Влияние добавок поверхностно-активных веществ на скорость твердения гипсового теста

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Одесская государственная академия строительства и архитектуры

Кафедра химии и экологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу «физическая химии и химии силикатов»

Влияние добавок поверхностно-активных веществ на скорость твердения гипсового теста

Выполнил:

студент группы ПСК-252

Устянский Д.А.

Проверил:

Шарыгин В.И.

Одесса 2012

Содержание

1. Теоретическая часть

1.1 Твердение гипса

1.2 Классификация и свойства добавок

2. Методическая часть

2.1 Оборудование и материалы

2.2 Определение поверхностного натяжения

2.3 Определение пластической прочности

3. Расчетно-экспериментальная часть

3.1 Определение характеристики ПАВ

3.2 Влияние добавки ПАВ на кинетику твердого гипсового тела

4. Обсуждение результатов

Литература



1. Теоретическая часть

1.1 Твердение гипса

Схватывание и твердение б- и -в модификаций гипса полугидрата обусловлены переходом их при взаимодействии с водой в двугидрат по уравнению CaSO₄ • 0,5H₂O + 1,5H₂O = CaSO₄-2H₂O.

По теории твердения Ле Шателье (1887 г.), при смешении с водой полуводный гипс растворяется с образованием насыщенного водного раствора. В растворе он взаимодействует с водой и переходит в двуводный. Так как растворимость полугидрата в воде, считая на CaS0₄, составляет около 8 г, а равновесная растворимость двугидрата около 2 г на 1 л, то раствор становится перенасыщенным по отношению к двугидрату. Поэтому в жидкой фазе возникают условия для образования зародышей кристаллов двуводного гипса и выделения их из раствора. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение концентрации полугидрата в жидкой фазе и создает возможность для растворения новых порций этого вещества и образования перенасыщенного раствора CaSO₄•2H₂0.

По мере выделения из раствора все новых и новых количеств CaSO₄•2H₂0 кристаллики его растут, переплетаются, срастаются и обусловливают схватывание и твердение исходной смеси гипса с водой. Нарушение структуры твердеющего гипса после начала его схватывания приводит к резкому снижению его прочности.

По теории А. А. Байкова (1992 г.), процессы твердения полуводного гипса можно разделить на три периода.

В первый период, начинающемся с момента смешения гипса с водой, растворяется полугидрат и образуется его насыщенный раствор. Во втором периоде вода взаимодействует с CaSO₄•0,5H₂0Это приводит к возникновению двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллических частичек и к образованию коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием массы. В третей период коллоидные частички CaSO₄•2H₂О перекристаллизовываются с образованием более крупных кристаллов, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.

По А. А. Байкову, эти периоды не следуют строго один за другим. Они налагаются так, что в твердеющей массе одновременно протекают процессы коллоидообразования, характерные для второго периода, и процессы перекристаллизации в более крупные частички.

По данным П. А. Ребиндера и Е. Е. Сегаловой, гидратация полуводного гипса идет по схеме Ле Шателье с образованием кристаллизационной структуры. При этом рост прочности системы обычно заканчивается несколько раньше полного перехода полуводного гипса в двуводный. Прекращение роста прочности или даже понижение ее в конечной стадии гидратации гипса объясняется частичным разрушением структуры под влиянием внутренних напряжений, возникающих в процессе направленного роста кристалликов, спаянных между собой контактами срастания и образующих сплошную кристаллизационную структуру затвердевшего гипса.

Быстрое схватывание полуводного гипса является в большинстве случаем положительным его свойством, позволяющим быстро извлекать его изделия из форм, Однако в ряде случаев быстрое схватывание нежелательно.

Для регулирование сроков схватывания в гипс при затворении вводят различные добавки.

