Kipssideainete katsetamine - 2 Kips labor 2020 (0)

1. TÖÖ EESMÄRK Töö eesmärk oli kipssideainete katsetamine:  kipsi jahvatuspeenuse määramine  kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine  kipsitaigna tardumisaegade määramine Vicat’ aparaadiga  tugevuskatse proovikehade valmistamine  painde- ja survetugevuse määramine 2. KATSETATUD MATERJALID:  Ehituskips 3. KASUTATUD VAHENDID:  Nihik – täpsus 0,01 cm   Elektrooniline kaal – täpsus 0,1 g   Stopper katseaja määramiseks  Vispel ja segamisnõu (kummipall)   Õlitatud vorm kipsi vormimiseks    Sõel avaga 0,2x0,2 mm   Suttardi viskosimeeter normaalkonsistentsi määramiseks   Vicat’ aparaat tardumisaegade määramiseks   Paindeseade paindetugevuse määramiseks   Kuivatuskapp proovikehade kuivatamiseks   Ahi 60° proovikehade kuivatamiseks   Hüdrauliline press survetugevuse määramiseks  4. KATSEMETOODIKA
4.1. Jahvatuspeensuse Määramine
Kipsi jahvatuspeensus määrati sõelumise teel, kasutati sõela avaga 0,2x0,2 mm. Esiteks kips
kuivatatakse 40±2°C juures püsiva massini ning sellest kaalutakse proov 50 g. Seejärel kips
sõelutakse. Sõelumist jätkatakse senikaua kuni 1 min jooksul ei läbi sõela rohkem kui 0,4 g
kipsi. Sõelutakse veel 3 minutit, siis pühitakse sõelale sõela raami sisekülgedele jäänud kips.
Sõelutakse edasi. Sõelumine loetakse lõpetatuks, kui käsitsi sõelumisel läbib 1 minuti jooksul
sõela vähem kui 0,2 g materjali. Kaalutakse sõelale jäänud jääk täpsusega vähemalt 0,1 g.
Jahvatuspeenust   väljendab   sõelale   jäänud   materjali   hulk   sõelumiseks   võetud   esialgsest
massist.   Tulemus   antakse   protsentides.   Lõpptulemus   antakse   kahe   katse   aritmeetilise
keskmisena täpsusega 0,1%.  Tulemused on toodud tabelis 5.1. Jahvatuspeensuse määramise.  4.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine  Kipsitaigen on normaalkonsistentsis, kui väljavoolamisel Suttardi viskosimeetri silindrist selle
ülestõstmisel moodustub koogike diameetriga 180 + 5 mm. Normaalkonsistents väljendatakse
vajaliku   veehulgaga   (%-des)   kipsimassi   suhtes.   Eelnevalt   niisutatud   anumasse   valatakse
vajalik   hulk   vett,   50-60%   kipsi  massist.   Vette   valatakse   2-5   sekundiga   300  g   kipsi   ning
segatakse   vispliga   intensiivselt   30   sekundi   jooksul   ühtlaseks   massiks.   Pärast   segamise
lõpetamist valatakse kipsitaigen Suttardi viskosimeetri silindrisse, mille sisepind ja alus on
eelnevalt   niisutatud.   Kipsitaigna   ülejääk   lõigatakse   silindrilt   pahtlilabidaga.   Kipsi
vettevalamise momendist 45 sekundi möödumisel tõstetakse silinder kiiresti vertikaalselt üles
ning mõõdetakse tekkinud koogikese diameeter nihikuga. Kui diameeter ei ole 180 + 5 mm
piires,   korratakse   katset   uue   veehulgaga.  Tulemused   on   toodud   tabelis   5.2.   Kipsitaigna
normaalkonsistentsi määramise katseandmed. 1


