Michał Główka, gr. II, zespół nr 14, Wydział Inżynierii Lądowej, R.A. 2008/ 2009

Ćw. 10.1:

Oznaczanie modułu szkła wodnego

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest wyznaczenie modułu szkła wodnego, na podstawie którego należy ocenić jakość badanego szkła.

Data wykonania ćwiczenia: 7.11.2008r.

Podstawy teoretyczne

Modułem szkła wodnego nazywamy stosunek liczby moli SiO₂ do Na₂O. Oblicza się go na podstawie wzoru:

Gdzie:

%SiO₂ - zawartość dwutlenku krzemu w szkle wodnym [%]

%Na₂O - zawartość tlenku sodu w szkle wodnym [%]

1,032 - stosunek mas molowych SiO₂ i Na₂O

Spotyka się szkło wodne o modułach od M=2 do M=3,5. Szkło o niskim module cechuje się znacznie opóźnionym i wydłużonym wiązaniem, natomiast stosowanie szkła o wysokim module powoduje obniżenie wytrzymałości tworzyw krzemianowych. Optymalna w zastosowaniach budowlanych wartość M wynosi 2,7 - 2,9.

Szkło wodne znajduje zastosowanie w tworzywach krzemianowych, przede wszystkim w kitach i zaprawach kwasoodpornych. Główną wadą tworzyw krzemianowych jest mała odporność na działanie wilgoci.

Przebieg wykonywanych czynności

I. Oznaczenie zawartości wody i suchej substancji

Do zważonego tygla kwarcowego dodano 20 kropel szkła wodnego, po czym tygiel z badaną próbką ponownie zważono. Następnie tygiel został umieszczony na płytce porcelanowej, ustawionej na trójnogu i ogrzewany nad palnikiem. Po ustąpieniu efektu trzaskania próbki, tygiel przeniesiono na trójkąt porcelanowy ustawiony nad palnikiem, po czym kontynuowano ogrzewanie przez ok. 10min. Tygiel ostudzono w eksykatorze i ponownie zważono. Zawartość wody w próbce (%w) obliczono wg wzoru:

Gdzie:

a - masa tygla [g]

b - masa tygla z próbką [g]

c - masa tygla z próbką po prażeniu [g]

Zawartość suchej substancji (%s) oblicza się z różnicy:

II. Oznaczenie zawartości tlenku sodu i dwutlenku krzemu - obliczenie modułu szkła wodnego

Do zważonego tygla porcelanowego dodano 10 kropli szkła wodnego, po czym zważono tygiel z próbką. Następnie tygiel z zawartością umieszczono w zlewce i zalano 100cm³ gorącej wody destylowanej. Za pomocą bagietki przewracano tygiel z zlewce tak, aż próbka uległa rozpuszczeniu. Następnie dodano 4 krople czerwieni krezolowej i nie wyjmując tygla ani bagietki, miareczkowano 0,1mol/ dm³ roztworem HCl do zmiany barwy. Zawartość Na₂O w próbce obliczono wg wzoru:

Gdzie:

V_HCl - objętość zużytego kwasu solnego [cm³]

a - masa tygla [g]

b - masa tygla z próbką [g]

0,0031 - mnożnik analityczny

Zawartość SiO₂ obliczono wg wzoru:

Mając dane %Na₂O oraz %SiO₂ obliczono moduł szkła wodnego M.

Obserwacje i obliczenia

(I.)

a₁ = 25,91g

b₁ = 27,98g

c = 26,71g

(II.)

a₂ = 31,01g

b₂ = 31,88g

V_HCl = 35,6cm³

Zatem:

Wnioski końcowe

Moduł badanego szkła wodnego wyniósł M=2,27. Wynik ten pozwala twierdzić, że badana próbka jest bardzo niskiej jakości, która cechuję się opóźnionym i wydłużonym wiązaniem i nie nadaje się do stosowania w budownictwie.

Wykaz literatury

• Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej L. Czarnecki, P. Łukowski, A. Garbacz, B. Chmielewska, Warszawa 2001

---