1.2 Классификация и свойства добавок

По механизму действия В.Б.Ратинов разделяет добавки для регулирования сроков схватывания вяжущих веществ, в том числе и гипсовых на 4 класса. Первый класс - это добавки, изменяющие растворимость вяжущих веществ и не вступающие с ними в химические реакции. Схватывание гипса ускоряется, если эти добавки, например, NaCL, KCL, и др., усиливают растворимость полугидрата в воде, и, наоборот оно замедляется, если добавки (, С₂Н₅ОH и др.) снижают его растворимость. Некоторые при одних концентрациях в растворе увеличивают растворимость полугидрата и, следовательно, являются ускорителями, а при других, уменьшая растворимость, являются замедлителями. Второй класс - вещества, реагирующие с вяжущими веществами с образованием труднорастворимых или малодиссоциирующих соединений. Добавки этого класса (для гипса - , др.) образуют на поверхности полугидрата защитные пленки труднорастворимых соединений, в результате чего схватывание гипса замедляется. Третий класс - вещества, являющиеся готовыми центрами кристаллизации. Для гипсовых вяжущих таковыми являются CaS·2, CaHP·2 и др. Они ускоряют их схватывание.

У добавок первого и третьего классов имеется «порог эффективности», под которым подразумевают концентрацию добавки, дающую максимальный замедляющий или ускоряй эффект.

Четвертый класс - поверхностно-активные вещества (ПАВ). Они адсорбируются частичками полуводного и двуводного гипса и уменьшают скорость образования зародышей кристаллов. Эти вещества известны как замедлители сроков твердения гипса.

Для регулирования сроков схватывания строительного гипса применяют иногда комплексные добавки, состоящие из веществ, принадлежащим к разным классам.

Например, при совместном введении добавок первого и четвертого класса на первом этапе твердения проявляется влияние замедлителя. В течение этого так называемого индукционного периода гипсовое тесто обладает пластичностью, но не набирает прочности. В дальнейшем наступает быстрое твердение гипса с такой же скоростью, как и в присутствии только ускорителя первого класса.

Как следует из вышесказанного, твердение гипса это гетерогенная химическая реакция, протекающая в высококонцентрированной дисперсной системе и сопровождающаяся коагуляцией геля с образованием коагуляционной и кристаллизационной структур. Об образовании коагуляционной и кристализационной структур судят по возрастанию пластической прочности (Р_m) твердеющего пластично-вяжущего теста, определяемой по методу погружения конуса рычажного пластометра в твердеющую массу. Класс добавок определяется по влиянию концентраций введенных добавок на поверхностное натяжение () используемых растворов. Добавки первого, второго и третьего класса либо поверхностно-инактивные (рис.1, а) либо индифферентные к воде (рис. 1, б), а добавки четвертого класса - это ПАВ и в отличие от раннее упомянутых снижают (рис. 1, в).

Рис.1. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации раствора.

а - поверхностно- инактивные вещества;

б - индифферентные вещества;

в - поверхностно-активные вещества.

В зависимости от скорости схватывания и твердения различают быстротвердеющие и медленнотвердеющие гипсовые (неводостойкие и водостойкие) вяжущие вещества. Сроки схватывания и твердения этих вяжущих зависят от свойств сырья, модификационного состава гипсового вяжущего, тонкости помола, состава, длительности и условий хранения, а также температуры и количества воды затворения. Холодная вода (температура менее 18-20 °С) замедляет схватывание гипсовых вяжущих, а горячая (температура в пределах 30-50 °С) -ускоряет. С увеличением водовяжущего отношения сроки схватывания удлиняются. Омагниченная вода изменяет сроки схватывания вяжущих.Для регулирования сроков схватывания, процесса твердения и структурообразования используют химические добавки, которые вводят при затворении вяжущих водой или непосредственно при их производстве. Согласно германскому стандарту DIN 4208 для ускорения схватывания и твердения ангидритовых вяжущих вводят вещества основного характера (известь или портландцемент в количестве менее 7 % массы; сульфаты - 3 % массы; смесь веществ основного характера и солевых - менее 5 % массы).При использовании формовочного гипса в качестве замедлителей схватывания применяют лимонную кислоту и ее соли. Недорогим и доступным замедлителем гипсовых вяжущих является технический лигносульфат (ЛСТ), сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) и упаренная последрожжевая барда (УПБ) и др. В качестве замедлителя схватывания гипсовых вяжущих можно применять также этилендиамин, а также порошкообразный замедлитель на основе костного клея, обработанный кремнийорганической добавкой. По П. Роланду присутствие в гипсовых вяжущих добавок, которые способствуют повышению или понижению их растворимости, создает условия для ускорения или замедления процесса гидратации. При этом скорость гидратации зависит как от природы растворенного вещества, так и от концентрации его в растворе. Как правило, вещества, повышающие растворимость гипсового вяжущего, являются ускорителями, а вещества, понижающие растворимость - замедлителями. Большинство замедлителей и ускорителей схватывания отрицательно влияют на конечную прочность.

