Области применения гипсовых вяжущих

Области применения гипсовых вяжущих	Рекомендуемые марки и виды
Изготовление гипсовых изделий всех видов	Г-2…Г-7, всех сроков твердения и степеней помола
Изготовление тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей	Г-2…Г-7, тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения
Производство штукатурных работ, затирка швов и специальные цели	Г-2…Г-25, нормального и медленного твердения, среднего и тонкого помола
Изготовление форм и моделей в фарфорофаянсовой, керамической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также медицине	Г-5…Г-25, тонкого помола с нормальными сроками твердения
Для медицинских целей	Г-2…Г-7, быстрого и нормального твердения, среднего и тонкого помола

Гипсовые вяжущие используют для изготовления панелей и плит перегородок, гипсокартонных и гипсоволокнистых листов, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, вентиляционных коробов, штукатурных и шпаклевочных смесей, для отливки моделей и форм в фарфорофаянсовой, керамической, автомобильной, авиационной промышленности, машиностроении, медицине.

Задание 1. Определение тонкости помола

Приборы и материалы

Гипсовое вяжущее; сушильный шкаф; весы технические; сито № 02 по ГОСТ 6613-86 (см. прил.); установка для механического просеивания.

Порядок выполнения работы

Пробу исследуемого гипсового вяжущего предварительно высушивают в сушильном шкафу при 50 ± 5 °Cв течение 1 ч. Отвешивают на технических весах 50 г гипса с точностью до 0,1 г, навеску переносят на сито № 02, расположенное на поддоне, накрывают сито крышкой и помещают в прибор для механического просеивания. После 5…7 мин просеивания прибор останавливают, осторожно снимают донышко и ссыпают с него прошедший через сито гипс, прочищают сетку сита с нижней стороны мягкой кисточкой над бумагой.

Просеивание считают законченным, когда через сито при ручном просеивании в течение 1 мин проходит не более 0,05 г вяжущего. Контрольное просеивание выполняют при снятом донышке на бумагу.

После просеивания остаток гипса на сите взвешивают.

Тонкость помола гипсового вяжущего определяют в процентах с погрешностью не более 0,1% как отношение массы, оставшейся на сите № 02, к массе первоначальной пробы. За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний. Результаты записывают в табл. 27.

Таблица 27

Результаты определения тонкости помола гипсового вяжущего

№ испытания	Навеска гипса, г	Остаток на сите №02	Вид гипсового вяжущего	Индекс степени помола
г	%

Задание 2. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста

Приборы и материалы

Гипсовое вяжущее; весы технические с погрешностью взвешивания не более 1 г; питьевая вода; мерный цилиндр; секундомер. Чашка из коррозионно-стойкого материала вместимостью более 500 см³; стекло диаметром более 240 мм; линейка длиной 250 мм с ценой деления 1 мм.

Ручная мешалка имеет более трех петель из проволоки диаметром 1…2 мм (рис. 18).

Рис. 18. Ручная мешалка

Вискозиметр Суттарда (рис. 19) представляет собой полый цилиндр, изготовленный из нержавеющего материала (меди, латуни), с полированной внутренней поверхностью. Внутренний диаметр цилиндра – 50 мм, высота – 100 мм. Цилиндр устанавливают на стекло, на которое наносят через каждые 10 мм ряд концентрических окружностей диаметром 150…220 мм, а окружности диаметром от 170 до 190 мм – через 5 мм. Окружности можно нанести на лист белой бумаги и поместить его между двумя листами стекла.

2

1

3

Рис. 19. Вискозиметр Суттарда:

а – в собранном виде; б – расплыв лепешки из гипсового теста;

1 – латунный цилиндр; 2 – стеклянная пластинка с концентрическими

окружностями; 3 – лепешка из гипсового теста нормальной густоты

Порядок выполнения работы

Стандартную консистенцию (нормальную густоту) гипсового теста определяют по ГОСТ 23789-79.

Стандартная консистенция (нормальная густота)характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, вытекающего из цилиндра при его поднятии. Диаметр расплыва должен быть равен 180 ± 5 мм. Количество воды является основным критерием определения свойств гипсового вяжущего: времени схватывания и предела прочности.

