Izabela Iwaszko
Grupa 2
Ćwiczenie nr 7.3
10 października 2008 r.
OZNACZANIE SKŁADU BETONU ZWYKŁEGO
OBLICZANIE STOSUNKU SPOIWA DO KRUSZYWA
1. Podstawy teoretyczne
Beton powstaje z zaczynu cementowego złożonego z cementu portlandzkiego (surowce – wapień i glina zmielone z dodatkiem rudy żelaza i piasku, wypalone w piecu cementowym, z dodanym następnie gipsem i przemielone) oraz wody (wody zarobowej). Następnie dodaje się kruszywo drobne (średnica ziaren mniejsza niż 2 mm, np. piasek) oraz grube (średnica ziaren powyżej 2 mm, np. grys i żwir). Tak powstaje mieszanka betonowa. Dopiero po wielu reakcjach chemicznych (głównie między wodą a cementem, bo kruszywo jest obojętne chemiczne) zwanych hydracją cementu spoiwo cementowe jest związane i powstał beton.
Przy oznaczaniu składu betonu możemy przyjąć, że kruszywo jest obojętne i nie ulega rozpuszczeniu w HCl, spoiwo zaś rozpuszcza się całkowicie, albo że kruszywo częściowo rozpuszcza się w HCl. W ćwiczeniu przyjęliśmy to drugie założenie. Możemy również do oznaczenia zawartości kruszywa w betonie (a tym samym stosunek spoiwa do kruszywa) wykorzystać analizę termiczną. Przy ogrzewaniu betonu obserwuje się ubytek masy, będący skutkiem rozkładu węglanów pochodzących z kruszywa węglanowego. Z tych obserwacji również możemy określić zawartość kruszywa w betonie (oraz stosunek s/k).
2. Przebieg ćwiczenia
· Uzyskaliśmy od prowadzącego ćwiczenie procentową zawartość kruszywa rozpuszczalnego w HCl kw = 0,5%.
· 3,00 g pt próbkę betonu zalaliśmy 50 cm3 HCl o stężeniu 15% i pozostawiliśmy na ok. 30 minut.
· Przesączyliśmy próbkę przez sączek, sączek z osadem umieściliśmy nad palnikiem i podgrzewaliśmy aż do spalenia sączka, następnie próbkę zważyliśmy i obliczyliśmy zawartość części rozpuszczalnych w HCl w % (oznaczone literą b).
· W zważonym tyglu kwarcowym umieściliśmy próbkę 2,00 g betonu i prażyliśmy przez ok. 30 minut na pełnym płomieniu palnika gazowego, następnie ostudziliśmy i zważyliśmy próbkę, odejmując masę tygla, i obliczyliśmy straty prażenia w % (oznaczone literą a).
· Ze wzoru obliczyliśmy stosunek wagowy i objętościowy spoiwa do kruszywa.
3. Wyniki pomiarów i obliczenia
32,7 g – masa tygla kwarcowego
32,7 g +2,00 g = 34,7 g – masa tygla z 2-gramową próbką betonu
34,6 g – masa tygla i próbki po prażeniu i ostudzeniu
34,7 g – 34,6 g = 0,1 g – straty prażenia
(0,1 g/2,00 g) x 100% = 5% – straty prażenia (%) à a
32,7 g + 3,00 g = 35,7 g – masa tygla z 3-gramową próbką betonu
34,9 g – masa tygla z próbką po odsączeniu i spaleniu
35,7 g – 34,9 g = 0,8 g – część rozpuszczalna w HCl
(0,8 g/3,00 g) x 100% = 26,7% – część rozpuszczalna w HCl (%) à b
a = 5% b = 26,7% c = 2% (dane z książki, wilgotność kruszywa) kw = 0,5%
s/k = (b – a – kw)/[(100 – b + c) + kw]
s/k = (26,7% – 5% – 0,5%)/(100 – 26,7% + 2% + 0,5%) = 21,2% /75,8% = 0,28 = 7/25 ~1/3
s/k = 7/25 ~1/3àstosunek wagowy spoiwa i kruszywa
3100kg/m3 – gęstość spoiwa
2650kg/m3 – gęstość kruszywa
Vs –objętość spoiwa
Vk –objętość kruszywa
7x kg – masa spoiwa 25x kg – masa kruszywa
Vs = 7x kg/3100kg/m3
Vk = 25x kg/2650 kg/m3
Vs/Vk = (7x kg/3100 kg/m3)/ (25x kg/2650 kg/m3) = 1855/7750 = 0,24 = 6/25 ~1/4
Vs/Vk = 6/25~1/4à stosunek objętościowy spoiwa do kruszywa
4. Wnioski
Ani stosunek objętościowy, ani wagowy spoiwa do kruszywa nie mieści się w zakresie wartości typowych dla betonu zwykłego, czyli s/k = 1/5 – 1/7.
5. Literatura
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, red. Lech Czarnecki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
cloudzer678