Лабораторна робота № 5

ВАПНО БУДІВЕЛЬНЕ

Випробування вапна виконується відповідно до вимог ДСТУ. Будівельне вапно - це зв’язувальна речовина, одержувана шляхом випалу нижче температури спікання кальцієво-магнієвих карбонатних гірських порід - крейди, вапняків, доломітизованих вапняків, доломітів та ін.

Залежно від умов твердіння будівельне вапно поділяється на повітряне (яке забезпечує твердіння будівельних розчинів і бетонів та збереження ними міцності в повітряно-сухих умовах) і на гідравлічне (яке забезпечує твердіння будівельних розчинів і бетонів та збереження ними міцності як на повітрі, так і у воді).

Повітряне вапно за видом основного окислу, що міститься в ньому, поділяється на кальцієве, магнезіальне і доломітове.

Гідравлічне вапно за гідравлічними властивостями поділяється на слабо гідравлічне і сильно гідравлічне.

За зовнішнім виглядом вапно поділяється на грудкове і порошкоподібне.

Порошкоподібне вапно підрозділяється на мелене і гідратне, одержуване шляхом гідратації (гасіння) кальцієвого, магнезіального і доломітового вапна.

За основними властивостями вапно будівельне повинне відповідати наступним технічним вимогам (табл. 5.1).

Примітка. У дужках зазначений склад MgО для доломітового вапна. Воло -гість гідратного вапна не повинна бути більше 5 %.

Тонкість помелу всіх сортів і видів вапна - залишок часток на ситах із сіткою:

№ 02 - не більше 1 %;

№ 008 - не більше 10 %.

Час гасіння для всіх сортів повітряного негашеного вапна складає:

що швидко гаситься - не більше 6 хв.;

що середньо гаситься - не більше 25 хв.;

що повільно гаситься - не менше 25 хв.

Таблиця 5.1

Вапно будівельне. Технічні вимоги (ДСТУ).

Методи випробування (ДСТУ)

5.1 Визначення сумарного складу активних оксидів кальцію і магнію в кальцієвому вапні

Наважку масою 1, 0 г вміщують у конічну колбу місткістю 250 мл, наливають 150 мл дистильованої води, додають 3-5 скляних кульок, закривають скляною лійкою або годинниковим склом і нагрівають 5-7 хв. до температури кипіння. Розчин охолоджують до температури 20-30°С, промивають стінки колби і скляну лійку (годинне скло) кип'яченою дистильованою водою, додають 2-3 краплі 1 %-го спиртового розчину фенолфталеїну і титрують при постійному збовтуванні 1Н розчином соляної кислоти до повного знебарвлення розчину. Титрування вважають закінченим, якщо протягом 8 хв. при періодичному збовтуванні розчин залишається безбарвним.

Титрування необхідно проводити повільно, додаючи кислоту по краплях (рис. 5.1).

Склад активних оксидів кальцію і магнію (А) у відсотках для негашеного вапна обчислюють за формулою:

(5.1)

де V – об’єм розчину 1Н соляної кислоти, витраченого на титрування, мл;

Т_СаО – титр 1Н розчину соляної кислоти, Т _СаО = 0, 02804

Q – маса змішуваного вапна, г.

Результат заносять до таблиці 5.2. Чисельне значення Т_Caо визначається в лабораторних умовах.

Таблиця 5.2

Визначення складу активних СаО + MgО

при вмісті у вапні MgО до 5 %

5.2 Визначення вмісту негашених зерен

У металеву посудину циліндричної форми місткістю 8-10 л наливають 3, 5-4 л нагрітої до температури 85-90°С води і всипають 1 кг негашеного вапна, безупинно помішуючи вміст до закінчення інтенсивного виділення пару (кипіння). Отримане тісто закривають кришкою і витримують 24 год., потім розбавляють холодною водою до консистенції вапняного молока і промивають на ситі із сіткою № 063 (рис. 5.2) слабким безупинним струменем, злегка розтираючи м'які шматочки скляною паличкою з гумовим наконечником. Залишок на ситі висушують за температури 140-150°С до постійної маси. Склад негашених зерен (Н.З.) у відсотках обчислюють за формулою:

(5.2)

де m - залишок на ситі після висушування, г.

Дані випробування заносять до лабораторного журналу (табл. 5.3).

Таблиця 5.3

Визначення складу негашених зерен у вапні

5.3 Визначення температури і часу гасіння вапна

Для визначення температури і часу гасіння вапна використовують побутовий термос місткістю 500 мл (рис. 5.3).

