Kipssideainete katsetamine (0)

1. Töö eesmärk
Kipssideainete katsetamine – jahvatuspeenuse määramine, kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine, kipsitaigna tardumisaegade määramine, painde- ja survetugevuse määramine
2.Katsetatud ehitusmaterjalid
Ehituskips – valge pulbritaoline õhksideaine, mis koosneb kahe veemolekuliga kipskivi kuumutamisel saadud β-poolhüdraadist
2.1 Kasutatud töövahendid
Sõel – vajalik kipsi jahvatuspeenuse määramisel, sõel on avadega 0,2 x 0,2 mm
Suttardi viskosimeetri silinder – kasutatakse normaalkonsistentsi määramisel
Vicat’ aparaat – vajalik kipsi tardumisaja määramisel
Nuga – kasutatakse erinevate katsete puhul üleliigse kipsitaigna eemaldamiseks
Hüdrauliline press – survetugevuse määramiseks
Kuivatuskapp – seal kuivatatakse proovikehi
Terasest standardplaadid – survetugevuse määramiseks
Kaal, täpsusega 0,1g
Erinevad segamisnõud
3. Katsemetoodika kirjeldamine
3.1 Jahvatuspeenuse määramine
Kipsi jahvatuspeenus määratakse sõelumise teel sõelal avaga 0,2 x 0,2 mm. Kuivatatud kipsist kaalutakse proov 50g ning asetatakse sõelale. Sõelutakse käsitsi või mehaanilsel teel. Sõelumine loetakse lõpetatuks, kui käsitsi sõelumisel läbib 1 minuti jooksul sõela vähem kui 0,05g materajali. Jahvatuspeenust väljendab sõelale jäänud materjali hulk %-des sõelumisel võietud esialgsest massist. Lõpptulemus antakse kahe katse aritmeetilise keskmisega, täpsusega 0,1%. Katse tulemused on toodud punktis 4.1 tabelis 1.1
3.2 Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine
Kipsitaigen loetakse normaalkonsistentsiks, kui väljavoolamisel Suttardi viskosimeetri silindrist ülestõstmisel moodustub koogike diameetriga 180 ± 5 mm. Normaalkonsistents väljendatakse vajaliku veehulgaga %-des kipsi massi suhtes. Normaalkonsistents on näitaja, mis avaldab mõju nii kipsi tardumisaegade kui tugevusnäitajatele.
Normaalkonsistentsi määramine toimub järgmiselt:

Eelnevalt niisutatud nõusse valatakse vajalik hulk vett, 50-70% kipsi massist

Vette valatakse 2-5 sekundiga 300g kipsi ning segatakse see 30 sekundi jooksul homogeenseks massiks

Peale segamise lõpetamist valatakse kipsitaigen Suttardi viskosimeetri silindrisse, mille sisepind ja alusklaas peavad olema eelnevalt niisutatud, kipsitaigna ülejääk lõigatakse noaga maha

