Химический процесс твердения известкового вяжущего

Цель работы: изучение процесса твердения воздушной извести.

Теоретические сведения. Реакция гашения извести. Твердение (кристаллизация) известкового вяжущего. Регулирование процесса твердения. Добавки.

Опыт 1.

Определение температуры и времени гашения извести

Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл. Навеску извести в граммах для испытания рассчитывают по формуле:

G= 1000/А,

где А – содержание активных оксидов кальция и магния в извести, %.

Навеску помещают в термосную колбу, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20 ºС , и быстро перемешивают деревянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром на 100–150º С и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры ведут через каждую минуту, начиная от момента добавления воды. Определение считается законченным, если в течение четырех минут температура повышается не более, чем на 1º.

За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25 º в минуту. Результаты опытов заносят в таблицу.

Таблица – Результаты определения температуры и времени гашения извести

№ навесок	Навеска извести, г	Время от момента добавления воды, мин	Температура, ºС	Время гашения, мин

Типовые контрольные вопросы для самоподготовки

1. Как влияет на качество извести содержание в ней активных оксидов кальция и магния и непогасившихся зерен?

2. Процессы твердения известкового вяжущего, регулирование их скоростью.

3. От чего зависят и как определяются температура, время гашения извести.

4. Реакция силикатизации, образование гидросиликатов кальция.

5. Применение извести в строительстве.

Лабораторная работа № 8

Химический процесс твердения гипсового вяжущего

Цель работы: изучение процесса твердения гипсового вяжущего.

Теоретические сведения. Гипсовые вяжущие вещества. Виды гипсовых вяжущих. Строительный гипс. Высокопрочный гипс. Ангидрит. Эстрих-гипс.

Гипсовые вяжущие – это порошкообразные материалы, состоящие из полуводного гипса (CaSO₄ ·0,5 H₂O) и получаемые тепловой обработкой природного двуводного гипса или гипсосодержащих техногенных отходов. При термообработке двуводного гипса в паровой среде под давлением в автоклавах или в водных растворах некоторых солей при атмосферном давлении образуется гипсовое вяжущее α-модификации. Гипсовые вяжущие для строительных целей получают преимущественно при нагревании гипса до 120–180º С (иногда до 250º С); при этом образуется основном гипсовое вяжущее β-модификации. Гипсовые вяжущие с некоторой условностью, отвечающие практическим целям, разделяют на: строительный гипс, состоящий из β-полугидрата; формовочный гипс того же состава с повышенными техническими свойствами; высокопрочный гипс, состоящий из α-полугидрата.

В зависимости от сроков схватывания гипсовые вяжущие материалы классифицируют на три вида: А – быстротвердеющие (начало схватывания наступает не ранее 2 мин, а конец – не позднее 15 мин); Б – нормальнотвердеющие (начало схватывания – не ранее 6 мин, а конец – не позднее 30 мин); В – медленнотвердеющие (начало схватывания не ранее 20 мин, а конец схватывания – не нормируется).

В зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе гипсовые вяжущие подразделяются на марки (таблица).

Таблица – Прочностные показатели гипсовых вяжущих

Марка вяжущего	Предел прочности, МПа, не менее
	при сжатии	при изгибе
Г-2	2	1,2
Г-3	3	1,8
Г-4	4	2,0
Г-5	5	2,5
Г-6	6	3,0
Г-7	7	3,5
Г-10	10	4,5
Г-13	13	5,5
Г-16	16	6,0
Г-19	19	6,5
Г-22	22	7,0
Г-25	25	8,0

Опыт 1.

Определение сроков схватывания гипсового вяжущего

Сроки схватывания гипсового вяжущего определяют на гипсовом тесте стандартной консистенции (нормальной густоты). Нормальная густота характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра из нержавеющего металла с полированной внутренней поверхностью (цилиндра Суттарда) при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен (180+5) мм. Количество воды является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и предела прочности. Количество воды выражается в процентах как отношение массы воды, необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего в граммах.

Для определения стандартной консистенции применяют стекло диаметром более 240 мм, на которое наносят ряд концентрических окружностей диаметром 150–220 мм через каждые 10 мм, а окружности диаметром от 170 до 190 мм – через 5 мм; окружности можно нанести на лист белой бумаги и поместить его между двумя листами стекла. В чистую чашку, предварительно протертую тканью, вливают воду, масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего. Затем в воду в течение 2–5 с всыпают от 300 до 350 г гипсового вяжущего. Массу перемешивают специальной ручной мешалкой в течение 30 с, начиная отсчет времени от начала засыпания гипсового вяжущего в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают тканью. Через 45 с, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 с после окончания перемешивания цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту 15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение, которое должно составлять 180+5 мм. Если диаметр расплыва не соответствует 180+5 мм, испытание повторяют с измененной массой воды.

Сроки схватывания гипсового теста определяют на приборе Вика с иглой. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое положение подвижной части.

Кольцо, предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластинку, заполняют тестом нормальной густоты. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой 4–5 раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. После этого излишки теста срезают линейкой и заполненную форму на пластинке устанавливают на основание прибора Вика.

Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста, а затем иглу свободно опускают в кольцо с тестом. Погружение производят один раз каждые 30 с, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении попадала в другое место поверхности теста.

Начало схватывания определяют числом минут, истекших от момента добавления вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластинки, а онец схватывания – когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм. Время начала и конца схватывания выражают соответствующим целым числом минут. Результаты опытов заносят в таблицу.

Таблица – Результаты определения сроков схватывания гипсового теста

№ опытов	Навеска гипса,г	Кол-во воды, мл	Время от начала затворения, мин	Отсчет по шкале прибора, мм	Начало схватывания, мин	Конец схватывания, мин

Вывод

Типовые контрольные вопросы для самоподготовки

1. Привести схему термических превращений природного гипса.

2. Две технологические формы полугидрата кальция, их свойства и различия.

3.Реакции получения и твердения строительного гипса.

4. Получение и твердение высокопрочного гипса.

5. Химические реакции получения и твердения ангидрита.

6. Реакции получения и твердения эстрих-гипса.

Лабораторная работа № 9