Маса наважки вапна визначається за формулою (5.3), г.:

, (5.3)

де А - склад активних оксидів кальцію і магнію у вапні, %.

Масу наважки поміщають у термосну колбу, вливають 25 мл води, яка має температуру 20°С і швидко перемішують дерев'яною відполірованою паличкою. Колбу закривають пробкою з щільно вставленим термометром на 100°С і дають спокій.

Ртутна кулька термометра повинна бути цілком зануреною у реагуючу суміш. Відлік температури реагуючої суміші проводять щохвилини, починаючи з моменту додавання води.

Визначення вважається закінченим, якщо протягом чотирьох хвилин температура не підвищується більше, ніж на 1°С.

За час гасіння приймають час з моменту додавання води до початку періоду, коли збільшення температури не перевищує 0, 25°С за хвилину.

Дані випробування заносяться до лабораторного журналу (табл. 5.4).

Таблиця 5.4

Визначення часу і температури гасіння вапна

Лабораторна робота № 6

ВИПРОБУВАННЯ ЦЕМЕНТУ. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТУ

Методи фізичних і механічних випробувань портландцементу, пуцоланового портландцементу, шлакопортландцементу, глиноземистого цементу і деяких інших видів гідравлічних зв’язувальних речовин встановлені ДСТУ.

Найбільш широко в будівництві застосовуються портландцемент, пуцолановий портландцемент і шлакопортландцемент.

Для оцінки якості цементу визначають його фізичні і механічні властивості.

Постачання цементу одного найменування поділяється на партії по 500 т кожна. Для проведення випробувань цементу від кожної партії відбирається проба в 20 кг. Перед випробуванням пробу цементу просівають через сито N 09 (розмір вічок у світлі 0, 9× 0, 9 мм).

Перед випробуванням усі матеріали (цемент, пісок, вода) витримують до прийняття ними температури повітря лабораторії, що повинна бути 20±5 °С.

6.1 Визначення нормальної густини цементного тіста

Суміш цементу з водою без добавки піску являється цементним тістом. Кількість води в цій суміші дуже впливає на рухливість цементного тіста і міцність цементного каменю. Для одержання порівняних результатів випробувань необхідно спочатку визначити " нормальне" співвідношення між цементом і водою, і підтримувати його при подальших випробуваннях.

Нормальна густина цементного тіста - це така його консистенція, при якій товкачик приладу Віка не доходить до денця конічного кільця на 5-7 мм. Нормальну густину тіста характеризують вмістом води у відсотках від маси цементу і для різних цементів вона знаходиться в межах 20-40 %.

Прилад Віка з товкачиком складається з металевої станини, у втулці якої вільно переміщується у вертикальному напрямку металевий стержень.

У нижній кінець стержня приладу закріплюють металевий циліндр діаметром 10 мм, довжиною 50 мм.

Стержень постачений стрілкою для відліку занурення за шкалою, закріплено на станині. Маса стержня з товкачиком – 300 г. На площадку під стержень на скляну пластинку встановлюють конічне кільце висотою 40 мм, у яке поміщають випробуване цементне тісто (рис. 6.1).

Нормальна густина цементного тіста визначається в наступному порядку: у порцеляновій чашці зважують 400 г цементу з точністю до 1 г, поміщують його в металеву чашку сферичної форми, протерту вологою тканиною, і роблять у цементі заглиблення, у яке в один прийом наливають воду, зважену з точністю до 0, 5 г.

Судину для зважування води потрібно тарувати в змоченому водою стані. Після додавання води негайно заповнюють заглиблення цементом і через 30 с після цього спочатку обережно, а потім енергійно розтирають тісто лопаткою. При цьому розтирання повинне проводитись навперемінно у взаємно перпендикулярних напрямках. Тривалість перемішування цементу з водою 5 хв. із моменту додавання води. Перед проведенням визначення потрібно переконатися, чи вільно опускається стержень приладу, а також перевірити нульове показання приладу, привівши товкачик в зіткнення з пластинкою.

Наповнене в один прийом цементним тістом кільце п'ять-шість разів струшують, стукаючи скляною пластинкою об стіл. Потім поверхню тіста вирівнюють із краями кільця, зрізуючи надлишок тіста змоченим водою ножем.

Приводять товкачик в центрі конічного кільця в зіткнення з поверхнею тіста і закріплюють стержень гвинтом, після чого, швидко відгвинчуючи закріпний гвинт, звільняють стержень і дають товкачику вільно занурюватися в тісто. Через 30 с з моменту звільнення стержня відраховують занурення товкачика за шкалою.

