Kipssideainete katsetamine - Laboratoorne töö nr.2 (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Ehitusmaterjalid Laboratoorne töö nr.2 2020/2021 Kipssideainete katsetamine Rühm: EAEI31 Andres Tärn  192614 Tanel Tuisk 12. oktoober 2020


1. TÖÖ EESMÄRK Kipsitaigna   normaalkonsistentsi,   kipsi   sideaine   jahvatuspeensuse,   tardumisaegade   ning painde- ja survetugevuse määramine. 2. KATSETATUD MATERJALID Ehituskips. 3. KASUTATUD VAHENDID Töös kasutasin järgnevaid seadmeid:  Ämbrid  Metallvormid  Elektrooniline kaal – täpsus 0,1 g  Paindeseade  Suttardi viskosimeeter  Vispel  Elastne kauss (poolekslõigatud pall)  Vicat’ aparaat  Pahtlilabidas 4. KATSEMETOODIKA 4.1. Kipssideaine jahvatuspeensuse määramine Jahvatamise peenus määrati läbi sõela, mille ava suurus oli 0,2 x 0,2 mm. Selleks kaaluti 50 g  ±    5%     kipsi   ja   sõeluti   käsitsi   läbi   näidatud   sõela.   Hoitakse   sõela   ühe   käega,   veidi kallutatakse   ja     raputatakse   horisontaalselt,   loksutades   sõela   kummagi   käega   umbes   125 korda minutis. Iga  pärast 25 liikumist on vaja pöörleda sõela 90°. Sõelumine loeti täielikuks, kui 0,05 g materjali läbis ühe minuti jooksul sõela. Peenus väljendatakse sõelale jäänud massi ja algkaalu suhtena. Kokku viidi läbi 2 katset ja lõpptulemuse saamiseks võeti aritmeetiline keskmine.


Joonis 1 Vikat aparaat 4.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine Kipsitaigna   konsistentsi   loetakse   normaalseks   konsistentsiks,   kui   silindrist   välja   voolates
moodustub koogike läbimõõduga 180 ± 5 mm. Normaalne konsistents väljendatakse vajaliku
veekoguse suhtena protsentides kipsi massist. See parameeter mõjutab nii tardumisaega kui
ka kipsi tugevust. Vajalik kogus vett, mis moodustab 50–70% kipsi kaalust, valati eelnevalt
niisutatud painduvasse kaussi. 50 g kipsi välja puistati 2–5 sekundiks vette ja segati vispliga
intensiivselt   30   sekundit   ühtlaseks   massiks.   Pärast   segamist   valati   kips   silindrisse,   mille
sisepind ja alus olid eelnevalt niisutatud. Silindrist lõigati spaatliga ära kipsitaignas. Peale 45
sekundi   möödumist   tõsteti   kiiresti   silindri   vertikaalselt   üles   ja   mõõdeti   saadud   koogi
läbimõõdu nihikuga. Kui läbimõõt oli väljaspool määratud vahemikku 180 ± 5 mm, korrati
