UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT BUDOWNICTWA

CHEMIA

Ćwiczenia laboratoryjne

Ćw. nr 1.

Spoiwa gipsowe

-identyfikacja materiału na podstawie

oznaczenia rodzaju siarczanu wapniowego.

Grupa laboratoryjna nr 10

Podgrupa B

Zespół

39

Jarosław Trojanowski

Wojciech Szymaniak

Rok akademicki 2004/2005

SPIS TREŚCI:

1. PRZEDMIOT BADANIA............................................................................2

2. ZADANIE DO WYKONANIA...................................................................2

3. CEL ĆWICZENIA..........................................................................................3

4. METODA OZNACZENIA...........................................................................3

5. PODZIAŁ I OTRZYMYWANIE SPOIW GIPSOWYCH........................4

6. RODZAJE DECHYDRATACJI ORAZ OBLICZENIE TEORETYCZNEJ ZAWARTOŚCI WODY KRYSTALIZACYJNEJ W GŁÓWNYCH ODMIANACH SIARCZANU WAPNIA............................5

7. DANE I OBLICZENIA DOŚWIADCZALNE..........................................7

8. KLASYFIKACJA BADANEGO SPOIWA. WNIOSKI...........................8

1. PRZEDMIOT BADANIA

Spoiwa gipsowe i anhydrytowe zaliczamy do spoiw powietrznych. Surowcami do ich otrzymywania są skały osadowe pochodzenia chemicznego- gipsy i anhydryty. Powstały one w różnych okresach geologicznych na skutek odparowania wody zawartej w naturalnych zamkniętych zbiornikach wodnych, morzach i jeziorach.

Podczas produkcji spoiw gipsowych surowiec poddawany jest dwustopniowej dehydrytacji.

CaSO₄ * H₂O- dwuwodny siarczan wapnia- surowiec

2. ZADANIE DO WYKONANIA

Dane doświadczalne:

Nr tygielka	Masa tygielka	Masa tygielka z materiałem	Masa tygielka z materiałem po prażeniu	Masa materiału	Ubytek masy
76	61,053	65,226	65,013	4,173	0,213
77	59,570	64,000	63,779	4,430	0,221

Przebieg doświadczenia:

Próbki oznaczanego preparatu umieszczono w ceramicznych tygielkach. Zważono je, a następnie poddano prażeniu. Po tym zabiegu tygielki z materiałem ponownie zważono w celu ustalenia zmiany masy preparatu.

Uwaga: masa tygielka nie zmienia się pod wpływem prażenia.

3. CEL ĆWICZENIA

• Poznanie i praktyczne wykorzystanie podstawowych pojęć i definicji związanych z masą i licznością materii

• Poznanie regół chemicznej analizy wagowej

• Utrwalenie podstaw fizyczno-chemicznych technologi spoiw gipsowych

4. METODA OZNACZENIA

Analiza chemiczna- jest metodą precyzyjnego określenia składu substancji. Substancja ta badana jest w najdrobniejszych detalach przy wykorzystaniu różnych metod.

Istnieją dwa główne typy analizy:

1. Analiza jakościowa

Wykonuje się ją w celu określenia pierwiastków lub grupy pierwiastków wchodzących w skład badanej substancji.

2. Analiza ilościowa

Zajmuje się ona określeniem składu ilościowego lub proporcji w jakiej poszczególne pierwiastki występują w badanej substancji.

W analizie ilościowej kiedy składniki są już znane muszą one być określone za pomocą precyzyjnych urządzeń pomiarowych. Analiza posiada ogromne znaczenie w diagnozie chorób, przygotowaniu lekarstw, kontroli zanieczyszczenia środowiska, badania poziomu kwasowości gleby lub powietrza

5. PODZIAŁ I OTRZYMYWANIE SPOIW GIPSOWYCH

Spoiwa gipsowe dzielimy na:

1. Półwodne (właściwe)

Główny ich składnik to półwodny siarczan wapnia -

CaSO₄ * 1/2H₂O

Są produktem pierwszego stopnia dehydrytacji.

