681
.pdfМодифика- |
|
|
Показатель све- |
Истинная |
||
Кристалличе- |
Внешние |
топреломления |
плот- |
|||
ция кремне- |
||||||
ская система |
формы |
|
|
ность, |
||
зема |
Ng |
Nm |
||||
|
|
г/см3 |
||||
|
|
|
||||
|
Триклиниче- |
Зерна- |
1,487 |
1,484 |
2,32 |
|
|
ская |
двойники |
|
|
|
|
a- |
Кубическая |
Октаэдры |
1,466 |
- |
2,21 |
|
кристобалит |
|
|
|
|
|
|
Водный |
Отсутствует |
- |
- |
- |
1,90 |
|
кремнезем |
|
|
|
|
|
|
Опал |
Отсутствует |
- |
- |
1,406 |
2,30 |
|
|
|
|
|
1,460 |
2,55 |
|
Халцедон |
Не установле- |
Кристаллы |
1,540 |
1,532 |
2,58 |
|
|
на |
в виде во- |
|
1,530 |
|
|
|
|
локон |
|
|
|
|
Стекло кис- |
Отсутствует |
- |
- |
1,458 |
2,20 |
|
лое аморф- |
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
Химические методы |
|
|
Методы основаны на определении содержания в горной породе, щебне (гравии) реакционноспособного кремнезема, растворимого в 1 М растворе гидроксида натрия.
Содержание растворимого в щелочах кремнезема определяют весовым или фотоколориметрическим методом.
Горную породу, щебень (гравий) считают нереакционноспособными по отношению к щелочам и пригодными к использованию в качестве заполнителя для бетонов, если содержание в них растворимого кремнезема не более 50 ммоль/л.
.
61
3.ВОЗДУШНЫЕ ВЯЖУЩИЕ. ГИПС СТРОИТЕЛЬНЫЙ
3.1.Общие сведения
Гипсовые вяжущие вещества это воздушные вяжущие, состоящие из полуводного гипса CaSO4 ·0,5Н2О или ангидрита CaSO4 и получаемые путем тепловой обработки тонко измельченного исходного сырья и последующим помолом.
Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный гипсовый камень, состоящий из минерала гипса CaSO4·2Н2О, природный ангидрит CаSO4 и некоторые отходы промышленности, к примеру фосфогипс. Строительный гипс состоит из полуводного гипса CaSO4·0,5Н2О.
Гипсовые вяжущие вещества, в зависимости oт температуры обработки сырья, подразделяют на две группы: на низкообжиговые и высокообжиговые.
Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают тепловой обработкой природного гипса CaSO4·2Н2О при низких температурах (110–180оС). Они состоят главным образом из тонкоизмельченного полуводного гипса CaSO4 ·0,5Н2О и характеризуются быстрым твердением. К низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам относят: формовочный, строительный и высокопрочный гипс.
Высокообжиговые гипсовые вяжущие вещества изготовляют путем обжига гипсового камня при высоких температурах 600…1000°С, поэтому они состоят из ангидрита CaSO4. Высокообжиговый гипс медленно схватывается и твердеет, но имеет высокую водостойкость и высокую прочность при сжатии выше –10...20 МПа в отличие от строительного гипса. К высокообжиговым вяжущим веществам относят: ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент) и высокообжиговый гипс (эстрих-гипс).
Производство строительного гипса выполняют путем обжига в варочных котлах или печах природного гипсового камня CaSO4 ·2Н2О с последующим измельчением его в тонкий порошок в шаровой мельнице. При этом происходит дегидратация двуводного гипса по реакции: CaSO4 · 2Н2О= CaSO4 · 0,5Н2О + 1,5Н2О.
Технические требования к гипсу строительному приведены в
ГОСТ 125–2018 «Гипсовые вяжущие. Технические условия». В
зависимости от предела прочности на сжатие различают следующие марки гипсовых вяжущих: Г-2, Г-3, Г-4. Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13,
Г-16, Г-19, Г-22, Г-25.
Минимальный предел прочности каждой марки гипсового вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 3.1.