katset erineva koguse veega. 4.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine Vicat aparaadiga Kipstaigna   tardumisaeg   määrati   normaalse   taigna   konsistentsiga,   Vicat’i
aparaadiga.   Katse   jaoks   võeti   200   g   kipsi   ja   normaalseks   taigna
konsistentsiks   vajalikku   veehulka.   Segatud   kips   ja   vesi   valati
koonusrõngasse. See ei tohiks võtta rohkem kui 30 sekundit. Et taigen said
tihedamaks oli vaja võtta klaasplaadi rõngaga kinni ja koputada 5 korda
vastu   lauda.   Pärast   lõigati   üleliigne   taigen   spaatliga   ära   ja   taignarõngas
pandi Vikat’i aparaadi nõela alla. Nõel oli taigna pinnaga kontaktis ja lasti
siis vabalt taignasse kukkuda. Iga 5 sekundi järel sisestati nõel taignasse
uude   kohta,   mitte   lähemale   kui   0,5   cm.   Pärast   iga   testi   puhastati   nõel
põhjalikult.  Tardumise  alguseks   määratakse   ajavahemik   momendist   kui
valatakse  vette  kipsi, kuni momendini kui nõel  ei  läbi enam taignakihti
alusplaadini. Tardumise lõpus – ajavahemik  momendist kui valatakse vette
kipsi, kuni momendini, kui nõel ei läbi tainasse rohkem kui 1 mm. 4.4. Tugevuskatse proovikehade valmistamine Tugevuskatse   proovikeha   valmistamiseks   valati   täis   normaalse   konsistentsiga   taignaga   6
prismaatilist   vorme   suurusega   40   x   40   x   160   mm.   Normaalse   konsistentsiga   taigna
valmistamiseks   võeti   1200   g   kipsi   ja   valati   20   sekundi   jooksul   mahutisse,   mis   sisaldas
eelnevalt mõõdetud kogust vett, mis oli vajalik normaalse konsistentsi taigna saamiseks. Seda
segati intensiivselt 60 sekundit ja valati seejärel vormidesse. Et Proovid said tihedamaks
koputati   vormi   5   korda   vastu   lauda.   Pärast   tardumise   algusest   lõigati   vormi   pind   laia
spaatliga.   Üks   täidetud   vormil   lasti   kivistuma   toatemperatuuril,   teisel   lasti   kivistuma   ja
kolmanda vormi pandi vette. Kokku saadi 6 katsekeha. 4.5. Paindetugevuse määramine  Järgmisel   nädalal   testiti   kehade   painutamist   ja   seejärel   saadud   poolikud   pandi   surve   all.
Paindetugevuse määramisel pandi proov painutusseadme tugedele (tugede vaheline kaugus
on 100 mm) nii, et vertikaalse kujuga küljed asusid painutusseadme tugedel horisontaalselt.
Masin rakendas jõudu, kuni keha purunes tükkideks. Pärast purunemist võeti manomeetrilt
purustuse jõu näit.