Для определения стандартной консистенции на технических весах взвешивают 300…350 г гипсового вяжущего с точностью до 1 г. В чистую чашку, предварительно протертую влажной тканью, вливают воду, масса которой ориентировочно составляет 50…70% от массы вяжущего (150…220 г). Затем в воду в течение 2…5 с всыпают навеску гипсового вяжущего, одновременно включают секундомер. Тесто интенсивно перемешивают ручной мешалкой для получения однородной массы в течение 30 с, ведя отсчет времени от начала всыпания гипсового вяжущего в воду.

После окончания перемешивания цилиндр 1 (рис. 19), установленный в центре стекла 2, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают влажной тканью.

Через 45 с, считая от начала засыпания гипсового вяжущего в воду, или через 15 с после окончания перемешивания цилиндр очень быстро поднимают вертикально на высоту 15…20 см и отводят в сторону. 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 (180 ± 5) мм, испытание повторяют, уменьшив или увеличив исходное количество воды.

При получении требуемого результата рассчитывают нормальную густоту гипсового теста, которую выражают количеством воды в процентах от массы гипсового вяжущего:

,

где НГ – нормальная густота гипсового теста, %; m₁ – количество воды затворения, г; m₂ – масса гипсового вяжущего, г.

Результаты испытаний записывают в табл. 28.

Таблица 28

Результаты определения стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста

№ опыта	Количество, г	Диаметр лепешки, мм	Нормальная густота, %
гипсового вяжущего	воды

Задание 3. Определение сроков схватывания гипсового теста

Приборы и материалы

Гипсовое вяжущее; весы технические с погрешностью взвешивания не более 1 г; питьевая вода; мерный цилиндр; секундомер. Чашка из коррозионно-стойкого материала вместимостью более 500 см³; линейка длиной 250 мм с ценой деления 1 мм; ручная мешалка (рис. 18).

Прибор Вика (см. рис. 10) с массой подвижной части (300 ± 2) г; коническое кольцо из коррозионно-стойкого материала; игла, изготовленная из твердой нержавеющей стальной проволоки с полированной поверхностью; полированная пластинка из коррозионно-стойкого материала размером не менее 100×100 мм; минеральное масло.

Порядок выполнения работы

Для определения сроков схватывания используют гипсовое тесто стандартной консистенции. Сущность метода состоит в определении времени от начала контакта гипсового вяжущего с водой до начала и конца схватывания теста.

Сроки схватывания определяют на приборе Вика (см. рис. 10). Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое положение иглы при соприкосновении с пластинкой, помещаемой под кольцо.

Взвешивают на технических весах 300 г гипсового вяжущего с точностью до 1 г. В предварительно протертую влажной тканью чашку вливают количество воды, соответствующее нормальной густоте теста, определенной в задании 2. Навеску гипсового вяжущего всыпают в воду в течение 2…5 с и интенсивно перемешивают в течение 30 с при помощи ручной мешалки.

Можно использовать гипсовое тесто, полученное в задании 2.

Коническое кольцо, предварительно протертое и слегка смазанное минеральным маслом, устанавливают на полированную пластинку и заполняют гипсовым 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 линейкой. Устанавливают форму, заполненную тестом, на пластинке на основании прибора Вика.

Подвижную часть прибора с иглой устанавливают в такое положение, при котором конец иглы касается поверхности гипсового теста в центре кольца. Закрепляют стержень стопорным устройством, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. Опускают иглу через каждые 30 с, начиная с целого числа минут. После каждого погружения иглу тщательно вытирают сухой тканью, а пластинку с кольцом передвигают так, чтобы игла при новом погружении 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 опущенная игла погружается на глубину не более 1 мм. Сроки схватывания (начало и конец) выражают числом минут. Результаты записывают в табл. 29.

Таблица 29

Результаты определения сроков схватывания гипсового теста

Время затворения, ч-мин	Время схватывания, ч-мин	Сроки схватывания, мин	Вид гипсового вяжущего	Индекс сроков твердения
начала	конца	начало	конец

Задание 4. Определение марки гипсового вяжущего

Приборы и материалы

Гипсовое вяжущее; весы технические с погрешностью взвешивания не более 1 г; питьевая вода; минеральное масло. Чашка из коррозионно-стойкого материала вместимостью более 500 см³; линейка длиной 250 мм с ценой деления 1 мм; мерный цилиндр объемом 1 л; ручная мешалка (см. рис. 18). Форма из коррозионно-стойкого материала для изготовления образцов-балочек размерами 40×40×160 мм (см рис. 14); металлические пластинки для передачи нагрузки; прибор МИИ-100 для испытания на изгиб образцов-балочек; пресс для определения предела прочности при сжатии.