62
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл. 3.1 |
||
|
|
Классификация гипса строительного по прочности |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
Предел прочности образцов-балочек размерами |
|
|
|||||||
|
|
гипсового |
|
40х40х100 мм в возрасте 2 ч., МПа, не менее |
|
|
||||||
|
|
вяжущею |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при сжатии |
|
при изгибе |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Г-2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
1.2 |
|
|
|
|
Г-3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1.8 |
|
|
|
|
Г-1 |
|
|
|
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 |
|
|
|
|
В зависимости от сроков схватывания различают виды гипсо- |
||||||||||
вых вяжущих, приведенные в табл. 3.2. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Индекс |
|
Срок схватывания, мин |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид гипсового вяжущего |
сроков |
|
Начало, |
Конец, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
твердения |
|
не ранее |
не позднее |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Быстротвердеющий |
А |
|
2 |
15 |
|
|
||||
|
|
Нормальнотвердеющий |
Б |
|
6 |
30 |
|
|
||||
|
|
Медленнотвердеющий |
В |
|
20 |
Не нормируется |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
В зависимости от степени помола различают виды гипсовых |
||||||||||
вяжущих, приведенные в табл. 3.3. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Вид гипсового |
|
Индекс степени |
Максимальный остаток на |
|
||||||
|
|
|
сите с размерами ячеек |
|
||||||||
|
|
вяжущего |
|
|
|
помола |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0,8 мм %, не более |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Грубого помола |
|
|
I |
|
|
23 |
|
|
||
|
|
Среднего помола |
|
И |
|
|
14 |
|
|
|||
|
|
Тонкого помола |
|
|
III |
|
|
2 |
|
|
63
Пример условного обозначения гипсового вяжущего прочностью 5,2 МПа со сроками схватывания: начало — 5 мин. конец — 9 мин и остатком на сите с размером ячеек в свету 0.2 мм 9 %. т. е. гипсового вяжущего марки Г-5, быстротвердеющего, среднего помола:
Г-5 А II ГОСТ 125—2018
Методы испытания гипса строительного приведены в ГОСТ
23789–2018 «Гипсовые вяжущие. Методы испытания»
3.2. Определение тонкости (степени) помола
Сущность метода заключается в определении массы гипсового вяжущего, оставшегося при просеивании на сите с ячейками размером в свету 0,2 мм.
Состав приборов:
–сушильный шкаф, обеспечивающий температуру (50 ± 5) °С;
–весы с погрешностью взвешивания не более 0,05 г;
–сито с ячейками размером в свету 0,2 мм по ГОСТ 6613;
–термометр со шкалой до температуры 100 °С;
–установка для механического просеивания.
Проведение испытания
Пробу гипсового вяжущего массой 50 г, взвешенную 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 и проводят просеивание вручную, на механической установке или с помощью прибора-анализатора.
Просеивание считают законченным, если сквозь сито в течение 1 мин при ручном просеивании проходит не более 0,05 г гипсового вяжущего.
Тонкость помола отдельной пробы определяют в процентах с погрешностью не более 0,1 % как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы.
За значение тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.
3.3. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста
Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризу-
ется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии.
64
Состав приборов:
–вискозиметр Суттарда в виде цилиндра из металла с полированной внутренней поверхностью (рис. 3.1)
–стекло с рядом нанесенных концентрических окружностей диаметром 150…220мм через каждые 10мм;
–чашка вместимостью более 500 см3;
–мешалка ручная (рис. 3.2);
–линейку металлическую 250 мм, ценой деления 1 мм;
–весы с допускаемой погрешностью взвешивания ±0,01 г;
–секундомер.
Проведение испытания
1.Цилиндр Суттарда очистить и поместить строго в центре стеклянной пластины. Круглодонную чашу также очистить, протерев влажной тканью.
2.Отвесить 300 г гипсового вяжущего
3.Влить воду (фиксированная масса которой зависит от свойств гипсового вяжущего) в смесительную чашу, затем всыпать гипсовое вяжущее в течение 2…5 с массу перемешивать ручной мешалкой снизу вверх 30 с, начиная отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду и до получения однородной массы.
4.После окончания перемешивания цилиндр, удерживая рукой, быстро наполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают влажным ножом или линейкой.
5.Через 45 с от начала засыпания гипса в воду, или через 15 с после окончания перемешивания цилиндр быстро поднимают строго вертикально и отводят в сторону.
6.Диаметр расплыва образца измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение.
7.Если диаметр расплыва теста не соответствует диапазону (180 ± 5) мм, испытание повторяют с измененной массой воды.
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.
65
Рис.3.1. Ручная мешалка |
Рис.3.2. Вискозиметр Суттарда; |
|
1–цилиндр; 2 – окружности; |
|
3 – расплыв образца гипсового теста |
Диаметр расплыва измеряют непосредственно после поднятия цилиндра линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое значение.
Если диаметр расплыва теста не соответствует диапазону (180
±5) мм, испытание повторяют с измененной массой воды.
3.4.Определение сроков схватывания гипсового теста
Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста.
Состав приборов:
–секундомер;
–кольцо коническое из коррозионностойкого материала (рис.
3.3);
–прибор Вика с массой подвижной части (300 ± 2) г (рис. 3.3);
–игла с полированной поверхностью, стандартного профиля;
–пластина, полированная, из коррозионностойкого материала размером 100 х 100 мм
Проведение испытания
Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое положение подвижной части.