45 sekundi möödumisel kipsi vettevalamise momendist tõstetakse silinder kiirest vertikaalselt üles ning määratakse tekkinud koogikese diameeter . Kui diameeter ei ole piires 180 ± 5 mm, korratakse katset uue veehulgaga.
Katse tulemused on toodud punktis 4.2 tabelis 1.2
3.3 Kipsitaigna tardumisaegade määramine
Kipsitaigna tardumisajad määratakse normaalkonsistentse taigna Vicat’ aparaadi abil. Katseks võetakse 200g kipsi ja normaalkonsistentsile vastav veehulk. Kips ja vesi segatakse ning saadud taigen valatakse koonilisse rõngasse. Nendeks operatsioonideks ei tohi kuluda aega üle 30 sekundi. Taigna tihendamiseks võetakse kinni rõngaga klaasplaadi ühest servast ja koputatakse 4-5 korda vastu lauda. Seejärel lõigatakse taigna ülejääk noaga maha ja rõngas koos taignaga asetatakse Vicat’ aparaadio 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. Peale iga katset puhastatakse nõel hoolikalt. 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. Taigna tardumise kulgu kujutatakse graafilist teljestikus, kus abstsisstelgedele märgitakse aeg kipsi vettevalamise hetkest, ordinaatteljele nõela vajumise sügavus.
Katse tulemused on toodud punktis 4.3 graafikul 1.1
3.4 Painde- ja survetugevuse määramine
Painde- ja survetugevuse määramiseks valmistatakse normaalkonsistentsest taignast 3 proovikeha – prismat, mõõtmetega 40 x 40 x 160 mm. Proovikehade valmistamiseks võetakse 1200g 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. Peale tardumise algust lõigatakse vormi pind noaga tasaseks. Mitte vrem kui 120 minuti pärast kipsi ja vee segamise momendist alates katsetatakse nad paindele ja seejärel moodustunud poolprismad survele. Paindetugevuse määramisel asetatakse proovikeha paindeseadme tugedele selliselt, et küljed, mis vormis olid vertikaalsed , asetetseksid paindeseadme tugedel horisontaalselt .
Paindetugevus arvutatakse valemiga
Tulemused on toodud punktis 4.4.1 tabelis 1.3
Survetugevuse määramiseks kasutatakse paindekatsel tekkinud 6 poolikut proovikeha. Survetugevus määratakse kuivatuskapis 40 ± 5C kuivatatud ja toakuivadel proovikehadel. Poolikud proovikehad asetatakse külgpindadega spetsiaalsete terasest standardplaatide vahele, mille survepind on 25 cm (6,25 x 4,0 cm). Katsetamine toimub hüdraulilise pressiga, koormamise kiirusega 1Mpa sekundis.
Survetugevus arvutatakse valemiga
Survetugevus avaldatakse kui aritmeetiline keskmine neljast paremast tulemusest, täpsusega 0,1 MPa
Tulemused on toodud punktis 4.4.2 tabelis 1.4
3.5 Niiskussisalduse määramine
Et võrrelda survetugevuse sõltuvust niiskussisaldusest katsekehas, kaalutakse katsekehi, mida kuivatati kuivatuskapis enne ja pärast kuivatamist.
Tulemused on toodud punktis 4.5 tabelis 1.5
4. Töö tulemuste vormistamine
4.1 Jahvatuspeenuse määramine
Katse nr
Katseproovi mass [g]
Mass sõelal [g]
1
50
3,24
6,48
2
50
3,60
7,20
Tabel 1.1 jahvatuspeensuse määramine
Aritmeetiline keskmine: (6,48+7,20) / 2 = 6,48%
Jahvatuspeenus on 6,5%
4.2 Kipsitaigna normaalkonsistentsi määramine
Kipsi kaalutis : 350g
Katse nr
Segu koostis
Taignakoogi laialivalgumine
Märkused
Kipsi kaalutis [g]
Vee hulk
1. mõõt
2. mõõt
Keskm.
[ml]
[% kipsi massist]
d1
d2
D
1
350
208,25
59,5
Läks üle ääre
2
350
175
50
130
125
127,5
Liiga paks segu
3
350
189
54
Läks üle ääre
4
350
180,25
51,5
Läks üle ääre
5
350
178,5
51
176
174
175
Normaal - konsistents
Tabel 1.2 – Normaalkonsistentsi leidmine
Tumedamaks värvitud rida märgib normaalkonsistentsi.
4.3 Tardumisaegade määramine
Katse algus: 0 min 0 sek
Tardumise algus: 21 min 30 sek
Tardumise lõpp: 24 min 40 sek
Graafik 1.1 Kipsi tardumine
4.4 Tugevusnäitajate määramine
4.4.1 Paindetugevuse määramine
Proovikehade vanus 7 ööpäeva
Tugedevaheline kaugus 100,8 mm
Proovikeha nr.
Proovikeha ristlõike mõõtmed, mm
Purustav jõud, kgf
Paindetugevus
Üksik
Keskmine N/mm2
a
b
h
kgf/cm2
N/mm2
224-1
161,0
40,2
40,5
100
22,9
2,3
2,15
224-2
161,6
41,0
40,4
90
20,3
2,0
224-3
161,7
40,7
39,9
240
56,0
5,6
6,0
225-1
160,9
40,0
39,3
260
63,6
6,4
225-2
161,3
40,2
39,2
100
24,5
2,5
2,25
225-3
161,5
40,1
41,6
90
19,6
2,0
Tabel 1.3 paindetugevuse määramine
4.4.2 Survetugevus
Survepinna suurus – 25 cm2 või 16 cm2 kuivatuskapis kuivatatud proovikehade puhul. (224-3 ning 225-1)
Proovikeha nr.
Kivistamis-tingimus
Keskmine purustav jõud, kgf
Purustav jõud, kgf
Survetugevus
Üksik
Keskmine N/mm2
Kgf/cm2
N/mm2
224-1
Toas kuivanud 95% niiskuse juures
960
1000
38,4
3,84
3,84
920
224-2
960
950
38,4
3,84
970
224-3
Kuivatuskapis kuivanud 50C juures
2345
2345
146,56
14,66
15,46
2345
225-1
2600
2549
162,5
16,25
2651
225-2
Toas kuivanud 40% niiskuse juures
990
950
39,6
3,96
4,02
1030
225-3
1020
990
40,8
4,08
1050
Tabel 1.4 survetugevuse määramine
4.5 Niiskusesisalduse määramine
Prk nr
Prk mass keskkonnas [g]
Prk mass pärast kuivatamist 70C juures 7 päeva
Niiskussisaldus [%]
Keskmine
224-1
57,6
45,6
20,8
23,55
11,55
24,3
224-2
111,2
82,0
26,3
224-3
67,2
59,5
11,5
225-1
56,0
49,5
11,6
225-2
57,6
39,7
31,1
225-3
76,6
63,2
17,5
Tabel 1.5 niiskusesisalduse määramine
Järeldus
Kipsi katsetades arvutasime kõigepealt jahvatuspeenuse, mis tuli 6,48%. Seejärel arvutasime normaalkonsistentsi, mis tuli 51%. See tähendas, et mõõdetud kipsikoguse kohta tuli võtta 51% vett mõõdetud koguse massist. Allika [1] kohaselt pidi see vee kogus olema vahemikus 50..70%. Meie saadud kogus kuulub antud vahemikku. Kui normaalkonsistents mõõdetud, hakkasime mõõtma tardumisaega. Allika [1] kohaselt ei tohi kipstaigna tardumine alata enne 4 minutit ning peaks lõppema 6..30 minuti jooksul. Meie katsel algas tardumine 21. minutil ning lõppes natuke enne 25. minutit.
Toas 95% niiskuse juures kuivanud proovikehade keskmiseks paindetugevuseks saime 2,15 N/mm2 ning survetugevuseks 3,84 N/mm2. Kuivatuskapis 50 kraadi juures kuivanud proovikehade keskmiseks paindetugevuseks saime 6 N/mm2 ning survetugevuseks 15,46 N/mm2. Toas 40% niiskuse käes kuivanud proovikehade keskmiseks paindetugevuseks saime 2,25 N/mm2
ning survetugevuseks 4,02 N/mm2.
Kasutatud allikad

Otsman. R. (1974) Ehitusmaterjalid