681

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

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

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

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