Izabela Iwaszko

Grupa 2

Ćwiczenie nr 7.3

10 października 2008 r.

OZNACZANIE SKŁADU BETONU ZWYKŁEGO

OBLICZANIE STOSUNKU SPOIWA DO KRUSZYWA

1. Podstawy teoretyczne

Beton powstaje z zaczynu cementowego złożonego z cementu portlandzkiego (surowce – wapień i glina zmielone z dodatkiem rudy żelaza i piasku, wypalone w piecu cementowym,
z dodanym następnie gipsem i przemielone) oraz wody (wody zarobowej). Następnie dodaje się kruszywo drobne (średnica ziaren mniejsza niż 2 mm, np. piasek) oraz grube (średnica ziaren powyżej 2 mm, np. grys i żwir). Tak powstaje mieszanka betonowa. Dopiero po wielu reakcjach chemicznych (głównie między wodą a cementem, bo kruszywo jest obojętne chemiczne) zwanych hydracją cementu spoiwo cementowe jest związane i powstał beton.

Przy oznaczaniu składu betonu możemy przyjąć, że kruszywo jest obojętne i nie ulega rozpuszczeniu w HCl, spoiwo zaś rozpuszcza się całkowicie, albo że kruszywo częściowo rozpuszcza się w HCl. W ćwiczeniu przyjęliśmy to drugie założenie. Możemy również do oznaczenia zawartości kruszywa w betonie (a tym samym stosunek spoiwa do kruszywa) wykorzystać analizę termiczną. Przy ogrzewaniu betonu obserwuje się ubytek masy, będący skutkiem rozkładu węglanów pochodzących z kruszywa węglanowego. Z tych obserwacji również możemy określić zawartość kruszywa w betonie (oraz stosunek s/k).

1. Przebieg ćwiczenia

• Uzyskaliśmy od prowadzącego ćwiczenie procentową zawartość kruszywa rozpuszczalnego
  w HCl kw = 0,5%.

• 3,00 g pt próbkę betonu zalaliśmy 50 cm³ HCl o stężeniu 15% i pozostawiliśmy na ok. 30 minut.

• Przesączyliśmy próbkę przez sączek, sączek z osadem umieściliśmy nad palnikiem
  i podgrzewaliśmy aż do spalenia sączka, następnie próbkę zważyliśmy i obliczyliśmy zawartość części rozpuszczalnych w HCl w % (oznaczone literą b).

• W zważonym tyglu kwarcowym umieściliśmy próbkę 2,00 g betonu i prażyliśmy przez ok. 30 minut na pełnym płomieniu palnika gazowego, następnie ostudziliśmy i zważyliśmy próbkę, odejmując masę tygla, i obliczyliśmy straty prażenia w % (oznaczone literą a).

• Ze wzoru obliczyliśmy stosunek wagowy i objętościowy spoiwa do kruszywa.

1. Wyniki pomiarów i obliczenia

32,7 g – masa tygla kwarcowego

32,7 g +2,00 g = 34,7 g – masa tygla z 2-gramową próbką betonu

34,6 g – masa tygla i próbki po prażeniu i ostudzeniu

34,7 g – 34,6 g = 0,1 g – straty prażenia

(0,1 g/2,00 g) x 100% = 5% – straty prażenia (%) a

32,7 g + 3,00 g = 35,7 g – masa tygla z 3-gramową próbką betonu

34,9 g – masa tygla z próbką po odsączeniu i spaleniu

35,7 g – 34,9 g = 0,8 g – część rozpuszczalna w HCl

(0,8 g/3,00 g) x 100% = 26,7% – część rozpuszczalna w HCl (%) b

a = 5% b = 26,7% c = 2% (dane z książki, wilgotność kruszywa) kw = 0,5%

s/k = (b – a – kw)/[(100 – b + c) + kw]

s/k = (26,7% – 5% – 0,5%)/(100 – 26,7% + 2% + 0,5%) = 21,2% /75,8% = 0,28 = 7/25 ~1/3

s/k = 7/25 ~1/3stosunek wagowy spoiwa i kruszywa

3100kg/m³ – gęstość spoiwa

2650kg/m³ – gęstość kruszywa

V_s –objętość spoiwa

V_k –objętość kruszywa

7x kg – masa spoiwa 25x kg – masa kruszywa

V_s = 7x kg/3100kg/m³

V_k = 25x kg/2650 kg/m³

V_s/V_k = (7x kg/3100 kg/m³)/ (25x kg/2650 kg/m³) = 1855/7750 = 0,24 = 6/25 ~1/4

V_s/V_k = 6/25~1/4 stosunek objętościowy spoiwa do kruszywa

1. Wnioski

Ani stosunek objętościowy, ani wagowy spoiwa do kruszywa nie mieści się w zakresie wartości typowych dla betonu zwykłego, czyli s/k = 1/5 – 1/7.

1. Literatura

Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej, red. Lech Czarnecki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.