3191

10

поставке вяжущего без упаковки пробу отбирают непосредственно из транспортных средств равными частями в четырех местах. При поставке вяжущего, упакованного в мешки, пробу массой от 1,0 до 1,5 кг отбирают из середины 10 мешков. Отобранную пробу тщательно перемешивают, затем квартованием из нее выделяют для испытаний конечную пробу массой от 5 до 7

кг, которую разделяют на две равные части.Одну из конечных проб используют для испытания, вторую хранят как арбитражную в закрытом сосуде при температуре (20 ± 3) ° С.Проба гипса для лабораторных испытаний подготавливается инженером кафедры.

3 Свойства гипсовых вяжущих

Гипсовые вяжущие вещества характеризуются комплексом свойств,

определяющим их качество и области применения.

Цвет вяжущего зависит от наличия примесей в исходном сырье и условий его обработки, например, от возможности загрязненияпродуктами сжигания топлива.Вяжущее не имеет запаха, не содержит и не выделяет вредных летучих веществ при хранении, при затворении водой и после твердения.

Истинная плотность 2,65– 2,75 г/см3.

Насыпная плотность 800– 1100 кг/м3.

Плотность затвердевшего гипсового камня 1200–1500 кг/м3 и зависит от количества воды затворения, чем больше воды, тем меньшее плотность из-за большого количества воздушных пор, образовавшихся при удалении свободной воды, не вступившей в реакцию гидратации вяжущего.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны пыли

CaSO4×2H2O составляет 2 мг/м3 (3-й класс опасности) [4].

3.1Определение тонкости (степени) помола

11

Важнейшей характеристикой гипса является его степень измельчения,

характеризуемая тонкостью помола, устанавливаемой при испытаниях по ГОСТ

23789. Тонкость помола влияет на водопотребность гипсовых вяжущих, сроки схватывания и механическую прочность.

Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего,

оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм.

Пробу вяжущего массой 50 г взвешивает с погрешностью не более 0,1 г, и

предварительно высушенную в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре

(50±5)° С, высыпают на сито №02 (0,2 мм), затем производят просеивание вручную или на механической установке.Просеивание считают законченным,

если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05

г вяжущего.

Тонкость помола (П) отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы вяжущего, оставшейся на сите(m1), к массе первоначальной пробы гипса (m):

За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух измерений.

Согласно ГОСТ 125 гипсовые вяжущие по степени помола подразделяются

на вяжущие грубого, среднего и тонкого помола (Таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Классификация гипсовых вяжущих по степени помола

Примечание: Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие тонкого помола с максимальным остатком на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм не более 1%.

12

3.2Определение стандартной консистенции (нормальной густоты)

гипсового теста

Гипсовым тестом называют смесь гипсового вяжущего с водой. Вода участвует в реакции гидратации вяжущего (схватывания и твердения), а также обеспечивает удобоформуемость теста, т.е. однородное распределение и перемешивание тестадляпридания формы будущим изделиям. После завершения гидратации вяжущего при испарении воды не связанной химической реакцией,формируетсяпористостьобразующегося гипсового камня. Чем меньше используется воды при затворении вяжущих при достижении хорошей удобоукладываемости теста, тем плотнее и прочнее получится гипсовое изделие.

Количество воды на затворение вяжущего (водопотребность) является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и достигаемой прочности.

Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра (вискозиметра Суттарда) при его поднятии (Рисунок 3). Диаметр расплыва должен составлять(180 ± 5) мм. Нормальная густота выражается в процентах как отношение массы воды (В), необходимой для получения гипсовой смеси стандартной консистенции, к массе гипсового вяжущего (Г) в граммах:

Стандартную консистенцию (нормальную густоту) подбирают опытным путем. Для данного опыта применяют: чашку из коррозионностойкого материала,

квадратное стекло с размером стороны не менее 240 мм, цилиндр из нержавеющего металла с полированной внутренней поверхностью (вискозиметр Суттарда), линейку длиной 250 мм с ценой деления 1 мм.

13

180 ± 5 мм

Рисунок 3 – Прибор для определения стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста:

а) геометрические размеры вискозиметра Суттарда; б) внешний вид прибора перед испытанием.

Для приготовления теста в чашку, предварительно протертую влажной тканью, вливают воду, масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего

(рекомендуется брать воду в количестве 45 – 60% от массы вяжущего). Затем в воду в течение 2…5 с всыпают 300 г гипсового вяжущего. Массу перемешивают в течение 30 с, начиная отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду.После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла,

заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло так же предварительно протирают влажной тканью. Через 45 с, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 с после окончания перемешивания цилиндр быстро поднимают вертикально на высоту 15 – 20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях и вычисляют среднее арифметическое значение. Если диаметр расплыва теста не соответствует (180±5)

мм, испытание повторяют с измененной массой воды.