Paindetugevus arvutatakse järgmiselt:                                                            Rp= k∗3 Pl 2 b h 2 kus: Rp – paindetugevus, [MPa] P – purustav jõud, [kN] l – tugedevaheline kaugus, [mm] b – proovikeha laius, [mm] h – proovikeha kõrgus, [mm] k – teisenduse koefitsient väärtusega 1000 4.6. Survetugevuse määramine Survetugevuse määramiseks kasutati paindekatsest saadud 12 poolkatsekehi. Poolikuid pandi külgteraseplaatide vahele. Katsed viidi läbi hüdraulilise pressi koormusega 1 MPa / s. Kehi laaditi, suurendades rõhku rõhuni, mille juures nad purunesid, ja seejärel võeti manomeeterilt jõu näit. Survetugevus arvutatakse järgmiselt: R s= k∗P F 0 kus: Rs – survetugevus, [MPa] P – purustav jõud, [kN] F0 – survepindala, [mm2] k – teisenduse koefitsient väärtusega 1000 Survepindala   on   1600   mm2,   mis   vastab   katseseadme   surveplaatide   pindalale.   Painde-   ja
survetugevust väljendatakse katsetulemuste aritmeetiliseks keskmiseks, täpsusega 0,1 MPa. 


5. TULEMUSED 5.1. Jahvatuspeenuse määramine Kipsi kaalutis: 50 g; Jääk sõelal nr. 02: 6 g – see on 12 % kaalutud
massist. 5.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine. Kipsi kaalutis 300 g. . Katse nr. Vee hulk, % kipsi massist Taignakoogi diameeter, cm 1 57 >23 2 52 18.4 5.3. Tardumisaegade määramine. Katse algus:  00:00 min Tardumise algus: 29:00 min  Tardumise lõpp: 32:40 min Tardumisajad: algus: 29:00 min lõpp:   32:40 min aeg:    03:40 min Katse nr. Kella aeg [h:min:sek ] Nõela vajumis- sügavus [mm] Katse nr. Kella aeg [h:min:sek] Nõela vajumis- sügavus [mm] Katse nr. Kella aeg [h:min:sek] Nõela vajumis- sügavus [mm] 1 00:28:00 40 11 00:29:54 29 21 00:30:35 6 2 00:29:00 35 12 00:29:58 26 22 00:30:39 5 3 00:29:15 34 13 00:30:04 23 23 00:30:42 6 4 00:29:21 32 14 00:30:07 20 24 00:30:48 12 5 00:29:26 34 15 00:30:12 16 25 00:30:52 7 6 00:29:31 32 16 00:30:15 20 26 00:30:56 4 7 00:29:34 30 17 00:30:20 22 27 00:31:02 4 8 00:29:39 28 18 00:30:24 6 28 00:31:05 4 9 00:29:46 28 19 00:30:27 4 29 00:31:10 3 10 00:29:50 27 20 00:30:31 7 30 00:31:14 2   Katse 1 Keskmine Kipsi kaalutis [g] 50 50 Jahvatuspeensus (jääk sõelal) [%] 12 12


0:27:22 0:28:05 0:28:48 0:29:31 0:30:14 0:30:58 0:31:41 0:32:24 0:33:07 0:33:50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Kipsi tardumisaeg Katseaeg (hh:mm:ss) N õe la  v aj um is -s üg av us  [ m m ] Katse nr. Kella aeg [h:min:sek] Nõela vajumis- sügavus [mm] Katse nr. Kella aeg [h:min:sek] Nõela vajumis- sügavus [mm] 41 00:32:01 2 51 00:32:44 1 42 00:32:06 1 52 00:32:47 1 43 00:32:09 1 53 00:32:50 1 44 00:32:14 1 54 00:32:54 1 45 00:32:17 1 55 00:32:57 1 46 00:32:21 2 47 00:32:26 2 48 00:32:30 2 49 00:32:34 2 50 00:32:40 1


5.4. Tugevusnäitajate määramine. 5.4.1. Paindetugevuse määramine. Pr k nr Jr k nr Proovike ha kivistami se tingimus Proovikeha
veesisaldus Purusta
v jõud 
[kN] Paindetugev us (Mpa) Keskmine paindetugev us (Mpa) Mass enne kuivatami st [g] Mass
peale kuivatami st  [g] Paindel 11 1 Norm 56.6 47 2.45 5.74 4.69     2 43.4 35.8 1.6 3.75     3 62.8 52.2 1.95 4.57     12 1 600C 51 42.8 2.75 6.45 6.02     2 37.4 31.4 2.5 5.86     3 56.4 47.4  2.45 5.74     5.4.2. Survetugevuse määramine. Pr k nr Jr k nr Proovike ha kivistami se tingimus Proovikeha
veesisaldus Purusta
v jõud 
[kN] Surveetugev us (Mpa) Keskmine survetugevu s (Mpa) Mass enne kuivatami st [g] Mass
peale kuivatami st  [g] Survel 11 1 Norm 56.6 47  12  7.50 12.19     16 10.00 2 43.4 35.8 22 13.75     21 13.13 3 62.8 52.2 23 14.38     23 14.38 12 1 600C 51 42.8 28 17.50 16.46     26 16.25 2 37.4 31.4 23 14.38     25 15.63 3 56.4 47.4 28 17.50     28 17.50