Порядок выполнения работы

Сущность метода заключается в определении минимальных нагрузок, разрушающих образец. Предел прочности на изгиб определяют на балочках размерами 40×40×160 мм, приготовленных из гипсового теста нормальной густоты (стандартной консистенции), а предел прочности на сжатие – на половинках тех же балочек, получившихся в результате разрушения их при испытании на изгиб. Определение прочности образцов-балочек производят через 2 ч после контакта гипсового вяжущего с водой.

Для изготовления одной формы из трех образцов навеску гипсового вяжущего массой от 1,0 до 1,6 кг засыпают в течение 5…20 с в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции. Смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 с до получения однородного теста, которым быстро заливают три гнезда формы. Предварительно внутреннюю поверхность металлических форм слегка смазывают минеральным маслом средней вязкости. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой до полного ее заполнения. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму с тестом встряхивают 5 раз, приподнимая ее за торцовую сторону на высоту от 8 до 10 мм над столом и опуская на него.

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 на лабораторном столе, не подвергающемся сотрясениям.

Через 2 ч с момента изготовления образцы испытывают на изгиб на приборе МИИ-100. Для проведения испытаний по ГОСТ 310.4-81 (см. прил.) образец устанавливают на опоры прибора таким образом, чтобы те его грани, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Маховичок захвата завинчивают до упора. Прибор включается тумблером. Предел прочности при изгибе фиксируется по показанию счетчика прибора МИИ-100.

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

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя стальными пластинами размером 62,5×40 мм таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцовой гладкой стенке образца (см. рис. 16). Образец вместе с пластинами помещают в центр опорной плиты гидравлического пресса. Затем опускают верхнюю плиту до соприкосновения ее с пластиной. После этого включают пресс. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (10 ± 5) кгс/см² в секунду. Момент разрушения образца и величину разрушающей нагрузки отмечают по отклонению стрелки манометра.

Предел прочности на сжатие R_сж, кгс/см², одного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки на рабочую площадь пластины, равную 25 см²:

,

где Р – показание манометра (количество делений); К– цена одного деления манометра, кгс.

Предел прочности при сжатии рассчитывают как среднее арифметическое результатов шести испытаний без наибольшего и наименьшего значений.

Результаты испытаний образцов записывают в табл. 30.

Таблица 30

Результаты определения марки гипсового вяжущего

№ образца	Предел прочности при изгибе,	Показания манометра	Предел прочности при сжатии,	Марка гипсового вяжущего
кгс/см2	МПа	Количество делений	кгс	кгс/см2	МПа

Результаты определения физико-механических свойств гипсового вяжущего сравнивают с требованиями, приведенными в табл. 23…25 и делают вывод о виде и марке исследуемого вяжущего с описанием и условным обозначением, как приведено выше.

Вопросы для самопроверки

1. К какому виду вяжущих веществ относятся и где применяются гипсовые вяжущие?

2. Как определяется и в чем выражается тонкость помола гипсового вяжущего?

3. Виды гипсовых вяжущих по тонкости помола.

4. Влияние тонкости помола на свойства гипсового вяжущего.

5. Что такое нормальная густота (стандартная консистенция) гипсового теста, в чем она выражается и как определяется?

6. Какая реакция протекает при гидратации гипсового вяжущего?

7. Теоретическое и практическое количество воды для гидратации полуводного гипса. К чему приводит избыточное количество воды?

8. От каких факторов зависит водопотребность гипсового вяжущего?

9. В чем заключается процесс схватывания и твердения гипсового вяжущего? С какой целью определяют сроки схватывания?

10. Как определяются сроки схватывания гипсового вяжущего?

11. Классификация гипсовых вяжущих по срокам схватывания.

12. Факторы, влияющие на сроки схватывания гипсового вяжущего?

13. Процессы, протекающие при твердении гипсового вяжущего.

14. Как определяется и что обозначает марка гипсового вяжущего? На какие марки делят гипсовые вяжущие по ГОСТ 125-79?

15. От каких факторов зависит прочность изделий из гипсовых вяжущих?

Приложение