66
Рис. 3.3. Прибор Вика:
1 – цилиндрический стержень;
2 – обойма станины; 3 – стопор;
Рис.3.4. Кольцо для образца гипсового теста
Кольцо, предварительно протертое и смазанное минеральным маслом и установленное на полированную пластинку, заполняют тестом. Для удаления попавшего в тесто воздуха кольцо с пластинкой че- тыре-пять 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 основании 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 проводят один раз каждые 30 с, начиная с целого числа минут.
После каждого погружения иглу тщательно вытирают, а пластинку вместе с кольцом передвигают так, чтобы каждое последующее погружение иглы находилось на расстоянии не менее 10 мм от мест предыдущих погружений и края кольца.
Начало схватывания определяют временем, выраженным в минутах, истекших от момента добавления гипсового вяжущего к воде до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не доходит до поверхности пластинки.
Конец схватывания — когда свободно опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм.
Время начала и конца схватывания выражают в минутах.
67
3.5. Определение предела прочности на растяжение при изгибе
Прочность на растяжение при изгибе и сжатии определяют на образцах-призмах размером 160 х 40 х 40 мм, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции.
Состав приборов:
–чаша;
–мешалка ручная;
–форма разъемная для изготовления образцов-призм размером 160 х 40 х 40 мм;
–цилиндр мерный вместимостью 1 л ценой деления 1 мл;
–весы с диапазоном взвешивания не менее 500 г и пределом допускаемой погрешности взвешивания ± 0,1 г;
–прибор для испытания на изгиб образцов-призм;
–установка для определения прочности при сжатии с предельной нагрузкой 100 кН;
–камера для выдерживания образцов, обеспечивающая твердение образцов при температуре (23 ± 2) °С и относительной влажности воздуха (50 ± 5) %;
–смеситель.
Подготовка образцов
Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой от
1,0 до 1,6 кг.
Гипсовое вяжущее в течение 5…20 с засыпают в чашку смесителя с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции, предварительно протертую влажной тканью.
Гипсовое тесто перемешивают в течение 60 с в смесителе до получения однородного теста, которым заливают форму. При работе смесителя
Рис. 3.5. Форма для изготовле- вращение лопасти вокруг собственной ния образцов-балочект4х4х16 см оси и ее планетарное перемещение относительно оси чаши должны осуществляться в противоположных направлениях со скоростью вращения вокруг собственной оси (140 ± 5) мин-1; при планетарном перемещении относительно оси чаши –
(62 ± 5) мин-1.
После засыпания гипсового вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 с до получения однородного теста, которым заливают форму.
68
Для изготовления образцов требуемых размеров используют разборную форму (рис. 3.5).
Внутреннюю поверхность стенок формы и поддон предварительно смазывают тонким слоем машинного масла.
Приготовленное тесто укладывают в форму. Уложенное тесто уплотняют и выравнивают пятью ударами формы о поверхность стола, поднимая ее за торцевую сторону на высоту 10 мм.
После наступления начала схватывания 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, маркируют и хранят в помещении для испытаний при температуре (23 ± 2) °С и относительной влажности воздуха (50 ±
5) %.
Определение прочности образцов, изготовленных из гипсового теста стандартной консистенции, проводят через 2 ч после контакта гипсового вяжущего с водой.
Проведение испытания
Для определения предела прочности на растяжение при изгибе образец устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб (рис. 3.6). Расстояние между опорами должно быть (100 ± 0,152) мм. Скорость нарастания нагрузки – (50
± 10) Н/с.
Испытание проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
Обработка результатов
Предел прочности на растяжение при изгибе одного образца Rизг МПа (Н/мм2, кгс/см2), вычисляют по формуле:
(3.1)
где F – разрушающая нагрузка, Н.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов трех испытаний, вычисленное с точностью ±0,1 МПа.
69
3.6. Определение предела прочности при сжатии
Рис. 3.7. Пластины-вкладыши |
Рис. 3.8. Схема испытания на сжатие |
|
для испытания половинок бало- |
||
половинок образцов-балочек |
||
чек на сжатие |
||
|
Состав приборов:
Для испытания используют дополнительно пластины-вкладыши, через которые передаётся нагрузка на образец (рис.3.7)
Подготовка образцов
Предел прочности при сжатии определяют испытанием шести половинок образцов-призм, полученных после испытания на изгиб.
Проведение испытания
Половинку образца-призмы помещают между двумя пластинками для передачи нагрузки на образец так, чтобы боковые грани, которые при формовании образцов находились в вертикальном положении, находились в плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой грани образца. Схему размещения образцов между станинами пресса см. рис. 3.8.
Скорость нарастания нагрузки при испытании — (50 ±10) Н/с. Предел прочности при сжатии одного образца Rсж, МПа, вычис-
ляют по формуле
(3.2)
где S – площадь рабочей поверхности пластинки, равная – 25cм2.
Обработка результатов
Предел прочности на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего результатов, вычисленное с точностью ±0,1 МПа.
70