| Лабораторное оборудование и приборы: 1. Пенобетономешалка емкостью 10—15 л. 2. Чаша для затворения (сферическая) с лопаткой. 3. Формы для образцов кубические размером 7X7X7 и 10x10x10 см. 4. Вискозиметр Суттарда. 5. Лабораторный автоклав. 6. Лабораторная пропарочная камера. 7. Сушильный шкаф. 8. Пресс гидравлический 15-тонный или 7,5-тонный. 9. Весы аналитические 1-го класса (А-200) с разновесами. 10. Весы технические 2-го класса (Т-200 и Т-1000) с разновесами. 11. Измерительный инструмент. 12. Мерная посуда. 13. Эксикатор для хранения извести-кипелки.
Подбор состава ячеистого бетона можно производить по методу, разработанному во ВЗИСИ под руководством К. Э. Горяйнова (см. Горяйнов К. Э. и др. «Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов». Стройиздат, 1966 г.).
Работа 2. Исследование влияния тонкости помола кремнеземистого компонента на водопотребность формовочных масс и физико-механические свойства ячеистого бетона
Цель данной работы заключается в том, чтобы наглядно показать студентам влияние тонкости помола кремнеземистого компонента на некоторые технологические параметры производства теплоизоляционных ячеистых бетонов и их главные свойства. В частности, студенты должны выявить изменение водопотребности формовочных масс в зависимости от тонкости помола кремнеземистого компонента, а также установить влияние этого технологического фактора на прочность готовых изделий.
Как известно, прочность ячеистых бетонов зависит от многих факторов: от активности и вида вяжущего вещества, величины В/Т, состава формовочной смеси, степени измельчения и вида кремнеземистого компонента, способа формования изделия, режима и способа приготовления формовочной массы, режима и способа тепловлажностной обработки и др.
Для того чтобы исключить влияние этих многочисленных факторов и выявить влияние одного из них, в частности тонкости помола кремнеземистого компонента, необходимо проводить исследования на одних и тех же составах формовочных масс, при использовании одного и того же вяжущего вещества, применять одни и те же способы приготовления формовочной смеси и формования образцов и подвергать эти образцы тепловлажностной обработке по одинаковому режиму, изменяя лишь степень измельчения кремнеземистого компонента и зависящую от нее формовочную влажность масс.
Данная работа может выполняться одной бригадой студентов в полном объеме или несколькими бригадами, выполняющими отдельные ее части, с последующим обобщением полученных результатов всей группой (подгруппой). Варианты заданий для выполнения работы 2 по ячеистым бетонам приведены в табл. 17.
Порядок выполнения работы. Получив задание и сырьевые материалы, каждая бригада производит следующие определения.
1. По методике, изложенной в I части практикума (гл. II, § 1), определяет удельную поверхность выданного преподавателем кремнеземистого компонента, используя для этого имеющийся в лаборатории один из типов поверхностномера.
2. Пользуясь методикой, изложенной в данной главе (работа № 1), на приборе Суттарда устанавливают водопотребность формовочной массы для данного состава ячеистого бетона (состав бетона принимается по результатам работы 1 или подбирается предварительно).
3. Пенобетонную или газобетонную смеси приготавливают и формуют по три образца-близнеца (способ приготовления формовочных масс и формования образцов все бригады данной подгруппы применяют одинаковые).
4. После тепловлажностной обработки (на следующих занятиях) производят испытание образцов, определяя их среднюю плотность и средний предел прочности.
По полученным бригадами результатам каждая подгруппа студентов строит общие графики зависимости:
а) удельная поверхность кремнеземистого компонента (ось абсцисс) — водопотребность формовочной массы (ось ординат);
б) удельная поверхность кремнеземистого компонента (ось абсцисс) —предел прочности при сжатии образцов (ось ординат).
После окончания работы каждый студент составляет отчет о проведенной исследовательской работе с общими выводами и технико-экономическими соображениями.
Запись результатов, полученных бригадой, рекомендуется производить по следующей форме:
Для составления общей таблицы результатов и последующего построения графиков каждая бригада представляет свои данные: среднюю величину водопотребности формовочных масс с применением кремнеземистого компонента данной степени измельчения; средние величины (по испытанию трех образцов) плотности (объемной массы) сухих образцов и предела их прочности при сжатии.
Запись результатов, полученных подгруппой, рекомендуется производить по следующей форме:
Лабораторное оборудование и приборы, применяющиеся для выполнения данной работы те же, которые применялись в работе 1.
Кроме этих приборов в данной работе необходим поверхностномер типа ПСХ-2.