Необходимо также отметить, что замедлители обычно вызывают усадку затвердевших гипсовых вяжущих, а ускорители, наоборот, приводящие к раннему образованию жесткого структурного каркаса, способствуют расширению.

2. Методическая часть

2.1 Оборудование и материалы

1. Прибор для определения поверхностного натяжения жидкости методом выдавливания пузырька.

2. Рычажный пластометр Ребиндера.

3. Технические весы.

4. Разновес.

5. Половинка резинового мяча.

6. Мешалка металлическая (деревянная).

7. Мешалка стеклянная.

8. Посуда:

а) стакан 250 мл - 1 шт;

б) стаканы 100 мл - 6 шт;

в) мерный цилиндр 10 мл - 1шг;

г) пипетка 5-10 мл мерная 1 шт;

д) мерный цилиндр 100 мл 1 для группы;

е) пипетка.

9. Реактивы и материалы:

а) гипс строительный 300 г;

б) вода дистиллированная;

в) хромовая смесь;

г) ПАВ.

2.2 Определение поверхностного натяжении

В экспериментальной части курсовой работы необходимо определить поверхностное натяжение воды и растворов ПАВ.

Любая жидкость характеризуется поверхностным натяжением. На молекулы жидкости, находящиеся на поверхности, действует равнодействующая сил межмолекулярного взаимодействия, направленная внутрь жидкости. Величина этой равнодействующей сил межмолекулярного взаимодействия, отнесенная к единице площади поверхности, называется поверхностным натяжением.

Существуют различные методы определения поверхностного натяжения:

- по определению высоты поднятия жидкости в капиллярной трубке;

- по определению массы капель жидкости при медленном вытекании ее с конца вертикальной капиллярной трубки (сталагмометра);

- методом Ребиндера.

В данной курсовой работе поверхностное натяжение определяем методом Ребиндера.

Определение поверхностного натяжения методом Ребиндера или методом выдавливания пузырька основано на измерении давления (или перепада давлений), которое необходимо для проталкивания пузырьков воздуха через поверхность жидкости. Чем больше поверхностное натяжение, тем это давление больше



Рис.2.

Схема прибора для определения поверхностного натяжения.

Прибор состоит (рис.2) из сосуда (1), куда наливают воду или раствор. Этот сосуд закрыт пробкой (2) со вставленным в нее капилляром (3). Отводная трубка (4) сосуда соединена с тройником (5), к которому присоединены делительная воронка (6) и вертикальный манометр (7).

При выпускании воды из делительной воронки во всей системе создается разрежение, которое измеряется манометром. Под влиянием действующего разрежения воздух поступает в капилляр и продавливается в жидкость. Наибольшее давление отвечает моменту, когда радиус пузырька равен радиусу капилляра. Это наибольшее давление фиксируется по максимальному подъему жидкости в манометре (Н).

2.3 Определение пластической прочности

Для изучения влияния добавок ПАВ на кинетику твердения гипсового теста необходимо определять пластическую прочность гипса.