6. JÄRELDUSED Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramisel kasutatav kipsitaigen oli normaalkonsistentne,
kui kipsile lisati vett 52% algsest kipsi kaalust. Sellise veekogusega tekkis kipsitaignast kook
keskmiselt   diameetriga   18,4   cm.   See   on   veel   viimane   piir,   mida   loetakse
normaalkonsistentseks. Katsetatav kips hakkas tarduma 29 minuti pärast alates kokkusegamise hetkest ning 3 minuti
ja 40 sekundi jooksul tardus see täiesti. Kivinemine   erinevatel   tingimustel   mõjutab   painde-   ja   survetugevust.   Katsest   oli   näha,   et
katsekeha,   mis   kivines   kõrgemal   kuumusel   60oC,   oli   tugevam,   sest   selle   painde-   ja
survetugevuse näitajad olid suuremad – 6,02 MPa ja 16,46 MPa, kui teise katsekeha omad,
mis kivistus toatemperatuuril – 4,69 MPa ja 12,19 MPa. Sellest järeldub, et kips muutus
tugevamaks, siis on vaja et ta kivineks kõrgemal temperatuuril (kõrgem kui toa temperatuur),
aga see kõrg temperatuur ei tohi olla kõrgem kui ülem temperatuuri piir, mille juures kips
hakkab põlema või kivineb nii kiiresti, et ilmuvad praod. 7. KORDAMISKÜSIMUSED 1) Positiivseteks   omadusteks   on   lihtne   töödeldavus,   viimistlus   mis   nõuab   vähe   töökulu, kergus, ei põle. Negatiivsed omadused on haprus, väike tugevus ja tundlikkus niiskuse
suhtes. 2) Kipssideaineid   kasutatakse   vaheseinaplaatide,   paneelide,   vahelaeplokkide, kipskuivkrohvplaatide ja mitmesuguste kipsplaatide valmistamiseks. Samuti sideainena
mitmesuguste kipskrohvide ja teiste ehituses kasutatavate segude valmistamisel. 3) Kõrgtugev   kips   on   võrreldes   ehituskipsiga   väiksema   veevajadusega   ja   kõrgema tugevusega. 4) Madalatemperatuurne põletus on kivinemisprotsess, kus kipsi kuumutatakse tingimustes,  kus vesi eraldub auruna või vedelal kujul. Kõrgtemperatuurne põletus on 
kivinemisprotsess, mis toimub 700...1000oC juures. Sideained, mis sel viisil toodetakse, 
ei kivine puhta veega segatult. 5) See tõstab kipstoodete tugevust. Vesi, mis ei võta osa keemilistest reaktsioonidest, tuleb eemaldada,   sest   see   jääb   vabana   kipsikivi   pooridesse   ja   see   võib   hakata   kipsikivi
pehmendama. 6) Kipstooted ei ole vees püsivad. 7) Kipstooteid   võib   kasutada   kuivades   tingimustes.   Ülemäärase   õhuniiskuse   eest   peavad kipstooted olema kaitstud. Juba 60% suhtelise niiskuse juures algab pehmenemine.


8. KASUTATUD KIRJANDUS 1) „Materials for Construction and Civil Engineering“ (TTÜ Raamatukogu E-raamat) https://ebookcentral.proquest.com/lib/tuee/detail.action?docID=1998569. 2) L. Raado „Ehitusmaterjalid“, Tallinn „Professor Karl Õigeri Stipendiumifond“, 2018

Document Outline

• 1. Töö eesmärk
• 2. Katsetatud materjalid
• 3. Kasutatud vahendid
• 4. Katsemetoodika
  • 4.1. Kipssideaine jahvatuspeensuse määramine
  • 4.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine
  • 4.3. Kipsitaigna tardumisaegade määramine Vicat aparaadiga
  • 4.4. Tugevuskatse proovikehade valmistamine
  • 4.5. Paindetugevuse määramine
  • 4.6. Survetugevuse määramine
• 5. TULEMUSED
  • 5.1. Jahvatuspeenuse määramine
  • 5.2. Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine.
  • 5.3. Tardumisaegade määramine.
  • 5.4. Tugevusnäitajate määramine.
    • 5.4.1. Paindetugevuse määramine.
    • 5.4.2. Survetugevuse määramine.
• 6. Järeldused
• 7. Kordamisküsimused
• 8. Kasutatud kirjandus