Protokół z ćwiczenia 10 - spoiwa mineralne

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska	Maciej Domański	data wykonania ćwiczenia: 16.10.2006
Grupa II	prowadzący:	godz. 8.00

PRZEBIEG DOŚWIADCZENIA:

• odmierzyłem 1,0g dokładnie sproszkowanego cementu i wsypałem go do kolby Erlenmeyera.

• za pomocą cylindra miareczkowego 80 cm³ wody destylowanej

• zagotowałem wodę destylowaną w zlewce

• do zagotowanej wody destylowanej dodałem 40cm³ 0,5M kwasu solnego

• gotowałem zawartość zlewki przez 3 min w celu pozbycia się CO₂

• po przegotowaniu przelałem zawartość zlewki do kolby Erlenmeyera

• dodałem 5 kropel 1% roztworu fenoloftaleiny

• na gorąco miareczkowałem 0,5M roztworem KOH, aż do zabarwienia roztworu na różowo

• doświadczenie powtórzyłem

CEL DOŚWIADCZENIA:

Doświadczenie ma na celu ustalenie procentowej zawartości : CaO, SiO₂, Al₂O₃ i Fe₂O₃ w cemencie portlandzkim, dzięki czemu będziemy mogli (poprzez wyliczenie modułów hydraulicznego, krzemianowego i glinowego) określić jakość cementu.

REAKCJE ZACHODZĄCE PODCZAS DOŚWIADCZENIA:

• reakcja zachodząca podczas zetknięcia alitu, głównego składnika cementu portlandzkiego z wodą:

3CaO·SiO2 + n H2O → Ca(OH) 2 + (n-1)H2O + 2CaO∙SiO2

• reakcja zachodząca gdy na wodorotlenek wapnia działamy kwasem:

Ca(OH)2 +2HCl → CaCl2 + 2 H2O

↑

łatwo wypłukiwalne

• reakcja zobojętniająca kwas ( działamy zasadą ):

KOH + HCl → KCl +H2O

• podczas gotowania kwasu, wody destylowanej i cementu zachodzi reakcja odpędzenia CO2. Reakcja ta musi przebiec gdyż w przeciwnym razie KOH może reagować z CO2 .

CaCO3 +2 HCl → CO2 +CaCl2 + H2O

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Podczas doświadczenia miareczkowałem roztwór KOH, aż do pojawienia się barwy różowej. W pierwszej próbie zużyłem 17,5 cm³, a w próbie drugiej 18,2 cm³. Do późniejszych obliczeń wyliczam średnią arytmetyczną tych pomiarów :

(17,5 cm³ + 18,2 cm³)*0,5 = 17,85 cm³

Teraz mogę wyliczyć zawartość CaO w naczyniu, korzystając ze wzoru :

%CaO = (40 - A)*0,014*100%,

w którym A oznacza ilość cm³ 0,5M KOH zużytą do zobojętnienia nadmiaru kwasu solnego, który nie przereagował z wolnym CaO, znajdującym się w 1,0 g cementu.

%CaO = (40 - 17,85)*0,014*100% = 31,01%

Mając wyliczony %CaO, mogę przystąpić do wyliczania modułów.

Wiem także, że w próbce znajduje się : 21,12% SiO₂, 4,63% Fe₂O₃ oraz 4,53% Al₂O₃.

MODUŁ HYDRAULICZNY

MODUŁ KRZEMIANOWY

MODUŁ GLINOWY

Dla dobrego jakościowo cementu portlandzkiego odpowiednie moduły powinny zawierać się w granicach:

-moduł hydrauliczny od 2 do 2,2 %

-moduł krzemianowy od 1,7 do 3,5 %

-moduł glinowy od 1,5 do 2,5 %

WNIOSKI:

Jak mogę wywnioskować na podstawie wyliczeń, cement użyty w doświadczeniu był albo słabej jakości albo stary. Moduły hydrauliczny i glinowy nie mieszczą się w normach. Tylko moguł krzemianowy mieści się w podanych granicach. Niska zawartość CaO wskazuje, że cement był zleżały i nie nadaje się do zaprawy.