Wstęp teoretyczny:

Czas wiązania zaczynu gipsowego (zaprawy) jest jednym z podstawowych parametrów normowych i użytkowych charakterystycznych dla danego rodzaju spoiwa gipsowego. Przy określaniu czasu wiązania spoiw gipsowych wyróżnia się początek i koniec wiązania.

Początek wiązania liczony jest od chwili wsypania spoiwa do wody, jego nawilżenia oraz wymieszania, a obejmuje on przedział czasowy, w którym zaczyn utrzymuje właściwości plastyczne. Koniec wiązania stanowi przedział czasowy liczony od wsypania spoiwa do wody, obejmujący jego nawilżenie i wymieszanie, aż po uzyskanie dostatecznie stwardniałego tworzywa.

Czas wiązania zaprawy zależy od rodzaju spoiwa, ilości wody zarobowej oraz jej temperatury. Zmniejszenie ilości wody zarobowej w stosunku do oznaczonej współczynnikiem wodno-gipsowym powoduje skrócenie czasu wiązania zaczynu gipsowego, a jej zwiększenie czas ten wydłuża. Spoiwa gipsowe wiążą korzystnie, gdy temperatura wynosi od +5oC do +25oC. W tym przedziale, przy obniżaniu temperatury wody czas wiązania zaczynu ulega wydłużeniu, a przy jej podwyższeniu – wyraźnemu skróceniu.

Aby czas wiązania nie ulegał skróceniu, niezbędne jest, by przechowywane spoiwa gipsowe zabezpieczyć przed wilgocią. Na czas wiązania ma też wpływ dbałość o czystość narzędzi i akcesoriów stosowanych przy przygotowaniu zaprawy (resztki zaprawy skracają czas wiązania).

Czas wiązania podstawowego spoiwa, jakim jest Gips Budowlany, trwa stosunkowo krótko (początek następuje najwcześniej po trzech minutach, a koniec wiązania najpóźniej po trzydziestu). Dla odmiany, czasy wiązania spoiw gipsowych modyfikowanych są fabrycznie wydłużone i dostosowane do poszczególnych technologii wykonawczych.

Stosując się do wytycznych odnośnie sporządzania zapraw gipsowych, opisanych na każdym opakowaniu, unikniemy ingerowania w czas wiązania.

Podczas ćwiczenia najpierw należało sprawdzić stosunek woda/spoiwo metodą zasypywania. Masę spoiwa gipsowego oznacza się w gramach, w których może zostać nasycone 100g wody podczas zasypywania. aby wykonać oznaczenie do szklanego naczynia należało wlać 100g wody z dokładnością do 0,5g. Następnie oznaczyć masę m₀-masa wody[g]. Następnie należy zasypywać powierzchnie wody równomiernie spoiwem gipsowym tak, aby zaczyn gipsowy osiagnął pierwsze oznaczenie po 30s. następnie kontynuować aż zaczyn gipsowy osiągnie drugie oznaczenie po kolejnych 30s. Potem kontynuować zasypywanie do 90s. od rozpoczęcie aby zaczyn osiagnął wysokość ok. 2mm poniżej lustra wody, a następnie po kolejnych 20-40s. wsypywać na powierzchnię wody taką ilość spoiwa, aby całe lustro wody znikło. Nastepnie wykonać niezbędne obliczenia potrzebne do oznaczenia stosunku woda/spoiwo R wg wzoru:

gdzie:

m₀-masa wody [g]

m₁-masa wody + masa spoiwa [g]

Następnie wykonano oznaczenie wiązania spoiw gipsowych metodą nacinania nożem oraz metodą Vicata. Metoda nacinania nożem polega na tym, aby odważyć ustaloną poprzez metodę zasypywania ilość wody i spoiwa gipsowego. zanotować czas t₀, w którym rozpoczyna się wsypywanie spoiwa do wody. Stale mieszając, wylać zaczyn gipsowy na szklaną płytkę tak, aby uformować 3 placki o średnicy około 100 - 120 mm i grubości około 5mm. Nacinać placek (po każdym nacięciu placka należy nóż oczyścić i osuszyć). Nacięcia wykonywać w odstępach nie większych niż 1/20 oczekiwanego nacięcia kontrolnego. za początek czasu wiązania T_i należy uznać taki moment t₁, w którym krawędzie naciętego nożem placka nie zlewają się. Początek czasu wiązania należy obliczyć ze wzoru:

gdzie:

T_i - początek czasu wiązania [min]

t₀ - czas, w którym rozpoczyna się wsypywanie spoiwa do wody [min]

t_i - czas, w którym krawędzie naciętego nożem placka nie zlewają się [min]

Metoda Vicata polega na określenie głębokości penetracji stożka zanurzeniowego sondy w zaprawie gipsowej. Głębokość ta jest miarą postępu procesu wiązania. Aby wykonać ćwiczenie należy umieścić pierścień Vicata na szklanej próbce tak, aby otwór o większej średnicy stykał się ze szklana płytką. Odważyć ustaloną poprzez metodę zasypywania ilość wody i spoiwa gipsowego. Zanotować czas t₀, w którym rozpoczyna się wsypywanie spoiwa do wody. Przygotowaną zaprawę przełożyć do pierścienie, następnie za pomocą prostego narzędzia (linijka, nóż) usunąć nadmiar zaprawy ruchami przypominającymi piłowanie. Opuścić stożek do powierzchni zaprawy. zwolnić mechanizm, zanurzając stożek swobodnie w różnych miejscach zaczynu, w odstępach czasu nie dłuższych niż 1/20 oczekiwanego czasu wiązania 9około 20s). Po każdym zanurzeniu stożek dokładnie oczyścić i osuszyć. Pomiędzy poszczególnymi zagłębieniami zachować odległość co najmniej 12 mm. zanotować czas t₁, w którym zostaje osiągnięta głębokość zanurzenia stożka 22 ± 2mm. Początek czasu wiązania obliczyć ze wzoru:

gdzie:

T_i - początek czasu wiązania [min]

t₀ - czas, w którym rozpoczyna się wsypywanie spoiwa do wody [min]

t_i - czas, w którym osiągnięto głębokość zanurzenia stożka 22 ± 2mm ponad szklaną płytką[min]

	1 próba	2 próba	3 próba
m0 - masa wody [g]	100,0 [g]	100,0 [g]	100,0 [g]
m1 - masa wody + masa spoiwa [g]	386,5 [g]	389,1 [g]	387,5 [g]
R - stosunek wody/spoiwo	0,52	0,51	0,52

OZNACZANIE CZASU WIĄZANIA METODĄ NACINANIA NOŻEM

t0 [min]	12:14
t1 [min]	12:25
Ti [min]	11

OZNACZENIE CZASU WIĄZANIA METODĄ VICATA

zanurzenie stożka	czas po jakim wystąpiło dane zanurzenie
t0 [min]	12:14
t1 [min]	12:30
Ti [min]	16

Obliczenia:

Oznaczenie stosunku woda/spoiwo

1 próba

R=

2 próba

R=

3 próba

R=

Oznaczenie czasu wiązania metodą nacinania nożem

T_i = t₁ - t₀ = 12:25-12:14=11 [min]

Oznaczenie czasu wiązania metodą Vicata

T_i = t₁ - t₀ = 12:30-12:14 = 16 [min]

Wnioski:

Podczas oznaczania stosunku woda/spoiwo z wyników wywnioskować można, że obie próby zostały wykonane dobrze ponieważ stosunek we wszystkich próbkach wyszedł bardzo podobny. W doświadczeniu oznaczania czasu wiązania metodą nacinania nożem i oznaczeniu czasu wiązania metodą Vicata wyniki wyszły rozbieżne. Spowodowane to może być przez wielkość próbek do badania. W pierwszej metodzie próbka gipsu była wylana na płytce, jej grubość wynosiła tylko 0,5cm przez co szybciej związała niż ta badana w aparacie Vicata.