Работа 3. Влияние вибрационной обработки на процесс газовыделения в газобетонных смесях
Метод вибровспучивания в производстве изделий из ячеистого бетона дает ряд технико-экономических преимуществ перед обычным способом. Он позволяет значительно уменьшить влажность формовочной массы, сократить время выдержки изделий перед автоклавной обработкой, повысить прочность готовых изделий и в значительной мере интенсифицировать процесс газообразования, а также полнее использовать газообразователь.
Целью данной лабораторной работы является выявление влияния вибрационной обработки формовочных масс на процесс газообразования в этих массах, происходящий в результате химического взаимодействия между алюминиевой пудрой и известью, и определение времени вибрирования при вспучивании масс заданного состава.
Для проведения этого исследования используют специальные газометрические приборы. Схема одного из таких приборов показана на рис. 54.
Прибор состоит из цилиндра с двойными стенками, между которыми наливается вода заданной температуры для создания определенных температурных условий. Во внутренний цилиндр 1, емкость которого составляет 1,5—2 л, помещают испытуемую газомассу. Внешний цилиндр 2 жестко крепится к лабораторной виброплощадке 13. Оба цилиндра закрываются крышкой, которая прижимается к их верхним краям с помощью специального прижимного винта 4.
Для создания герметичности под крышку подкладывают резиновую прокладку 7. В крышке и прокладе имеются три отверстия, в которые плотно вставлены стеклянная трубка 8, по которой отводится образовавшийся газ (водород), термопара 5, соединенная с потенциометром 6 и служащая для измерения температуры массы, и полая эбонитовая трубка 3 с запаянным нижним концом. В эбонитовой трубке через 1 см вделаны контакты, имеющие самостоятельные выводы и служащие для определения высоты подъема массы во время ее вспучивания. Для регистрации высоты массы предусмотрено два типа приборов: гальванометр 9 и головные телефоны, которые сигнализируют о замыкании очередного контакта звуковым импульсом, щит для подключения питания 10.
В комплект прибора входит трехгорловая склянка емкостью 1,5 л, которая служит резервуаром для воды. Воронка с пробкой 15 предназначена для заполнения сосуда водой. По трубке 8 образовавшийся в цилиндре 1 газ поступает в склянку 14 и вытесняет находящуюся там воду, которая по стеклянной трубке 11 стекает в мерный цилиндр 12. По количеству воды в цилиндре судят об объеме газа, выделившегося за данный промежуток времени. Термометр 16 служит для измерения температуры газа.
На рис. 55 показана схема другого, более простого газометрического прибора, изготовление которого не представляет особых трудностей. Этот прибор состоит из термостата 1, представляющего собой металлический цилиндр, цилиндра 2 с навинчивающейся крышкой, служащего резервуаром для испытуемой смеси, резиновой трубки 6 для отвода газа, резервуара для воды 8 и мерного цилиндра 7.
В крышке цилиндра 2 имеются три отверстия, в которые плотно вставляются термометр 3, резиновая трубка 6 и пробирка с делениями 4. В последнем отверстии и внутри пробирки свободно ходит шток 5, с помощью которого измеряется высота подъема массы. Этого приспособления может и не быть, так как высоту вспученной массы можно измерять с помощью прорези, сделанной в корпусах термостата и цилиндра 2 и застекленной прозрачным материалом с нанесенными на нем делениями.
Работа выполняется двумя подгруппами, каждая из которых состоит из двух бригад студентов. Подгруппа I исследует газовыделение в газобетоне, а подгруппа II — в газосиликате. Бригады 1 и 3 проводят опыты по определению интенсивности газовыделения при обычном вспучивании исследуемой массы, а бригады 2 и 4— при вибровспучивании.
Варианты заданий для подгрупп и бригад приведены в табл. 18.
Для проведения опытов необходимо приготовить газобетонную или газосиликатную смесь. При приготовлении смеси надо исходить из следующих соображений. Для удобства вычислений алюминиевую пудру следует брать в количестве 1 г (иначе при построении графика газовыделения надо будет производить перерасчет); количество сухих компонентов, необходимое для одного замеса,— 1 кг. Для приготовления газобетонной или газосиликатной смесей можно пользоваться составами, найденными при проведении лабораторной работы 1, или составами, заданными руководителями работы.
В результате проведения опытов каждая бригада должна получить следующие данные: скорость газовыделения в данной массе, объем выделившегося газа, а при вибровспучивании определить еще и время вибрационной обработки (ее начало и конец), необходимое для вспучивания газобетонной или газосиликатной массы.
Опыт по изучению процесса газовыделения в обычных условиях слагается из следующих операций.
