UMIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT BUDOWNICTWA

ROK AKADEMICKI 2001/2002

CHEMIA BUDOWLANA

ĆWICZENIE NR 3

TEMAT: OZNACZENIE SUMARYCZNEJ ZAWARTOŚCI

AKTYWNYCH TLENKÓW: WAPNIOWEGO I

MAGNEZOWEGO W PRZELICZENIU NA CaO.

Grupa lab. 14c

Zespół 4

Kowalski Piotr

Zielona Góra 25 listopad 2001

1. Mechanizm wiązania i twardnienia spoiw wapiennych.

Ciasto wapienne wymieszane z piaskiem czy innymi

wypełniaczami drobnoziarnistymi tworzy zaprawy budowlane,

które wiążą i twardnieją na powietrzu. Proces wiązania i

twardnienia zapraw wapiennych na powietrzu polega na:

- utracie wody ( wysychanie ),

- wydzielanie kryształków wodorotlenku wapniowego z

przesyconych roztworów wodnych przy ich odparowaniu,

- działaniu CO2 z powietrza zgodnie z reakcją:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Proces wiązania zachodzi w kilka godzin po nałożeniu zaprawy

wapiennej, proces twardnienia przebiega powoli i przez bardzo długi

czas. Rezultatem procesów chemicznych przebiegających w

zaprawie wapiennej jest powstawanie kryształków CaCO3 i

kryształków Ca(OH)2 , które zrastają się ze sobą i z ziarnami

wypełniacza, przybierając stopniowo cechy sztucznego kamienia. W

pierwszym rzędzie CaCO3 tworzy się na powierzchni stykającej się z

powietrzem, a kryształki Ca(OH)2 - w głębi masy. Przebieg procesu

twardnienia zachodzi bardzo powoli. Piasek nie bierze udziału w

reakcji, ułatwia jednak dostęp dwutlenku węgla, co pozwala na

przyspieszenie procesu i lepsze przerosty masy kryształkami

węglanu wapniowego.

Spoiwo wapienne w proszku wykazuje swoją odrębność w

zachowaniu się przy wiązaniu i twardnieniu w porównaniu z

wapnem gaszonym. Odrębność ta polega na fakcie, że przy wapnie

gaszonym proces wiązania i twardnienia musi odbywać się na

powietrzu, a więc w układzie trójfazowym spoiwo wapienne - woda

- powietrze, natomiast przy spoiwie wapiennym niegaszonym w

proszku proces ten zachodzi również w wodzie, a więc w układzie

dwufazowym spoiwo wapienne - woda. Dalsze przebywanie na

powietrzu powoduje już tylko kontynuację procesu twardnienia w

układzie trójfazowym: spoiwo - woda - powietrze.

Stadia przejściowe spoiwa wapiennego w układzie spoiwo - woda i w układzie spoiwo - woda - powietrze.

Układ dwufazowy Układ trójfazowy

spoiwo - woda spoiwo - woda - powietrze

Wapno gaszone Stadium plastyczności Stadium wiązania

„ twardnienia

Wapno palone w proszku Stadium plastyczności Kontynuacja stadium

„ wiązania twardnienia

„ początkowego

twardnienia

2. Zasada oznaczenia.

Zasada oznaczenia polega na przeprowadzeniu tlenków wapniowego i magnezowego w wodorotlenki przez gotowanie w ciągu 3 minut i zmiareczkowaniu ich mianowanym roztworem kwasu solnego.

3. Krótki opis wykonanego oznaczenia.

- odważenie z badanego materiału próbek o masie m1 = 0,4022g i

m2 = 0,3695g,

- przygotowanie dwóch naważek B1 i B2,

- przeniesienie próbki do kolby stożkowej lub zlewki o pojemności

min. 300 cm³,

- próbkę zalano 200 cm³ świeżo przygotowanej wody i gotować

przez 3 minuty,

- próbkę schłodzono i dodano 2 ÷ 3 krople fenoloftaleiny,

- roztwór mieszano i dodawano do niego małymi porcjami

mianowany roztwór kwasu solnego do zaniku barwy różowej,

- miareczkowanie powtórzono dla drugiej naważki,

4. Wyniki badań z obliczeniami.

- wyniki miareczkowania mianowanym roztworem HCl - 0,1:

V1 = 33,1 cm³

V2 = 32,7 cm³

a) obliczenie średniego zużycia roztworu HCl - 0,1

Vśr = = 32,9 cm³

b) obliczenie średniej masy próbek badanego materiału.

mśr = = 0,38585 g

c) obliczenie sumarycznej zawartości aktywnych tlenków CaO i MgO

w przeliczeniu na tlenek CaO.

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

Obliczenie liczby moli

1000 cm³ - 0,1M HCl

32,9 cm³ - 2x

x = 0,001645 mol

MCaO = masa molowa CaO

MCaO = 40 g/mol + 16 g/mol = 56 g/mol

1mol - 56g/mol

0,001645 - ms

ms = 0,09212g

Cp(CaO+MgO) = ms / mr · 100%

Cp - stężenie procentowe

ms - masa substancji

mr - masa roztworu

Podstawiam dane:

ms = 0,18424g

mr = 0,38585 g

Cp(CaO+MgO) = 0,09212 / 0,38585 · 100 = 23,874%

-1-

-3-

-4-

2

-2-

m1 + m2

2

V1 + V2

Rodzaj spoiwa

---