2(CaSO₄ * 2H₂O) = 2CaSO₄ * H₂O + 3H₂O

Dzieli się je ze względu na przeznaczenie do celów budowlanych:

-gips budowlany zwykły

-gips budowlany specjalny

-gipsy ceramiczne

-gipsy medyczne

2. Bezwodne (anhydrytowe)

Główny ich składnik to bezwodny siarczan wapnia - CaSO₄

Są produktem drugiego stopnia dehydrytacji.

Otrzymujemy je na dwa sposoby:

1. Ze skały gipsowej w temperaturze 600- 700oC z dodaniem aktywatora

CaSO₄ * 2H₂O = CaSO₄ + 2H₂O

2. Ze skały anhydrytowej po jej wcześniejszym zmieleniu i wysuszeniu oraz dodaniu aktywatora. Ten rodzaj spoiwa dzielimy na Spoiwo anhydrytowe właściwe Estrichgips - Powstaje przez dodanie do II anhydrytu niewielkiej ilości tlenku wapnia CaO. Wykazuje się mniejszą wodożądnością i większą wytrzymałością mechaniczną.

6. RODZAJE DECHYDRATACJI ORAZ OBLICZENIE TEORETYCZNEJ ZAWARTOŚCI WODY KRYSTALIZACYJNEJ W GŁÓWNYCH ODMIANACH SIARCZANU WAPNIA

Gips dwuwodny poddaje się dwustopniowemu prażeniu (reakcji dehydrytacji):

1 stopień

Powstaje półwodny siarczan wapnia

2 stopień

Powstaje bezwodny siarczan wapnia

• Obliczenie zawartości wody krystalizacyjnej w gipsie dwuwodnym:

> Masa cząsteczkowa poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład dwuwodnego siarczanu wapnia.

Ca= 40,08u

S= 32,06u

O= 16u

H= 1u

> Masa cząsteczkowa tego związku wynosi:

(CaSO₄ * 2H₂O)= [40,08 + 32,06 + 16*4 + 2*(1*2+16)]= 172,14u

> W tym masa wody - 36u

> Z proporcji otrzymujemy:

172,14 - 100%

36,00 - x₁ = > x₁=20,90%

> Zawartość wody krystalizacyjnej w dwuhydracie wynosi 20,9%.

Obliczenie zawartości wody krystalizacyjnej w gipsie półwodnym:

> Masa cząsteczkowa półwodnego siarczanu wapnia wynosi:

2CaSO₄ * H₂O= 290u

> W tym masa wody- 18u

> Z proporcji otrzymujemy:

290 - 100%

18 - x₂ = > x₂=6,20%

> Zawartość wody krystalizacyjnej w półhydracie wynosi 6.2%.

Zawartość wody krystalizacyjnej w anhydrycie wynosi 0%.

7. DANE I OBLICZENIA DOŚWIADCZALNE

> Dla tygielka Nr 83

4,173 - 100%

0,213 - p₁ = > p₁=5,10%

> W preperacie znajdującym się w tygielku nr 83 przed prażeniem znajdowało się 5,1%wody krystalizacyjnej.

> Dla tygielka Nr 84

4,430 - 100%

0,221 - p₂ = > p₂=4,99%

> W preparacie znajdującym się w tygielku nr 84 przed prażeniem znajdowało się 4,99% wody krystalizacyjnej.

8. KLASYFIKACJA BADANEGO SPOIWA. WNIOSKI

Porównując otrzymane wyniki zawartości wody krystalizacyjnej w badanych próbkach z teoretyczną zawartością wody w głównych odmianach siarczanu wapnia można stwierdzić, że są mają one zbliżone wartości:

5,1% ~ 6.2%,

oraz 4,99% ~ 6.2%

WNIOSEK:

Ponieważ 6.2% to procentowa zawartość wody krystalizacyjnej w półhydracie stwierdzono, że otrzymany materiał to PÓŁWODNY SIARCZAN WAPNIA.

UWAGA: Różnice są wynikiem zanieczyszczenia próbek.

2

---