Одной из важнейших структурно-механических характеристик минеральных вяжущих как вязкоупругих систем является пластическая прочность. Вязкоупругие системы вначале твердения способны деформироваться под влиянием нагрузок. Скорость деформации зависит от напряжения сдвига. В твердеющем вяжущем тесте, состоящем из твердой дисперсной фазы, жидкой дисперсной фазы, существует контакт «газ-жидкость-твердое тело». Разрыв сплошности контакта приводит к разрушению системы. Напряжение сдвига, при котором происходит разрыв сплошности контакта, называется предельным напряжением сдвига или пластической прочностью.

Одним из основных методов определения пластической прочности является определение с помощью конического пластометра МГУ.

Конический пластометр МГУ, предназначенный для исследования предельного напряжения сдвига путем пенетрации (вдавливания) в материал металлического конуса. Устроен следующим образом (рис.3).

Конус (1), соединенный с рычагом (2) и индикатором (3) (детали соединения опущены), погружается в твердеющую дисперсию на определенную глубину, которую можно регулировать, изменяя массу груза на чашке. На рабочей части рычага подвешена чашка (6). Расстояние от точки подвеса рычага к стойкам (8) до точки подвеса чашки (длина большого плеча рычага аd) в наших исследованиях фиксировано. Малое плечо рычага ав, т.е. расстояние от оси цапф подвески до центра истока конуса, также неизменно.

В ненагруженном состоянии рабочая часть рычага уравновешивается противовесом (9) так, чтобы рычаг находился в безразличном равновесии и самопроизвольно не изменял своего положения

Подвижный столик (10) укреплен на основании (11) прибора и предназначен для приведения в контакт поверхности дисперсии и острия конуса, а также для удобства работы с дисперсиями.



Рис.3. Схема рычажного пластометра Ребиндера.

При работе с коническим пластометром следует соблюдать такую последовательность операций:

1. Проверьте комплектность прибора.

2. Освободите рычаг, повернув стопорный винт на 3-4 оборота против часовой стрелки. Рычаг при этом должен остаться в равновесии.

3. Поворачивайте стопорный винт по часовой стрелке до тех пор, пока большая стрелка индикатора не совместится с цифрой "О", а малая с цифрой "2" или "3".

4. После подготовки дисперсии с помощью подвижного столика подведите поверхность дисперсии к острию конуса.

5. Освободите рычаг пластометра, поворачивая стопорный винт против часовой стрелки на 5-10 оборотов.

6. Нагружайте чашку разновесом, начиная с малых гирь, до тех пор, пока конус не погрузится в дисперсию на ~ 5мм. (Внимание! Не перегружайте пласто- метр. Помещать на чашку груз более килограмма запрещается)

7. Определите по индикатору точную глубину погружения пластометра. На малой шкале цифры указывают миллиметры, на большой шкале деление соответствует 0,01 мм.

8. Вращая стопорный винт по часовой стрелке, освободите погруженную часть конуса из выемки. Опустите столик, оботрите конус ветошью, при необходимости очистите сосуд от дисперсии.



3. Расчетно-экспериментальная часть

3.1 Определение характера ПАВ

Приготовление растворов ПАВ различных концентраций.

Готовлю исходный концентрированный раствор ПАВ. Взвешиваю стакан (250 мл) на технических весах и добавляю в него 2 г ПАВ с помощью пипетки. Вливаю в стакан 100 мл воды. Стеклянной мешалкой помешиваю раствор до растворения ПАВ, после чего довожу объем раствора до 200 мл. Разбавлением 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100 делаю по 20 мл рабочих растворов для определения поверхностного натяжения и определению концентрацию приготовленных растворов. Значения заношу в таблицу 3.1.

Определение поверхностного натяжения ПАВ

Определяю поверхностное натяжение воды и рабочих растворов ( начиная с самого разбавленного) методом выдавливания пузырька с помощью специального прибора методом Ребиндера. Результаты измерения заношу в таблицу 3.1

Рассчитываю поверхностное натяжение каждого раствора исходя из формулы:

где - искомая величина поверхностного натяжения, дин•см^-1

- величина поверхностного натяжения для воды, которая определяется по таблице, с учетом температуры воздуха во время проведения экперимента.