3.3Определение сроков схватывания гипсового теста

Гипсовое тесто обладает способностью через некоторое время после затворения схватываться и твердеть, т.е. переходить из пластичного состояния в

14

твердое. Знание сроков схватывания гипса (начала и конца) имеет большое практическое значениепри разработке технологических линий изготовления изделий и для проведения отделочных работ. Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной ко нсистенции. Метод заключается в определен ии времени от начала контакта ги псового вяжущего с водой до начала и конца с хватывания теста.

Определение сроков схватывания вяжущих материалов, в том числе и гипсового, производят на приборе Викá(Рисунок 4).

Рисунок 4 – Прибор Викá 1 – цилиндрический мета ллический стержень; 2 – обойма станины; 3 – зажимной

винт; 4 – указатель-стрелка; 5 – шкала; 6 – пестик; 7 – игла

Прибор Викá сост оит из цилиндрического металлического стержня(1),

свободно перемещающег о в обойме станины (2). Для закр епления стержня в станине на требуемой высоте служит зажимной винт (3). На стержне имеется указатель (4), позволяющи й производить отсчеты его перемещения относительно шкалы (5), прикрепленно й к станине и разделенной на миллиметры. В нижнюю часть стержня, вставляется игла (7), диаметром 1 мм и д линой 50 мм. При испытании гипсового вяж ушего масса стержня с иглой должна быть равна (300±2)

г (пестик прибора (6) находится наверху стержня(1)).

15

Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Викá, а также нулевое положение подвижной части.

Для укладки теста служит коническое кольцо из нержавеющего материала

(Рисунок 5), с верхним внутренним диаметром 65 мм, нижним 75 мм и высотой 40

мм.

Рисунок 5 – Коническое кольцо

Кольцо, предварительно смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластину, заполняют тестом. 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 ножом и заполненную форму на пластинке устанавливают на основание прибора Викá.

Рисунок 6 – Игла прибора Викá

Подвижную часть прибора с иглой (Рисунок 6) устанавливают в такое

16

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 погружение 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 конец схватывания – когда свободно опушенная игла погружается на глубину не более 1

мм. Время начала и конца схватывания выражают числом минут.

На основании установленных сроков схватывания,определяется вид вяжущего, отражаемый в обозначении индексом схватывания (Таблица 3.2).

Таблица – 3.2 Классификация гипсовых вяжущих по срокам схватывания

Примечание: Для фарфоро-фаянсовой и керамической промышленности изготавливают вяжущие со сроками схватывания, установленными для нормальносхватывающегося гипса.

В таблице 3.2 вид вяжущего определяется по срокам схватывания, что более правильно в отличии от таблицы 2 ГОСТ 125, где обозначение вида вяжущего дано по срокам твердения.

Сроки схватывания гипсового вяжущего зависят от свойств сырья,

технологии изготовления вяжущего, длительности хранения, количества вводимой воды, температуры вяжущего вещества и воды, условий перемешивания и др. Схватывание гипса значительно ускоряется при затворении его пониженным количеством воды по сравнению с тем, какое требуется для теста нормальной густоты, и наоборот. Быстрое схватывание полуводного гипса

17

является в большинстве случаев положительным его свойством, позволяющим быстро извлекать изделия из форм. Однако в ряде случаев быстрое схватывание нежелательно, например, для ведения штукатурных работ.

3.4 Определение прочностных характеристик гипсового вяжущего

3.4.1 Подготовка образцов-балочек

Для определения прочностных характеристик гипсового вяжущего из теста нормальной консистенции изготавливают образцы-балочки размером 40x40x160

мм.

Проба гипсового вяжущего должна быть не менее 1,1 кг.

Гипсовое вяжущее в течение 5…20 с всыпают в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции.

Полученную смесь интенсивно перемешивают венчиком вручную в течение

60 с до однородного теста, которое заливают в подготовленную форму,

предварительно смазанную машинным маслом. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхивают 5

раз, для чего ее поднимают за торцевую сторону на высоту от 8 до 10 мм и опускают. Излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов. Через (15±5)

мин после конца схватывания образцы извлекают из формы и хранят в помещении для испытаний.

Как уже указывалось, гидратация полуводного гипса является экзотермическим процессом и сопровождается выделением тепла. Увеличение температуры при этом сравнительно невысокое, но заметное, например, прогрев ощущается тактильно тыльной стороной ладони.

Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции производят через 2 ч после затворения гипсового

18

вяжущего водой.

3.4.2 Определение предела прочности на растяжение при изгибе

Сущность метода заключается в определении минимальных нагрузок,

разрушающих образец.

Для проведения испытаний образец устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб по ГОСТ 310.4, таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведенана рисунке 7.

F

Рисунок 7 – Схема расположения образца при определении прочности при изгибе

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.

19

3.4.3Определение предела прочности при сжатии

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помешают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластан плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца.

Схема расположения образца при испытании на сжатие приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема расположения образца при испытаниях прочности при сжатии

1 – верхняя плита пресса; 2 – пластинки; 3 – половина образца; 4 – нижняя плита пресса.

Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Предел прочности на сжатие (Rсж) одного образца определяют, как частное от деления величины разрушающей нагрузки (F) на рабочую площадь пластины (А), ровную

2500 мм2.

сж !

Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов.