластинки. После перемешивания кольцо прибора Викá (см. рис. 1.1, 1.2) в один прием заполняют цементным тестом. Затем 5-6 раз встряхивают его вместе с пластинкой о твердое основание.

Излишки теста убирают ножом или линейкой, протертыми влажной тканью. Пестик прибора Викá приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным винтом. Затем винт отпускают, позволяя пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с после начала погружения производят отсчет погружения по шкале. Если погружение пестика больше или меньше 5…7 мм, то опыт повторяют, изменяя количество воды затворения.

Результаты эксперимента заносят в таблицу

Величину нормальной густоты цементного теста в производстве используют для назначения оптимального количества воды в растворах вяжущих. Величина нормальной густоты цементного теста в первую очередь зависит от вида цемента, тонкости его помола, количества введенной добавки и минерального состава цемента.

Регулировать нормальную густоту цементного теста можно также добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Определение нормальной густоты гипсового теста

Нормальной густотой гипсового теста называется процентное содержание воды, при котором расплыв гипсового теста на приборе Сýттарда составляет 180±5 мм. Для определения нормальной густоты в чашку вливают 150-200

6

мл дистиллированной воды, всыпают при перемешивании 300 г гипса. После 30 с перемешивания полученное гипсовое тесто вливают в протертый влажной тканью цилиндр прибора Сýттарда, имеющий высоту 100 мм и внутренний диаметр 50 мм. Через 45с с момента затворения гипса водой излишки теста срезают ножом или линейкой и быстро поднимают цилиндр вертикально вверх над стеклом, под которым находится разметка с концентрическими окружностями равного диаметра (см. рис. 1.3).

Диаметр расплыва измеряется линейкой (или визуально по меткам) в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое. Если результат окажется отличным от 180 ±5 мм, то опыт повторяют. Результат записывают в таблицу.

Определение сроков схватывания цементного теста

Осуществляется также на приборе Викá.

Перед началом определения повторяют процедуру затворения цемента и перемешивания.

На место пестика ставят иглу (см. рис. 1.2) убедившись в ее чистоте и отсутствии искривления. Иглу прибора доводят до цементного теста и дают свободно опускаться в тесто. Масса стержня с иглой должна быть 300±12 г. Иглу погружают в тесто через каждые 5 минут до начала схватывания и через каждые 10 минут после начала.

Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момент приливания воды) до момента, когда игла не доходит до пластинки на 2…4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

Знание начала и конца схватывания позволит скорректировать продолжительность этапов технологического процесса производства композиционных материалов на основе древесины.

7

Определение сроков схватывания гипсового теста

Осуществляется с помощью прибора Викá.

По той же методике, что и для цементного теста. Но в отличие от цементного, гипсовое тесто проверяется через каждые 30 секунд.

Начало и конец схватывания определяются по аналогии с цементным тес-

том.

Отмечают в рабочем журнале время затворения, время начала и конца схватывания.

Содержание отчета

1.Наименование работы.

2.Схема прибора Викá и прибора Сýттарда с элементами.

3.Марка испытуемого цемента и (или) гипса (по паспорту).

4.Результаты испытаний.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое цемент?

2.Какие виды цементов используются в производстве композиционных материалов на основе древесины?

3.Что такое гипс?

4.Какие марки гипса предпочтительнее для композитов на древесине?

5.Как готовят пробы?

6.Какие свойства цемента и гипса наиболее важны для технологии и свойств композитов?

7.Назовите методики испытания нормальной густоты и сроков схватывания цементного и гипсового теста.

8.Какое значение имеют определяемые свойства?

8

Рис. 1.1. Устройство прибора Викá:

1 – цилиндрический металлический стержень; 2 – обойма станины; 3 – стопорное устройство; 4 – указатель; 5 – шкала; 6 – пестик; 7 – игла.

9

Кольцо к прибору Викá

Рис. 1.2. Элементы прибора Викá.

10

Рис. 1.3. Прибор Сýттарда.