UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI ZIELONA GÓRA

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ 28.03.2012

I ŚRODOWISKA

Ćwiczenie 1.

Spoiwa gipsowe – identyfikacja materiału budowlanego na podstawie oznaczenia rodzaju siarczanu wapniowego.

Paweł Omiatacz

Dariusz Szuchalski

BUD12A

Rok akademicki 2011/2012

1. Przedmiot badania:

Spoiwa gipsowe i anhydrytowe zaliczamy do spoiw powietrznych. Surowcami do ich otrzymywania są skały osadowe pochodzenia chemicznego- gipsy i anhydryty. Powstały one w różnych okresach geologicznych na skutek odparowania wody zawartej w naturalnych zamkniętych zbiornikach wodnych, morzach i jeziorach. Na przykładzie spoiwa gipsowego można łatwo wytłumaczyć mechanizm przebiegu interesujących nas zajawisk zachodzących w spoiwach jak np. mechanizm ich wiązania lub sposób regulacji czasu wiązania spoiwa.

Podczas produkcji spoiw gipsowych surowiec poddawany jest dwustopniowej dehydrytacji.

CaSO4 * H2O- dwuwodny siarczan wapnia- surowiec

2. Zadanie do wykonania:

Dane doświadczalne :

Nr tygielka	Masa tygielka	Masa tygielka z materiałem	Masa tygielka z materiałem po prażeniu	Masa materiału	Ubytek masy
23	31,18	33,18	32,81	2	0,37
24	33,81	35,81	35,45	2	0,36

Przebieg doświadczenia:

1. Próbki oznaczanego preparatu umieszczono w ceramicznych tygielkach.

2. Zważono je, a następnie poddano prażeniu.

3. Tygielki z materiałem ponownie zważono w celu ustalenia zmiany masy preparatu.

3. Cel ćwiczenia:

Ugruntowanie wiedzy z zakresu fizyko-chemi i technologii spoiw gipsowych.

4. Stosowana metoda oznaczenia:

Analiza grawimetryczna - oznaczanie składnika przeprowadza się przez strącenie go (w wyniku reakcji chemicznych lub elektrolitycznych) w postaci trudno rozpuszczalnego osadu i wyznaczenia jego masy.

5. Podział i otrzymywanie spoiw gipsowych:

Spowia gipsowe można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

1.Spoiwa gipsowe półwodne (właściwe) – otrzymywane przez niskotemperaturową obróbkę cieplną (tzw. Prażenie) gipsu surowego (skały gipsowej), w wyniku której gips częściowo traci wodę krystalizacyjną i przeobraża się w tzw. Gips półwodny (tzw. półhydrat) wg rekacji:

T

2CaSo₄ * 2H₂O -> 2CaSO₄ * H_2­O + 3H_2­O

2. Spoiwa gipsowe bezwodne – są to spoiwa, których dominującym składnikiem jest bezwodny siarczan wapnia CaSO₄ tzw. anhydryt II. Sam anhydryt nie wykazuje właściwości wiążących. Staje się on spoiwem dopiero po zaktywizowaniu pewnymi związkami zwanymi aktywatorami.

6. Definicje pojęć i praw związanych z masą i licznością materii oraz stechiometrią:

Prawo stosunków stałych – Fundamentalne prawo chemiczne odnoszące się do składu związków chemicznych. Mówi ono, że każdy związek chemiczny niezależnie od jego pochodzenia albo metody otrzymywania ma stały skład jakościowy i ilościowy.

Prawo stosunków wielokrotnych – Jeżeli dwa pierwiastki A i B tworzą ze sobą więcej niż jeden związek, to masy pierwiastka A przypadające na taką samą masę pierwiastka B mają się do siebie jak niewielkie liczby całkowite.

Zasada zachowania energii – empiryczne prawo fizyki, stwierdzające, że w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii. Tak np. podczas spalania wodoru w tlenie energia chemiczna zmienia się w energię cieplną.

Liczba atomowa ( Z ) - (liczba porządkowa) określa, ile protonów znajduje się w jądrze danego atomu. Jest także równa liczbie elektronów niezjonizowanego atomu. Pojawia się ona w symbolicznym zapisie jądra izotopu.

Liczba masowa (A) – wartość opisująca liczbę nukleonów (czyli protonów i neutronów) w jądrze atomu (nuklidzie) danego izotopu danego pierwiastka. Liczby masowej nie należy mylić z masą atomową pierwiastka, która wyznaczana jest metodami chemicznymi, ani też z masą pojedynczego jądra.

Nukleony - to wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka elementarna z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u. Protony są głównym składnikiem pierwotnego promieniowania kosmicznego. Protony wraz z neutronami (→ nukleony) tworzą jądra atomowe pierwiastków chemicznych. Liczba protonów w jądrze danego atomu jest równa jego liczbie atomowej, która z kolei jest podstawą uporządkowania atomów w układzie okresowym pierwiastków.

Elektron, negaton, e, – trwała cząstka elementarna (lepton) będąca jednym z elementów atomu. Elektron ma ładunek elektryczny równy e = −1, 602 176 487 (40)·10−19 C (ujemny ładunek elektryczny elementarny – stąd też nazwa negaton) i masę spoczynkową me≈9,10938·10−31 kg.

Neutron - (z łac. neuter - "obojętny") to cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie

Nuklid – w fizyce jądrowej, jądro atomowe o określonej liczbie nukleonów (protonów i neutronów).

Izotopy – odmiany pierwiastka chemicznego różniące się liczbą neutronów w jądrze atomu (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

Jednostka masy atomowej, unit (u, od ang. unit - 'jednostka'), także dalton (Da) – jednostka masy używana przez chemików, która w przybliżeniu jest równa masie atomu wodoru, ale ze względów praktycznych została zdefiniowana jako 1/12 masy atomu węgla 12C. Nazwa dalton pochodzi od nazwiska twórcy współczesnej teorii atomowej.

Masa atomowa (niepopr. ciężar atomowy) – masa atomu. Zwykle skrótowo określa się tak względną masę atomową.

Masa cząsteczkowa - to masą molową, to masa: jednej cząsteczki związku (np. O2, H2O), formalnej jednostki danego związku (np. NaCl o budowie jonowej, a nie cząsteczkowej), jednego innego indywiduum chemicznego (np. jonu CH3COO-). Masa cząsteczkowa wyrażana jest w atomowych jednostkach masy (u, z ang. unit); jednostka ta równa jest jednej dwunastej masy atomu izotopu węgla 12C.

Mol – podstawowa w układzie SI jednostka liczności materii, o symbolu (oznaczeniu) mol.

Masa molowa – masa jednego mola materii. Często mylona z masą cząsteczkową, lecz liczbowo jest równa tej wartości.

Pierwiastek chemiczny – podstawowe pojęcie chemiczne posiadające dwa znaczenia: zbiór wszystkich atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze, taka substancja chemiczna, która składa się wyłącznie z atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze

Związek chemiczny – jednorodne połączenie co najmniej dwóch różnych pierwiastków chemicznych za pomocą dowolnego wiązania. Podstawową jednostką związku chemicznego jest cząsteczka. Cząsteczki powstają i rozpadają się w wyniku tworzenia i zrywania wiązań chemicznych między atomami. Procesy tworzenia i zrywania wiązań nazywa się reakcjami chemicznymi.