4.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine  Kipsitaigna   tardumisajad   määratakse   normaalkonsistentse   taigna   ja   Vicat’   aparaadi   abil.
Võetakse   300   g   kipsi   ja   normaalkonsistentsele   taignale   vastav   veehulk,   mis   segatakse
omavahel ning valatakse koonilisse rõngasse. Seda tuleb teha kiiresti, mitte kauem kui 30
sekundit.   Taigna   tihendamiseks   võetakse   kinni   rõngaga   klaasplaadi   ühest   servast   ja
koputatakse 4-5 korda vastu lauda. Taigna ülejääk lõigatakse noaga maha ja rõngas koos
taignaga asetatakse Vicat’ aparaadi nõela alla. Nõel viiakse kokkupuutesse taigna pinnaga
ning lastakse seejärel vabalt langeda taignasse. Iga 30 sekundi järel lastakse nõelal vajuda
taignasse, kuid uues kohas, mitte lähemal kui 0,5 cm kaugusel eelmisest. Pärast iga katset
puhastatakse  nõel.   Tardumise  alguseks loetakse  ajavahemikku  kipsi vettevalamisest  kuni
momendini,   kui   nõel   ei   vaju   enam   läbi   taignakihi   alusplaadini.   Tardumise   lõpuks   on
ajavahemik kipsi vettevalamise hetkest kuni momendini, kui nõel ei tungi enam taignasse üle
1 mm. Tulemused  on toodud tabelis 5.3. Kipsitaigna tardumisajad ja graafikus 1. Taigna
tardumise kulg. 4.4. Tugevuskatse proovikehade valmistamine Painde- ja   survetugevuse   määramiseks   valmistatakse   normaalkonsistentsest   taignast   3
risttahukat mõõtmetega 40 x 40 x 160 mm. Proovikehade valmistamiseks võetakse 1200 g
kipsi,   mis   valatakse   20   sekundi   vältel   nõusse,   millesse   on   eelnevalt   mõõdetud
normaalkonsistentse   taigna   saamiseks   vajalik   veehulk.   Segu   segatakse   60   sekundit     ning
seejärel   valatakse vormidesse. Proovikehade tihendamiseks koputatakse   vormi 5-6 korda
vastu lauda. Pärast tardumise algust lõigatakse  vormi  pind  noaga  tasaseks. Mitte  varem kui
120 minutit   pärast kipsi ja vee segamise momenti katsetatakse iga katsekeha paindele ja
seejärel tekkinud pooled survele. 4.5. Painde- ja survetugevuse määramine Paindetugevuse määramisel asetatakse proovikeha paindeseadme tugedele selliselt, et küljed,
mis vormis olid vertikaalsed, asetseksid paindeseadme tugedel horisontaalselt. Survetugevuse
määramiseks   kasutatakse   paindekatsel   tekkinud   6   poolikut   proovikeha.   Survetugevus
määratakse   kuivatuskapis   405ºC   kuivatatud   ja   toakuivadel   proovikehadel.   Poolikud
proovikehad asetatakse külgpindadega spetsiaalsete terasest standardplaatide vahele,   mille
survepind   on   25   cm²   (6,25   x   4,0   cm).   Katsetamine     toimub     hüdraulilise   pressiga.
Koormamise   kiirus   olgu   1   MPa   sekundis.   Survetugevus   avaldatakse     kui     aritmeetiline
keskmine  neljast  paremast  tulemusest,   täpsusega 0,1 N/mm². 4.6. Valemid Paindetugevuse arvutamine valemiga 1:_ R p = k∗3 Pl 2 b h 2                                                                                                                   Kus: Rp – paindetugevus, N/mm2 
         P – purustav jõud, N
         l – tugedevaheline kaugus, mm
         b – proovikeha laius, mm
         h – proovikeha kõrgus, mm 2


Survetugevuse arvutamine valemiga 2: R s= k∗P F 0                                                                                                                        kus: Rs – survetugevus, N/mm2
P – purustav jõud, N
F0 – survepindala, mm2
k – ülemineku koefitsient 4.7. Näidisarvutus  R s= 1∗26∗1000 N 1600mm 2 = 16,25 N mm 2   5. TULEMUSED 5.1. Jahvatuspeenuse määramine Tabel 5.1. Jahvatuspeensuse määramise  1. katse 2. katse Kipsi kaalutis: 50g 50g Jääk sõelal: 17,6g 9,8g Jahvatuspeenus= jääk sõelal kipsi kaalutis ∗ 100 %= 9,8 g 50 g ∗ 100 %=19,6 %  5.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine Tabel 5.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramise katseandmed Katse nr Vee hulk, % kipsi massist Taignakoogi diameeter, mm 1 50 106 2 61 >200 3 55 180 Kipsitaigna normaalkonsistentsiks saadi 55%. 5.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine  Tabel 5.3. Kipsitaigna tardumisajadXKa tse nr Kella aeg [min:s] Nõela vajumis-sügavus [mm] 1 20.30 1 2 21.30 1 3 22.30 1 3


4 23.30 6 5 24.00 0 6 24.30 5 7 25.00 3 8 25.30 11 9 26.00 31 10 26.20 11 11 26.40 11 12 27.00 29 13 27.20 13 14 27.40 24 15 28.00 33 16 28.20 35 17 28.40 34 18 29.00 36 19 29.20 36 20 29.40 36 21 30.00 37 22 30.20 37 23 30.40 37 24 31.00 37 Tardumisajad: algus: 20 min 30 sek
lõpp: 31 min 00 sek Graafik 1. Taigna tardumise kulg 20 .3 0 21 .3 0 22 .3 0 23 .3 0 24 .3 0 25 .0 0 25 .3 0 26 .2 0 26 .4 0 27 .2 0 27 .4 0 28 .0 0 28 .2 0 28 .4 0 29 .0 0 29 .2 0 29 .4 0 30 .0 0 30 .2 0 30 .4 0 31 .0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Kella aeg [min:s] N õ e la  v a ju m is -s ü g a v u s  [m m ] 5.4. Tugevusnäitajate määramine 5.4.1. Paindetugevuse määramine  Proovikehade vanus on 7 ööpäeva. Tugede vaheline kaugus 100 mm.  4


Tabel 5.4.1. Paindetugevuse määramise katseandmed Proovikeha kirjeldus Proovikeha ristlõike mõõtmed [mm] Proovikeh a mass [g] Purustav jõud [kN] Paindetugevus [N/mm2] b h  m  P Üksik Rp Keskmin e  20 °C juures kuivanud proovikeha  40 40 322,6 2,35 5,50 5,66 313,2 2,10 4,92 309,4 2,80 6,56 Ahjus 60 °C juures kuivanud proovikeha 319,0 2,15 5,03 5,15 319,2 2,35 5,50 320,8  2,10 4,92 Arvutusnäide : R p= 1∗3∗2,35∗1000 N∗100 mm 2∗40mm∗( 40 mm) 2 = 5,50 N mm 2 5.4.2. Survetugevuse määramine Tabel 5.4.2. Survetugevuse määramise katseandmed Proovikeha kirjeldus Proovikeha ristlõike mõõtmed [mm] Purustav jõud [kN] Survetugevus [N/mm2] b h Üksik Rs Keskmine 20 °C juures kuivanud proovikeha 40 40 20 12,50 12,08 21 13,12 19 11,87 17 10,62 20 12,50 19 11,87 Ahjus 60 °C juures kuivanud proovikeha 15 9,37 6,14 9 5,62 8 5,00 10 6,25 8 5,00 9 5,62 Arvutusnäide: Rs= 1∗20∗1000 N 1600 mm 2 = 12,5 N mm 2 6. JÄRELDUSED Kipsi jahvatuspeenuse tulemuseks saadi  19,6%.  Jahvatuspeenust näitab sõelale avaga 0,2 x
0,2   mm   jäänud   materjali   hulk   protsentides   sõelumiseks   võetud   esialgsest   50   grammist.
Jahvatuspeenus   iseloomustab   sideaine   omadusi.   Mida   peenem   on   materjal,   seda   parem
tehiskivi   tulemus   jääb.  Mida   väiksem   on   kipsi   jahvatuspeenus,   seda   väiksem   on   kipsi
veevajadus ning seda tugevam see on.  5


Seejärel   määrati   kipsitaigna   normaalkonsistents.   Kipsitaigna   normaalkonsistents   on   mingi
kindel   hulk   vett,   mida   konkreetne   kips   vajab,   et   saada   kindla   konsistentsiga   segu.   Kipsi
omadused sõltuvad lisatava vee hulgast, sellepärast kasutaksegi mõistet normaalkonsistents,
mida   määratakse   Suttardi   viskosimeetriga.   Erineva   veehulgaga   saab   erinevad   tulemused.
Mida   rohkem   lisatakse   vett,   seda   väiksem   on   saadava   tehiskivi   tugevus.   Tugevust
suurendatakse  vee  väljakuivatamisega.  Katsetatav  kipsitaigen  oli  normaalkonsistentne,  kui
kipsile   lisati   vett   50%   algsest   kipsi   massist   ehk   150   g,   siis   tekkis   kipsitaignast   koogike
diameetriga 106 mm. Lubatud koogi diameetriks oli 180 ± 5 mm. Normaalkonsistents saadi
55% ehk 165g g vett, mis tekitas koogi 180 mm, mis on väga hea tulemus. Kolmandana   määrati   kipsitaigna   tardumisaegasid.   Tardumisaega   mõjutab   samuti   kipsi
jahvatuspeenus ja vee kogus. Katsetatav kips hakkas tarduma 20 minuti pärast alates taigna
kokkusegamisest. Tardumine lõppes 31 minutit ja 00 sekundit pärast taigna kokkusegamist.
Tardumise pikkus oli 10 minutit ja 30 sekundit. Viimasena   katsetati   ka   kipsi   painde-   ja   survetugevust.   Katsekehad,   mis   valmistati
normaalkonsistentsest taignast kuivasid 7 päeva toatingimustes 20 °C juures või ahjus 60 °C
juures. Toatemperatuuril kivistunud proovikehade keskmiseks paindetugevuseks tuli 5,66 N/
mm2,   ahjus   kivistunud   proovikehadel   5,15   N/mm2.   Toatemperatuuril   kivistunud
proovikehade keskmiseks survetugevuseks tuli 12,08 N/mm2, ahjus kivistunud proovikehadel
6,14   N/mm2.     Katse   tulemusena   saab   järeldada,   et   ahjus   kivistunud   kipsi   painde-   ja
survetugevus on väiksem võrreldes toatemperatuuril kuivanud kipsiga. 7. KÜSIMUSED Millised on ehituskipsi põhilised positiivsed ja negatiivsed omadused?
Kips on üks vanimaid ehitusmaterjale, mida on kasutatud ehitusmaterjalina üle 5000 aasta.
Kipsi   positiivsed   omadused   on   näiteks   kerge   kättesaadavus   looduses   ning   lihtne   ja   vähe
töökulu nõudev töödeldavus. Kipstooted on suhteliselt kerged, sest neil on väike tihedus.
Kipsist valmistatud plaat on tulekindel, heli isoleeriv, hingav, keskkonna seisukohast hästi
tuntud   omadustega,   hõlpsasti   käsitletav,   lõigatav   ja   erinevatele   kujudele   kohandatav.
Kipsplaat   on   hea   aluspind   kõikide   levinumate   pinnaviimistluste   jaoks.   Lisaks   on   kipsist
plaadid   inimese   tervisele   ohutud.   Kipsplaadid   taluvad   kõrgeid   temperatuure,   kuid   ei   ole
mõeldud kasutamiseks ruumides, mille temperatuur pidevalt ületab 50°C.  Kipsi negatiivsed
omadused on niiskus- ja temperatuuritundlikkus. Suure niiskuse ja kõrge temperatuuri korral
hakkavad kipsi tugevuslikud omadused vähenema.  Võrreldes teiste ehitusmaterjalidega on
kipsi tugevuslikud näitajad väiksemad. Kipstooted on niiskustundlikud ning võivad hakata
pehmenema, seega on oluline neid kaitsta ülemäärase õhuniiskuse ja vee eest. Samuti võib
niiskus   kipsplaadi   muuta   ideaalseks   keskkonnaks   hallitusseentele,   mis   hakkab   mõjutama
inimese tervist.  Kus kasutatakse kipssideaineid?
Kipsi   kasutatakse   kipsplaatide   valmistamisel,   samuti   plokkide   või   krohvina   seina-   ja
laetarindites.   Kipsist   on   tehtud   ka   soojus-   ja   heliisolatsioonplaadid.   Kipsi   kasutatakse   ka
meditsiinis jäsemete fikseerimiseks nende paranemiseks. 
Millised on põhilised erinevused ehituskipsi ja kõrgtugeva kipsi omadustes? 6