Густина цементного тіста вважається нормальною, якщо товкачик не доходить до скляної пластинки на 5-7 мм. Якщо товкачик занурюється глибше, кількість води взято більше, ніж необхідно для нормальної густини. При меншому зануренні товкачика води узято недостатньо. У цих випадках необхідно зробити повторні замішування доти, доки буде знайдена нормальна густина тіста.

Отримані результати заносять до лабораторного журналу (табл. 6.1).

Таблиця 6.1

Визначення нормальної густини цементного тіста

Висновок про нормальну густину цементного тіста:

Нормальна густина тіста ______ % (від маси цементу).

6.2 Визначення термінів тужавіння цементного тіста

Замішаний водою цемент, втрачаючи пластичність, поступово загусає (що відповідає початку тужавіння) і переходить в каменеподібний стан (настає кінець тужавіння). Терміни тужавіння цементу мають важливе значення для проведення робіт, тому що регламентують можливі терміни перевезення і укладання розчинної або бетонної суміші.

Для визначення термінів тужавіння цементу потрібне обладнання, зазначене в попередній роботі, але в прилад Віка, замість товкачика, у стержень закріплюється голка площею перетину 1, 1 мм і на верхню частину стержня закріплюється додатковий вантаж, щоб зберегти загальну масу стержня з голкою 300 г (рис. 6.2). Терміни тужавіння цементу визначають у наступній послідовності.

У сферичній металевій чашці готують цементне тісто нормальної густини: 400 г цементу і відповідна кількість води; раніше описаним способом заповнюють кільце тістом і встановлюють його на столик приладу під голку. Голку приладу Віка доводять до зіткнення з поверхнею тіста, закріплюють стержень гвинтом, після чого, відгвинчуючи гвинт, звільняють стержень і дають голці вільно занурюватися в тісто. Голку занурюють у тісто через кожні 10 хв., пересуваючи кільце після кожного занурення, щоб голка щоразу потрапляла в інше місце.

Після кожного занурення голку потрібно витирати ганчірочкою.

Початком тужавіння цементного тіста вважають час від початку замішування, тобто доливання води, до моменту, коли голка не буде доходити до дна на 1-2 мм.

Кінцевим моментом тужавіння цементного тіста вважають час від початку замішування до моменту, коли голка буде занурюватися в тісто не більше, ніж на 1-2 мм.

Відповідно до стандарту початок тужавіння цементу має наставати не раніше 45 хв., а кінець тужавіння - не пізніше 10 ч від початку замішування.

Оскільки визначення термінів тужавіння цементу подібно визначенню термінів тужавіння гіпсу, з огляду на тривалість проведення випробування (2-8 годин), ця робота студентами не виконується. До журналу лабораторних робіт заносять необхідні дані і виконують опис роботи. Результати випробування заносять до лабораторного журналу (табл. 6.2).

Таблиця 6.2

Визначення термінів тужавіння

Норма ДСТУ

а) початок тужавіння не раніше ____ хв.

б) кінець тужавіння не пізніше ____ год.

6.3 Визначення рівномірності зміни об’єму цементу під час твердіння

При недостатній тонкості помелу, неправильному збереженні і наявності в різних кількостях домішок СаО, Mg, CaSO₄ може спостерігатися нерівномірна зміна об’єму цементу у процесі твердіння цементного тіста.

Рівномірність зміни об’єму цементу визначається в наступному порядку.

З тіста нормальної густини вручну роблять чотири кульки (діаметром близько 5 см), що укладаються на скляну пластинку, протерту машинною олією. Потім пластинку струшують до розпливання кульок у коржі діаметром 7-8 см і товщиною в середині близько 1 см (рис.6.3).

Для одержання гладкої поверхні коржі згладжують від зовнішніх країв до центра ножем, змоченим водою. Виготовлені коржі протягом 24 (±2) год. з моменту виготовлення зберігають за температури 20 + 5° у ванні з гідравлічним засувом, а потім випробовують.

Чотири цементні коржі через 24 + 2 год. після замішування знімають із пластинок, виймають з ванни і поміщують у бачок з водою на решітку. Воду в бачку доводять до кипіння, що підтримують протягом 4 ч, після чого коржі в бачку охолоджують і оглядають негайно після випробування. Цемент визнається доброякісним, якщо на поверхні коржів не виявляються радіальні тріщини, що доходять до країв зразка, або сітки дрібних тріщин, видимих у лупу чи неозброєним оком, а також якщо не виявляються скривлення коржів.

Результати випробувань заносять до лабораторного журналу (табл. 6.3).

Таблиця 6.3

Визначення рівномірності зміни об’єму при твердінні

Висновок за результатами випробування: