Spoiwa

KAMIEŃ WAPIENNY – skruszona skała, której podstawowym składnikiem jest węglan wapnia CaCO3.

KLASYFIKACJA WAPNA BUDOWLANEGO ZE WZGLĘDU NA RODZAJ SUROWCA

-wapno wapniowe wytwarzane z wapieni czystych (CL),

-wapno dolomitowe otrzymywane z wapieni dolomitowych (DL),

-wapno hydrauliczne otrzymywane z wapieni ilastych (HL).

ODMIANY WAPNA BUDOWLANEGO

- wapno wapniowe (CL):

CL 90 – zawartość CaO + MgO ≥ 90%,

CL 80 – zawartość CaO + MgO ≥ 80%,

CL 70 – zawartość CaO + MgO ≥ 70%,

-wapno dolomitowe (DL)

DL 85 – zawartość CaO + MgO ≥ 85%,

DL 80 - zawartość CaO + MgO ≥ 80%,

- wapno hydrauliczne (HL)

HL 2 – wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach od 2 do 7 MPa,

HL 3,5 – wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach od 3,5 do 10 MPa,

HL 5 - wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach od 5 do 15 MPa.

WAPNO NIEGASZONE – otrzymuje się przez wypalanie kamienia wapiennego (CaCO3)

950 ÷ 1050 °C

CaCO3-------------------------------> CaO + CO2 ↑ + QkJ

PODZIAŁ WAPNA NIEGASZONEGO ZE WZGLĘDU NA REAKTYWNOŚĆ (czas i temperatura gaszenia)

-lekko palone o reaktywności < 2 minut,

-średnio palone o reaktywności 2 ÷ 7 minut,

-ostro palone o reaktywności większej od 7 minut, tzw. wapno martwopalone,

Klasyfikacja ta służy wyborowi sposobu gaszenia wapna budowlanego niegaszonego na ciasto wapienne.

CIASTO WAPIENNE – produkt otrzymywany w wyniku gaszenia wapna budowlanego (niegaszonego) nadmiarem wody.

MLEKO WAPIENNE – ciasto wapienne rozcieńczone wodą do konsystencji śmietany.

TWARDNIENIE (WIĄZANIE) WAPNA GASZONEGO – może zachodzić poprzez:

a) karbonatyzację (łączenie dwutlenku węgla z powietrza)

Ca(OH)2 + nH2O + CO2 → CaCO3 + (n + 1)H2O

b) tworzenie krzemianów wapnia (reakcje z dwutlenkiem krzemu SiO2 znajdującym się w piasku). Reakcja ta może zajść w temperaturze powyżej 100°C, w obecności wody i przy podwyższonym ciśnieniu (np. przy produkcji cegły wapienno – piaskowej)

SiO2 + H2O → H2SiO3

2 Ca(OH)2 + 2H2SiO3 → 2 CaO · SiO2 · 2H2O

WAPNO POKARBIDOWE – produkt uboczny przy produkcji acetylenu:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

zawartość CaO + MgO ≥ 65%

WAPNO HYDRATYZOWANE (suchogaszone) – sproszkowany wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 (dostarczony na budowie w workach), który otrzymuje się przez gaszenie wapna palonego w sposób przemysłowy z małą ilością wody (ok. 65% masy wapna)

gatunek I – zawartość CaO + MgO ≥ 70%

gatunek II – zawartość CaO + MgO ≥ 68%

KAMIEŃ GIPSOWY – skruszona skała osadowa, której podstawowym składnikiem jest gips (CaSO4 · 2H2O).

SPOIWO GIPSOWE (GIPS BUDOWLANY) - sypki materiał wiążący, uzyskiwany przez prażenie dwuwodnego siarczanu wapnia (CaSO4·2 H2O), składający się z siarczanu wapnia o różnym stopniu uwodnienia, przykładowo półhydratu (CaSO4·1/2 H2O) i anhydrytu ( CaSO4). Wg PN-EN 13279-1 spoiwa gipsowe oznacza się symbolem A. Ze względu na przeznaczenie można je podzielić na:

· A1 - spoiwa gipsowe do bezpośredniego stosowanie lub dalszego przetwarzania (np. na wyroby sypkie)

· A2 - spoiwa gipsowe do bezpośredniego stosowanie na budowie

· A3 - spoiwa gipsowe do bezpośredniego stosowanie lub dalszego przetwarzania (np. na elementy prefabrykowane)

REAKCJA WIĄZANIA GIPSU Z WODĄ

2 CaSO4 · H2O + 2H2O → 2 (CaSO4 · 2H2O)

WYROBY PRODUKOWANE NA BAZIE SPOIW GIPSOWYCH:

a) wyroby sypkie

- tynki gipsowe

- tynki i zaprawy gipsowe specjalnego przeznaczenia,

- kleje gipsowe (do płyt gipsowych i gipsowo-kartonowych),

- masy szpachlowe do płyt gipsowo-kartonowych,

- spoiwa oraz mieszanki na podkłady podłogowe,

b) elementów prefabrykowanych

- płyty gipsowe,

- płyty gipsowo- kartonowe,

- płyty zespolone do izolacji cieplnej/ akustycznej,

- wyroby wytworzone w procesie obróbki płyt gipsowo- kartonowych,

- prefabrykowane panele z płyt gipsowo- kartonowych,

- płyty gipsowe z włóknami,

- elementy gipsowe do sufitów podwieszanych.

OZNACZENIE STOSUNKU WODA / SPOIWO GIPSOWE

Zasada metody:

Oznacza się masę spoiwa gipsowego w gramach, którym może zostać nasycone 100gwody podczas zasypywania badanym spoiwem.

Oprzyrządowanie stanowiska badawczego:

· cylindryczne szklane naczynie o wewnętrznej średnicy 66 mm i wysokości 66 mm z oznakowaniami na wysokości 16 mm i 32 mm powyżej wewnętrznej powierzchni podstawy,

· stoper,

· waga o dokładności do ± 0,1g.

Przebieg badania:

Należy wlać 100 g wody do szklanego naczynia w taki sposób, aby górna część ścianki naczynia cylindrycznego nie została zwilżona. Oznaczamy masę m0 całości (cylindra i wody) z dokładnością do 0,5 g. Całkowity czas wykonywania badania powinien wynosić 120 ± 5 s. Należy zasypywać spoiwem gipsowym powierzchnię wody w taki sposób, aby zaczyn gipsowy osiągnął pierwsze oznakowanie na cylindrze po 30 sekundach, a drugie oznakowanie po 60 sekundach. Zasypywanie należy dalej kontynuować do chwili, w której zaczyn osiągnie orientacyjnie wysokość dwóch milimetrów poniżej powierzchni wody po upływie około 90 sekund ± 10 sekund. W trakcie następnych od 20 do 40 sekund należy wsypać wystarczającą ilość spoiwa na powierzchnię wody, w taki sposób aby całe lustro wody znikło. Utworzone gipsowe stożki, pojawiające się podczas zasypywania powinny nasycać się wodą po 3 maksymalnie do 5 sekundach. Zdarzają się przypadki, w których wsypywane spoiwo wykazuje właściwości powolnego opadania, co w efekcie może spowodować, że oznakowane na cylindrze poziomy mogą nie zostać osiągnięte w wymaganym czasie. W takich przypadkach spoiwo należy sypać tylko na wolną powierzchnię wody, w miarę opadania spoiwa. Trzeba podać czas zasypywania. Masę m1 trzeba oznakować z dokładnością do 0,5 g. Całość badania należy powtórzyć co najmniej dwa razy. Po zakończeniu badania koniecznie jest obliczenie średniej masy spoiwa, którym zasypana została woda.

Wyniki wylicza się korzystając z wzoru: R=100/m1-m0

gdzie:

m0 − jest to masa naczynia szklanego + masa wody, w g,

m1 − jest to masa naczynia szklanego + masa wody + masa spoiwa, w g.

METODA DYSPERSJI (dla spoiw i tynków gipsowych o ciekłej konsystencji)

Zasada metody:

Polega na pomiarze rozpływu zaczynu (dla spoiw) lub zaprawy (dla tynków) po usunięciu formy wcześniej wypełnionej tym zaczynem/zaprawą. Oznacza się masę spowia/tynku gipsowego (w gramach) tworzącego zaczyn/zaprawę o określonej konsystencji.

Oprzyrządowanie stanowiska badawczego:

· pierścień Vicata: 40mm wysokości, górna wewnętrzna średnica 65mm, dolna wewnętrzna średnica 75mm,

· miska do mieszania razem z łopatką wykonane z niereagującego materiału,

· szklana płytka, która powinna być gładka, czysta i sucha,

· stoper,

· suwmiarka lub linijka.

Przebieg badania:

Do 500g wody znajdującej się w misce dodać taką ilość spoiwa gipsowego, która pozwoli na otrzymanie średnicy rozpływu od 150mmm do 210mm. Pomiaru czasu dokonać od momentu rozpoczęcia zasypywania wody spoiwem gipsowym.

Mieszankę należy przygotować w następujący sposób:

· zasypywać przez okres 30s,

· pozostawić mieszankę i odczekać 60s,

· mieszać ręcznie przez 30s, w sposób naśladujący cyfrę „8” 30 razy,

· pozostawić mieszankę i odczekać 30s,

· mieszać ręcznie przez 30 s w ten sam sposób.

Wlać mieszankę do ściętej formy pierścienia Vicata, która znajduje się na szklanej płytce. Nadmiar zaczynu usunąć nożem. Po 3 min i 15 s od rozpoczęcia wsypania spowia do wody szybko podnieść stożek Vicata pionowo do góry, pozwalając mieszance rozpłynąć się na płytce. Zmierzyć rozpływ utworzonego placka w dwóch prostopadłych kierunkach i obliczyć średnią. W przypadku, gdy wynik pomiaru przekroczy zakres od 150 mm do 210 mm, powtórzyć całe badanie od początku, stosując większą lub mniejszą ilość spoiwa. Jeżeli uzyskany rozpływ mieszanki mieści się w przedziale od 150mm do 210 mm, a zatem ilość użytego spoiwa gipsowego jest odpowiednia, oznaczyć tę ilość jako m2 w gramach. Stosunek woda/spoiwo R oblicza się według wzoru R=500/m2

gdzie m2 – masa spoiwa [g].

OZNACZENIE CZASU WIĄZANIA SPOIWA GIPSOWEGO METODĄ NACINANIA NOŻEM

ZASADA METODY

Początek wiązania to czas wyrażony w minutach, po którym krawędzie naciętego nożem placka zaczynu gipsowego nie zlewają się. Czas jest mierzony od momentu wsypywania gipsu do wody. Badanie przeprowadza się na zaczynie o określonym stosunku woda/spoiwo.

OPRZYRZĄDOWANIE STANOWISKA BADAWCZEGO

· nóż z ostrzem o długości około 100 mm, szerokości 16 mm i grubości górnego ostrza około 1mm z przekrojem klinowym,

· gładka szklana płytka ( o minimalnej długości 400 mm i szerokości 200mm ),

· zegarek z sekundomierzem/ stoper

· miska z mieszadłem,

· waga laboratoryjna o dokładności do ± 0,1g.

PRZYGOTOWANIE ZACZYNU I FORMOWANIE PLACKÓW GIPSOWYCH

Przygotowujemy zaczyn gipsowy o określonym stosunku woda/spoiwo :

· z próbki laboratoryjnej odważamy w wytarowanym pojemniku 200 ÷ 1g gipsu,

· odważamy w wytarowanym naczyniu ilość wody odpowiednią do uzyskania właściwego stosunku woda/spoiwo (obliczamy na podstawie stosunku woda/spoiwo),

· wlewamy wodę do miski gumowej,

· wsypujemy do miski z wodą gips (powoli i płynnie, aby nie dopuścić do rozpylenia spoiwa) i odnotowujemy czas t0 w którym rozpoczyna się wsypywanie (dla ułatwienia pomiaru zaczynamy wsypywanie w pełnej minucie),

· mieszamy zaczyn w celu ujednorodnienia masy.

Zaczyn gipsowy wylewamy na szklaną płytkę, stale mieszając, tak aby uformować 3 placki o średnicy około 100 mm do 120 mm i grubości około 5 mm.

OZNACZENIE POCZĄTKU WIĄZANIA Ti:

Początek czasu wiązania należy oznaczyć za pomocą nacięć na placku. Po każdym nacięciu należy oczyścić i osuszyć nóż. Nacięcia należy wykonywać co 30 sekund. Dwa placki przeznaczyć do nacięć próbnych (nacinamy naprzemiennie), jeden placek do właściwego nacięcia kontrolnego (po uzyskaniu wstępnego wyniku na jednym z dwóch placków do nacięć próbnych). Za początek czasu wiązania Ti należy uznać taki moment ti, w którym krawędzie naciętego nożem placka zaczynu gipsowego nie zlewają się.

PRZEDSTAWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI

Początek czasu wiązania oblicza się ze wzoru: Ti=t1-t0

gdzie:

Ti − początek czasu wiązania, min,

t0- − czas, w którym rozpoczęto wsypywanie spoiwa do wody

t1 − czas, w którym krawędzie naciętego nożem placka nie zlewają się.

We wnioskach deklarujemy jaki jest początek wiązania badanego spoiwa. Należy podać dokładną nazwę spoiwa oraz stosowaną metodę badania (z powołaniem na właściwą normę).

METODY REGULOWANIA CZASU WIĄZANIA SPOIWA GIPSOWEGO

Przy stosowaniu spoiw gipsowych należy pamiętać, aby czas jaki upływa od momentu dodania gipsu do wody do momentu zużytkowania otrzymanego zaczynu (np. jako wyprawa tynkarska lub szpachlówka) nie był dłuższy od czasu początku wiązania gipsu. W przypadku gipsu budowlanego czas ten wynosi około 10 minut. W warunkach placu budowy wykonanie tego zadania jest praktycznie niemożliwe. W tym celu stosujemy dodatki wydłużające czasy wiązania gips. Zaliczamy do nich: kwas fosforowy, kwas mlekowy, kwas cytrynowy, klej kostny, opóźniacz keratynowy. W dalszej części ćwiczenia praktycznie sprawdzamy oddziaływanie wybranego dodatku na początek czasu wiązania spoiwa gipsowego.

OZNACZENIE CZASU WIĄZANIA SPOIWA GIPSOWEGO PRZY ZASTOSOWANIU DODATKÓW OPÓŹNIAJĄCYCH WIĄZANIE GIPSU

PRZYGOTOWANIE ZACZYNU I FORMOWANIE PLACKÓW GIPSOWYCH

Jako opóźniacz stosujemy kwasek cytrynowy. Z uwagi na fakt, iż ilość opóźniacza w stosunku do masy spoiwa jest bardzo mała, dla umożliwienia precyzyjnego dozowania domieszki przygotowano roztwór wodny kwasku o stężeniu 1% ( 1g kwasku na 99g wody).

· z próbki laboratoryjnej odważamy w wytarowanym pojemniku 200±1g gipsu,

· w wytarowanym pojemniku odmierzamy wagowo (z dokładnością do 0,1g) potrzebną ilość opóźniacza (podaje prowadzący ćwiczenia),

· do opóźniacza dolewamy wodę aby uzyskać roztwór o wadze równej wadze wody użytej w pkt. 4.3.

· otrzymany roztwór wlewamy do miski gumowej,

(dalej jak w nacinaniu nożem)