Материал: 316

Лабораторная работа №2 Свойства гипсовых вяжущих веществ и их регулирование

(2 –е занятие)

Задание: исследовать влияние регуляторов схватывания на свойства строительного гипса.

Материалы и оборудование:

1.Строительный гипс.

2.Добавки.

3.Кубы-формы 20×20×29.

4.То же, что в л.р. №1.

Ход работы:

1.Для определения НГ на 300 г гипса рассчитать необходимое количество добавки. Добавку растворить в воде затворения.

2.Определить НГ с соответствующими добавками.

3.Определить сроки схватывания гипса с добавками при НГ.

4.Заформовать гипс с добавками НГ в формы-кубы по 9 образцов каждой разновидности.

5.Через 1 час расформировать, промаркировать, оставить на воздухе.

6.По 3 образца в возрасте 2.0 ч испытать на прочность при сжатии, остальные оставить на 14 дней воздушного твердения.

7.Через 14 дней твердения высушить до постоянного веса, испытать на сжатие 3 образца.

8.Оставшиеся 3 образца испытать на прочность при сжатии в возрасте 14 суток нормального твердения.

9.В выводах установить влияние добавок на следующие свойства гипса: НГ, сроки схватывания, прочность при сжатии через 2,0 ч, через 14 суток твердения на воздухе, после высушивания образцов до постоянной массы.

Влияние добавок регуляторов схватывания на свойства строительного гипса

16

Вметодические указания вошли четыре лабораторные работы:

1.Свойства гипсовые вяжущих веществ и их регулирование /часть 1/.

2.Свойства гипсовые вяжущих веществ и их регулирование /часть 2/.

3.Исследование свойств строительных растворов на молотой и гидратной извести.

4.Исследование влияния добавок-ускорителей твердения на свойства портландцемента.

5.Экспресс-вопросы.

Даны теоретические положения, методика и практические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Табл. 4. Библиогр.: 28 назв.

17

2. Воздушная известь.

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из окиси кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т.п. в карбонатных породах не должно превышать 6…8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных температурах и без добавок пуццолановых веществ твердеет лишь в воздушной среде.

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеную комовую; известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку).

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных окисей кальция и магния с преимущественным содержанием окиси кальция.

Известь негашеная молотая – порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести, из которой получена.

Гидратная известь – высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход окисей кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидрата окиси кальция Са(ОН)2, а также гидрата окиси магния Mg(OH)2.

Кроме того, извести различают по скорости гашения. К быстрогасящимся относятся извести со скоростью гашения не более 8 мин, к среднегасящимся – не более 25 мин, к медленногасящимся – более 25 мин. За скорость гашения принимается время от момента смешивания порошка извести с водой до момента достижения максимальной температуры и начала ее снижения.

Твердение воздушной извести

Взависимости от вида извести и условий, в которых происходит

еетвердение, различают три типа твердения: карбонатное, гидратное и гидросиликатное.

18

Карбонатным твердением называют процесс постепенного затвердевания растворных или бетонных смесей, изготовленных на гашеной извести, при воздействии на них углекислоты. Твердение при этом обусловлено одновременным протеканием двух процессов:

1.) кристаллизации гидрата окиси кальция из насыщенного водного раствора; 2.) образования карбоната кальция по реакции

Са(ОН)2+СО2+nН2О = =СаСО3+(n+1)Н2О.

При испарении воды из раствора гелевидная масса известкового теста уплотняется и упрочняется. Высыхание вызывает также образование сетки пор и мельчайших капилляров, частично заполненных водой. Можно полагать, что в результате поверхностного натяжения в них возникает внутреннее капиллярное давление, которое стягивает частицы извести и заполнителя, придавая раствору дополнительную прочность.

Кристаллики образующегося карбоната срастаются друг с другом и частичками Са(ОН)2 и песка, обусловливая твердение. При карбонизации гидрата окиси кальция объем твердой фазы увеличивается, что приводит к дополнительному уплотнению и упрочнению твердеющего раствора. Наряду с карбонатом кальция возможно также образование соединений типа СаСО3 · nСа(ОН)2 · mH2O.

Испарение влаги и карбонизация растворов протекают очень медленно. Последняя захватывает преимущественно поверхностные слои, что объясняется малой концентрацией СО2 в воздухе (0,03 %) и большой плотностью пленки образующегося карбоната, сильно затрудняющей дальнейшее проникание углекислоты к внутренним слоям раствора.

Следует отметить, что в начальный период твердения растворов и бетонов на гашеной извести на рост прочности преимущественно влияют процессы высыхания и перекристаллизации частичек Са(ОН)2.

При введении в известковые растворы или бетоны тонкоизмельченного кварцевого песка происходит заметное взаимодействие между известью и кремнеземом даже при обычных температурах 10… 20° С, что способствует ускорению твердения и достижению более высокой прочности. Ряд исследователей - Г.С.Ходаков, Г.И.Логинов, П.А.Ребиндер и др. - объясняют это аморфизацией поверхностных слоев кварцевых частичек при измельчении и возрастающей их ак-

19

тивностью во взаимодействии с гидратом окиси кальция с образованием гидросиликатов кальция.

Гидратным твердением называют процесс постепенного превращения в твердое камневидное тело известковых растворных и бетонных смесей на молотой негашеной извести. Происходит это в результате взаимодействия такой извести с водой и образования гидрата окиси кальция.

Всоответствии с данными о взаимодействии окиси кальция с водой гидратное твердение извести протекает в результате гидратации ее одновременно как через раствор (по Ле Шателье), так и вследствие присоединения воды к твердой фазе (по Михаэлису и А. А. Байкову). То или иное преимущественное направление процесса зависит от свойств извести, температуры среды, количества воды в системе и от других факторов.

Эффект твердения обусловливается взаимным сцеплением и срастанием образующихся субмикроскопических частичек гидрата окиси кальция. От них зависит и физико-механическая прочность всей системы, состоящей из гидратирующегося вяжущего, воды, заполнителя и воздушных пор. Значительному упрочнению твердеющей системы способствует то, что вследствие химического связывания воды в гидрат окиси кальция значительно увеличивается доля твердой фазы.

По гипотезе Е. Е. Сегаловой и П. А. Ребиндера при выделении Са(ОН)2 из раствора в виде зародышей последние размещаются преимущественно в промежутках между ранее образовавшимися частицами твердой фазы и не вызывают каких-либо вредных напряжений. Направленный же рост кристаллов гидрата окиси кальция в последующие стадии твердения системы, уже получившей начальную прочность, может вызывать нарушение контактов и напряжения, что сопровождается уменьшением прочности, а в отдельных случаях и разрушением искусственного камня.

Вместах контактов, образовавшихся в результате срастания высокодисперсных частичек гидрата окиси кальция, кристаллическая решетка будет неизбежно искажена и поэтому термодинамически неустойчива. Это обусловливает повышенную растворимость этих участков в воде по сравнению с растворимостью правильно сформированных крупных кристалликов Са(ОН)2. Вследствие этого по окончании гидратации, если в порах затвердевшего раствора или бетона есть влага, возможно развитие процессов перекристаллизации, выражаю-

20