- максимальная высота жидкости в манометре для растворов с ПАВ, мм

- максимальная высота подъема в манометре для воды, мм.

Пользуясь выражением нахожу у для каждого из приготовленных растворов с ПАВ по формуле:

Температура воздуха при проведении эксперимента составляла 24?С.

Результаты расчета записываю в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Поверхностные свойства растворов ПАВ

	Номера растворов
	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8
C, мг/мл	0	0,1	0,2	0,48	0,91	1,7	3,3	10
Н, мм	31	30	32	31,5	33	30,5	32	28
у, дин•см	71,49	70,22	68,95	67,25	65,77	63,64	61,52	59,40

Определение поверхностной активности ПАВ.

Для определения поверхностной активной ПАВ построю кривую у-С. Для этого на оси абсцисс откладываю значения концентрации исследуемых растворов в мг/мл, а на оси ординат откладываю значения поверхностного натяжения в .

Рис.3.1. Зависимость поверхностного натяжения растворов ПАВ от концентрации.

Поверхностную активность ПАВ нахожу, определив тангенс угла наклона касательной, проведенной к кривой через точку С=0.

Поверхностная активность данного ПАВ составляет 2.05 гиббс (tg 64? = 2.05)

Определение критической концентрации мицеллообразования ПАВ.

Для определения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) строю кривую у - lg C, для чего предварительно определяю lg C для каждого приготовленного раствора и результаты заношу в таблицу 3.2, далее на оси абсцисс откладываю значения lg C , а на оси ординат откладываю значения поверхностного натяжения в .

Таблица 3.2

Значение десятичных логарифмов концентрации растворов ПАВ

	Номера растворов
	№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8
lg C	-	-1	-0,699	-0,3188	-0,041	0,23045	0,51851	1

Рис.3.2. зависимость поверхностного напряжения ПАВ от lg C

На изотерме поверхностного натяжения, построенной в полулогарифмических координатах при концентрации появления мицелл ПАВ наблюдается излом. Эта концентрация и называется критической концентрацией мицеллообразования. Для данного ПАВ ККМ составляет мг/мл.

гипс добавка твердение прочность

3.2 Влияние добавки ПАВ на кинетику твердения гипсового теста

Определение глубины погружения конуса пластометра в твердеющее гипсовое тесто.

Для расчета пластической прочности гипса определяют глубину погружения конуса конического пластометра. При этом соблюдают следующую последовательность работы.

Готовлю 100 г строительного гипса. Вливаю в мяч 60 мл воды ( или раствора ПАВ) и перемешиваю его деревянной мешалкой до образования однородного теста. Переношу тесто в форму и провожу измерения глубины погружения конуса (h) и массы гирь на чашке (m), повторяя их 9 раз для каждого раствора. При этом отмечаю время проведенных измерений в минутах, фиксируя его с момента затворения. Результаты заношу в таблицы 3.3-3.10

Таблица 3.3

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №1.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=65	ф2=101	ф3=110	ф4=254	ф5=290	ф6=350	ф7=415	ф8=420	ф9=435
h, мм	5,8	6,2	7,1	7,3	5,7	4,17	3,7	3,56	2,8
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Таблица 3.4

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №2.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=73	ф2=93	ф3=115	ф4=292	ф5=310	ф6=352	ф7=428	ф8=441	ф9=440
h, мм	6,4	6,8	7,15	7,21	7,12	6,17	6,03	5,9	5,62
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Таблица 3.5

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №3.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=85	ф2=116	ф3=134	ф4=311	ф5=350	ф6=402	ф7=442	ф8=453	ф9=471
h, мм	5,2	4,91	4,82	4,73	4,5	4,37	4,2	4	3,8
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600



Таблица 3.6

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №4.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=98	ф2=120	ф3=145	ф4=335	ф5=410	ф6=428	ф7=460	ф8=468	ф9=510
h, мм	3,2	4,6	3,71	4,4	4,31	5	4,1	4	3,9
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Таблица 3.7