Kõrgtugev kips kristalliseerub hästi väljakujunenud kristallidena. Suured kristallid, kas nõelte
või prismadena; vesi eraldub veena; saadakse looduskipsi kuumutamisel autoklaavides umbes
160-180 °C ja kõrgendatud rõhkudel (0,2...0,3 MPa). Ehituskips on vähe väljakujunenud,
väikesed kristallid; vesi eraldub auruna,  jättes kipsi poorid, mistõttu saadakse suur poorsus
umbes 40%; valmistatakse loodusliku kipsi keetmisel atmosfäärirõhul temperatuuril umbes
120...130 °C juures. Kõrgtugev kips võrreldes ehituskipsiga on väiksema veevajadusega (40-
45% massist). Kõrgtugev kips on aeglasema kivinemisega ning tugevam kui ehituskips.
Kirjeldage kipssideainete kivinemisprotsesse.
Kipssideaine segamisel veega moodustub plastne segu, mis temas toimuvate füüsikaliste ja
keemiliste   protsesside   mõjul   kivineb.   Kipssideainete   kivinemise   iseärasuseks   on   mahu
suurenemine ja soojuse eraldumine. Seda protsessi saab jagada:   voolavuse periood, kui kips on vedel;   tardumise periood, kaob voolavus, kuid materjal on deformeeritav   tardumise lõpp – moodustunud on kivitaoline tehiskivi, mis tema tugevust ületava 
välisjõu toimel puruneb Millist mõju avaldab kuivatamine kipstoodete omadustele?
Kipstoodete   kuivatamisel   nende   niiskussisaldus   väheneb   ja   tugevuslikud   omadused
suurenevad.
Kas kipstooted on vees püsivad?
Ei. Kips seob endaga vett, mille tulemusel  kips pehmeneb ja laguneb. Kui õhu suhteline
niiskus on >60% langeb kipsi tugevus ja toimub pehmenemine.
Millistes tingimustes võib kipstooteid kasutada?
Kipsitooteid võib kasutada  kuivades tingimustes, oluline on neid kaitsta ülemäärase vee ja
õhuniiskuse eest. Seega ei sobi kipsplaat näiteks vannituppa, sest niiskus on suuteline läbima
ka keraamiliste plaatide vuuke ning nende alla paigaldatud niiskustõket, imbudes kõige all
asuvasse kipsplaati. Kasutatud kirjandus: 1. Loengu konspekt 2. Raado. L.-M., Ehitusmaterjalid. 2018 3. Ehitusmaterjalide tootjate ning edasimüüjate koduleheküljed 7

Document Outline

• 1. Töö eesmärk
• 2. Katsetatud materjalid:
• 3. Kasutatud vahendid:
• 4. Katsemetoodika
  • 4.1. Jahvatuspeensuse Määramine
  • 4.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine
  • 4.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine
  • 4.4. Tugevuskatse proovikehade valmistamine
  • 4.5. Painde- ja survetugevuse määramine
  • 4.6. Valemid
  • 4.7. Näidisarvutus
• 5. tulemused
  • 5.1. Jahvatuspeenuse määramine
  • 5.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine
  • 5.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine
  • 5.4. Tugevusnäitajate määramine
    • 5.4.1. Paindetugevuse määramine
    • 5.4.2. Survetugevuse määramine
• 6. Järeldused
• 7. Küsimused