В соответствии с заданным составом смеси отвешивают необходимое количество сухих компонентов (цемента, извести и молотого песка) с таким расчетом, чтобы их общее количество составляло 1 кг, и 1 г алюминиевой пудры. Затем приготавливают водно-алюминиевую суспензию (см. работу 1). Сухие компоненты смеси затворяют водой, вручную тщательно перемешивают массу и вливают в нее приготовленную водноалюминиевую суспензию, стремясь к тому, чтобы весь алюминий попал в приготавливаемую смесь. При приготовлении массы надо учесть воду, которая вводится в смесь вместе с водно-алюминиевой суспензией. После добавления алюминия тщательное перемешивание смеси продолжают в течение 1 мин, а затем быстро переносят готовую газомассу во внутренний цилиндр газометрического прибора и плотно закрывают крышку. Приготавливая газомассу, необходимо следить за ее температурой. Обычно температура в зависимости от вида вяжущего вещества должна находиться в пределах от 35 до 45° С. Вода, которой заполняется термостат прибора, должна иметь температуру на 5—7° С выше, чем начальная температура газомассы. Операции по приготовлению газомассы и ее укладке во внутренний цилиндр прибора надо производить быстро, с таким расчетом, чтобы с третьей минуты, считая от момента введения в массу алюминия, начать наблюдения за газовыделением. Опыт повторяют 2—3 раза и при построении графика скорости газовыделения пользуются средними значениями, вычисленными по результатам трех определений.
Обычно процесс газовыделения в газобетонных смесях при их начальной температуре 40° С продолжается в течение 30—40 мин, а в газосиликатных смесях 25— 30 мин.
Результаты наблюдений рекомендуется записывать по следующей форме:
Обычно запись результатов, начиная с третьей минуты, считая от момента введения в смесь алюминиевой пудры, производят через каждые 30 с.
После окончания процесса газообразования, о чем свидетельствует прекращение выделения газа в течение 4—5 мин, прибор демонтируют и очищают внутренний цилиндр от массы, а затем подготавливают его к повторным испытаниям.
По полученным средним результатам, строят график скорости газовыделения, откладывая по оси абсцисс время (мин), а по оси ординат — объем выделившегося газа при реакции 1 г алюминия (см3).
Наблюдение за газовыделением при вибрировании производят следующим образом. Приготавливают газомассу заданного состава и укладывают ее во внутренний цилиндр газометрического прибора. При этом следят за тем, чтобы начальная температура газомассы была бы такой же, как и массы, вспучивание которой осуществлялось при нормальных условиях (без вибрирования). Расхождение между значениями температуры масс в том и другом случае допускается не более чем ±2° С.
После укладки массы в цилиндр прибора производят операцию по его герметизации и через 3 мин, считая от момента введения в массу алюминия, включают виброплощадку и производят измерение количества выделяющегося газа через каждые 30 с, записывая результаты наблюдения по форме, приведенной выше. Опыт производят трижды и вычисляют средние величины объемов газа по результатам трех определений. Подсчитывают также общий объем выделившегося в течение опыта газа.
По полученным результатам строят график скорости газовыделения в данной массе.
При проведении этой серии опытов необходимо предварительно отрегулировать лабораторную виброплощадку, т. е. установить нужную величину амплитуды колебаний, которая при частоте вибрации 50 Гц (3000 кол./мин) должна находиться в пределах 0,3— 0,35 мм.
Замер частоты и амплитуды колебаний вибростола производят с помощью ручного вибрографа ВР-1.
После окончания опытов 1-я и 2-я, 3-я и 4-я бригады сводят попарно результаты своих опытов и строят общие графики, анализируя которые, делают выводы о влиянии вибрационной обработки на процесс газообразования в газобетонной или в газосиликатной смесях, освещая и технико-экономическую сторону вопроса.
Для установления времени вибрационной обработки газобетонных или газосиликатных масс строят дифференцированный график, откладывая по оси абсцисс время в минутах, а по оси ординат величину dv/dτ. Этот график показывает, сколько газа выделяется в массе за данную минуту. Дифференцирование можно производить графически по кривой скорости газовыделения и аналитически, пользуясь табличными данными. Типичные графики, характеризующие процесс газовыделения в газобетонных смесях, показаны на рис. 56 (I — вибровспучивание; II — обычное вспучивание). На кривой, полученной в результате дифференцирования кривой газовыделения, легко обнаружить область, которая характеризует наиболее интенсивное выделение газа в массе. Значения времени, ограничивающие эту область (τ1 и τ2), и будут являться рекомендуемым началом и концом вибрационной обработки данной массы, считая от момента введения в массу газообразователя (ПАК-3).
Лабораторное оборудование и приборы: 1. Виброплощадка лабораторная с регулируемой амплитудой.
2. Виброграф ручной (ВР-1). 3. Газометрический прибор. 4. Весы аналитические (А-200). 5. Весы технические (Т-200). 6. Секундомер. 7. Чаша сферическая с лопаткой для приготовления массы. 8. Мерная посуда.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ю.П.ГОРЛОВ
1982 |