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №5.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=111	ф2=135	ф3=201	ф4=348	ф5=426	ф6=444	ф7=476	ф8=492	ф9=537
h, мм	5,73	4,86	3,7	4,05	4,25	3,88	3,48	3,26	3,05
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Таблица 3.8

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №6.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=129	ф2=154	ф3=228	ф4=361	ф5=446	ф6=452	ф7=503	ф8=514	ф9=555
h, мм	4,1	3,9	3,71	4,05	4,32	4,22	4,212	4,11	3,7
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600



Таблица 3.9

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №7.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=141	ф2=183	ф3=250	ф4=374	ф5=462	ф6=506	ф7=513	ф8=527	ф9=565
h, мм	5,1	4,35	4,28	3,2	3,52	3,28	3,19	3,13	2,91
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Таблица 3.10

Глубина погружения конуса (h) и масса гирь (m) на чашке конического пластометра для различных моментов твердения гипсового теста( ) для раствора №8.

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=159	ф2=228	ф3=261	ф4=400	ф5=478	ф6=510	ф7=528	ф8=542	ф9=601
h, мм	4,7	4,65	4,3	4,13	4,05	3,91	3,78	3,55	2,7
m, г	20	50	100	150	200	300	400	500	600

Расчет пластической прочности гипсового теста

Пластическую прочность рассчитываю по формуле:

где - коэффициент, зависящий от угла конуса ( для данного пластометра = 0.42)

F - сила, действующая на конус, кг (F = m·ad/ab, где m - масса гирь на чашке, кг; ad/ab - соотношение плеч пластометра);

- глубина погружения конуса, см.

Для нашего пластометра соотношение плеч ad/ab составляет 46,5/10 = 4,65.

Результаты расчетов заношу в таблицы 3.11.-3.18.

Раствор №1

Таблица 3.11

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №1

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=65	ф2=101	ф3=110	ф4=254	ф5=290	ф6=350	ф7=415	ф8=420	ф9=435
Pm	0,12	0,25	0,39	0,55	1,20	3,37	5,71	7,70	14,95

Раствор №2

Таблица 3.12

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №2

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=73	ф2=93	ф3=115	ф4=292	ф5=310	ф6=352	ф7=428	ф8=441	ф9=440
Pm	0,10	0,21	0,38	0,56	0,77	1,54	2,15	2,81	3,71

Раствор №3

Таблица 3.13

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №3

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=85	ф2=116	ф3=134	ф4=311	ф5=350	ф6=402	ф7=442	ф8=453	ф9=471
Pm	0,14	0,41	0,58	1,31	1,93	3,07	4,22	6,10	8,11

Раствор №4

Таблица 3.14

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №4

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=98	ф2=120	ф3=145	ф4=335	ф5=410	ф6=428	ф7=460	ф8=468	ф9=510
Pm	0,38	0,46	0,54	1,51	3,19	4,06	4,43	6,10	7,70

Раствор №5

Таблица 3.15

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №5

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=111	ф2=135	ф3=201	ф4=348	ф5=426	ф6=444	ф7=476	ф8=492	ф9=537
Pm	0,12	0,41	1,43	1,79	2,16	3,89	6,45	9,19	12,60

Раствор №6

Таблица 3.16

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №6

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=129	ф2=154	ф3=228	ф4=361	ф5=446	ф6=452	ф7=503	ф8=514	ф9=555
Pm	0,23	0,64	1,42	1,79	2,09	2,54	3,12	5,78	8,56

Раствор №7

Таблица 3.17

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №7

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=141	ф2=183	ф3=250	ф4=374	ф5=462	ф6=506	ф7=513	ф8=527	ф9=565
Pm	0,15	0,52	1,07	2,86	3,15	5,45	7,68	9,97	13,84

Раствор №8

Таблица 3.18

Пластическая прочность гипсового теста для раствора №8

	Время твердения гипсового теста ф, сек
	ф1=159	ф2=228	ф3=261	ф4=400	ф5=478	ф6=510	ф7=528	ф8=542	ф9=601
Pm	0,18	0,45	1,06	1,72	2,38	3,83	5,47	7,75	16,07

Графическое отображение кинетики твердения гипсового теста с различным содержанием ПАВ

По результатам вычислений пластической прочности для различных моментов твердения гипсовых растворов с добавками различной концентрации строю кривые - для гипсового теста без добавок и с добавками. Для чего на оси абсцисс откладываю время , на оси ординат откладываю значения пластической прочности . (Рис 3.3 -3.10).

Рис.3.3. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №1

Рис.3.4. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №2



Рис.3.5. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №3

Рис.3.6. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №4



Рис.3.7. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №5

Рис.3.8. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №6



Рис.3.9. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №7

Рис.3.10. Зависимость пластической прочности гипсового теста () от времени твердения () для раствора №8

Определение времени твердения гипса

Определяю время твердения () гипсового теста с исследуемыми растворами ПАВ по формуле:



где - время начала схватывания гипсового теста (при = 0,5 кг/), сек;

- время конца схватывания (при = 5 кг/), сек;

Время начала и конца схватывания гипсового теста определяю с помощью построенных графиков (рис.3.3-3.10). Для определения начала твердения нахожу на оси ординат точку при = 0,5 кг/ и провожу прямую параллельно оси абсцисс через эту точку до пересечения с кривой зависимости. После этого из точки пересечения опускаю перпендикуляр на ось абсцисс. Полученная точка и соответствует началу твердения гипсового теста. Аналогично нахожу конец твердения гипсового теста при = 5 кг/.

Для раствора №1: (сек);

Для раствора №2: (сек);

Для раствора №3: (сек);

Для раствора №4: (сек);

Для раствора №5: (сек);

Для раствора №6: (сек);

Для раствора №7: (сек);

Для раствора №8: (сек).

Таблица 3.19

Значения времени твердения гипсового теста, приготовленного на основе растворов ПАВ различной концентрации.

	Концетрация растворов, мг/мл
	0	0,1	0,2	0,48	0,91	1,7	3,3	10
h, мм	150	160	293	310	322	328	331	338

Графическое отображение влияния ПАВ на время твердения гипсового теста

Строю график зависимости времени твердения гипсового теста от количества добавок ПАВ. Для чего на оси абсцисс откладываю значения С, а на оси ординат время твердения гипсового теста .

Рис.3.14. Зависимость времени твердения гипсового теста от количества добавок ПАВ.

4. Обсуждение результатов

1. Введение добавки ПАВ снижает поверхностное натяжение исследуемых растворов по сравнению с водой. Причем, чем больше концентрация ПАВ, тем ниже поверхностное натяжения. Минимальное поверхностное натяжение у раствора с концентрацией введенной добавки 10 мг/мл - 50,80 ).

2. Проанализировав влияние ПАВ на кинетику твердения гипсового теста, можно сделать вывод, что введение ПАВ в целом повышает пластическую прочность и замедляет схватывание гипсового теста. Максимальное значение пластической прочности наблюдается при затворении гипсового теста раствором с концентрацией ПАВ 0.91 мг/мл. Время твердения гипса с максимальной концентрацией добавки ПАВ составляет 338 сек, что в 2,4 раза больше, чем время твердения гипса без добавок.



Литература

1. Киреев В.А. Курс физической химии.-Москва: Химия,1957.-776с.

2. Глазов В.М. Основы физической химии.-Москва: Высшая школа,1981.-459с.

3. Круглицкий Н.Н. Основы физико-химической механики. Часть 3.-Киев: Высшая школа,1977.-136с.

4. Методические указания к лабораторным работам по курсу « Методы исследования строительных материалов».-Одесса: Изд-во ОИСИ,1985,-98с.

5. Методические указания по изучению раздела курса физической химии «Структурообразование в дисперсных системах». -Одесса: Изд-во ОИСИ, 1987,-48с.

6. Методические указания по изучению раздела курса физической химии «Структурообразование в дисперсных системах». -Одесса: Изд-во ОИСИ, 1990,-46с.

Размещено на Allbest.ru