Практические работы по материаловедению

Практическая работа № 1

Распознавание белых пигментов

Цель: Изучить физико-химические свойства природного белого пигмента- мела

Оборудование: Мел, вода, оксид железа, соляная кислота, лабораторная посуда

Ход работы:

1. Изучить физические свойства мела

2. особенности хранения мела;

3. Охарактеризовать марки мела;

4. Осуществить химическую реакцию по распознаванию мела;

5. Выяснить , как используется мел в малярных работах.

1. Мел: мягкий, белый, легко измельчается, при перемешивании с водой образует суспензию, светостоек, влажность молотого мела должна быть 2%, комового - 12%.

2. Мел хранят в упакованном виде в закрытых помещениях.

3. Тонкопомолотый мел (1,3-6%)- применяется в малярных работах - ММ1, ММ2, ММ3.

Комовый мел- используется в строительстве- МК1, МК2, МК3.

Молотый обогащенный мел - ММО, ММОР, ММС1

4. СаСО_{3 +} НСl  СаCl₂ + Н₂О + СО₂

5. Из мела изготавливают грунтовки, пасты, замазки, шпатлевки, водные окрасочные составы, меловую пасту

Практическая работа № 2

Гашение извести

Цель: Научиться гасить известь, чтобы использовать ее в малярных работах

Оборудование: лабораторная посуда, быстрогасящаяся известь, резиновые перчатки, маска-распиратор, защитные очки, вода

Ход работы:

1. Описать физические свойства извести;

2. Изучить инструкцию по технике безопасности при гашении извести;

3. Произвести гашение извести;

4. Выяснить , где применяется гашеная известь.

Ход работы:

1. Известь - белый порошок, состоящий из СаО и МgО. Известь легко измельчается, при перемешивании с водой образует суспензию, светостойкая.

2. Брызги при гашении извести при попадании на кожу могут вызвать ожоги. Мельчайшие частицы известковой пыли вредно действуют на слизистые оболочки и дыхательные органы. Поэтому при работе с известью необходимо использовать резиновые перчатки, маску-распиратор и защитные очки.

3. если при гашении извести мы к извести добавляем мало воды и медленно помешиваем. Получается порошок гидратной извести. Из него изготавливают сухие известковые краски для окраски фасадов.

Если при гашении извести мы добавим много воды, то происходит карбонизация извести- процесс, прир котором под воздействием углекислого газа воздуха и влаги извести образуется углекислый кальций, протекает медленно.

4. Гашеная известь применяется в качестве пигмента в малярных работах и как связующее при приготовлении шпатлевок, колеров, паст , мастик.

Практическая работа № 3

Изготовление растительного клейстера

Цель: научиться изготавливать крахмальный клейстер для малярных работ.

Оборудование: лабораторная посуда, вода, крахмал 2-го сорта.

Ход работы:

1. Изучить физические свойства крахмала;

2. Выяснить, какие виды крахмала существуют;

3. Изготовить крахмальный клейстер из картофельного крахмала.

4. Произвести химическую реакцию распознавания крахмала в клейстере

Ход работы:

1. Физические свойства крахмала: белый, тонкий, хрустящий порошок, растворим в воде.

2. Виды крахмала: картофельный, маисовый, кукурузный, пшеничный, рисовый и другие.

3. Для того, чтобы в крахмальном клейстере не было комков, его предварительно замачивают и растирают в холодной воде. Затем заваривают крахмал кипятком постоянно помешивая и кипятят получившуюся смесь в течение 2-3 мин. Должна получиться сметанообразная вязкая субстанция.

4. Для распознавания крахмала на него можно капнуть раствором йода. При этом крахмал окрасится в синий, черно-синий или фиолетово-синий цвет.

Для малярных работ используют крахмал второго сорта.

Практическая работа № 1.

Химическая коррозия металлов

Цель: изучить процесс химической коррозии металлов.

Оборудование: металлы: медь Сu, Al, Mg,Zn, нефть и нефтепродукты, спирт и лабораторная посуда.

Ход работы:

1. Выяснить, что представляет собой процесс коррозии металлов;

2. Определить отличия химической коррозии от электрохимической;

3. Осуществить в лабораторных условиях реакции взаимодействия разных металлов с нефтью, нефтепродуктами и спиртом при высокой температуре.

4. способы защиты металла от коррозии.

Ход работы:

1. коррозия металлов- процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы переходят в окисленное состояние и теряют присущие им свойства.

2. Отличительные черты химической коррозии от электрохимической коррозии

Химическая коррозия

Электрохимическая коррозия

Разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами О₂, SО₂ или с органическими жидкостями- нефтепродуктами, спиртами

Разрушение металлов в воде или водных условиях

3. Сu, Al, Mg,Zn + спирт 

Мет + бензин(керосин) 

Мет + нефть 

3. способы защиты металлов от коррозии:

1. нанесение на поверхность водонепроницаемых неметаллических покрытий - битумных, масляных и эмалевых красок;

2. Покрытие слоем более коррозионностойкого металла - никилирование, оцинковка, хромирование.

3. Легирование.

Практическая работа № 3

Приготовление бетонной смеси

Цель: научиться изготавливать бетонную смесь

Оборудование: лабораторная посуда, цемент, вода, песок, щебень

Ход работы:

1. Изучить свойства бетонной смеси ( в виде таблицы)

2. приготовление бетонной смеси

3. Сделать вывод о подборе состава бетонной смеси

Ход работы:

Название свойства бетонной смеси

Описание свойства бетонной смеси

Пластичность

Сохранение деформации после снятия нагрузки

Тиксотропия

Способность разжижаться при периодических механических воздействиях( например вибрации) и вновь загустевать при прекращении воздействия

Удобоукладываемость

Свойство легко укладываться в форму и уплотняться не расслаиваясь в процессе укладки

Подвижность

Величина осадки бетонной смеси

Жесткость

Время вибрации, в течение которого свежеприготовленный бетонный образец займет горизонтальное положение в форме, заполнив все ее углы

Связность

Способность бетонной смеси не расслаиваться, т.е. не разделяться на отдельные компоненты при транспортировке и укладке

2. Приготовление бетонной смеси:

В/Ц - цементно-водное отношение. Увеличивая/уменьшая Ц/В можно увеличить/уменьшить подвижность бетонной смеси.

Запишем состав бетонной смеси в виде соотношения компонентов бетона в частях по массе или по объему, при этом количество цемента принимается за 1; например: состав бетонной смеси 1:2:4 при В/Ц=0,7, означает, что на одну часть цемента берется 0,7 части воды, 2 части песка и 4 части крупного заполнителя( щебня)

3. Выводы: Состав бетонной смеси должен быть таков, чтобы и бетонная смесь и затвердевший бетон имели требуемые свойства (удобоукладываемость, прочность, морозостойкость), а стоимость бетона была возможно более низкой.

Практическая работа № 1.

Изучение свойств грубообработанных природных материалов - песка, гравия, щебня.

Цель: изучить свойства песка, гравия и щебня и особенности их использования в строительстве.

Ход работы:

1. Изучить физические свойства песка, гравия и щебня;

2. Выяснить химический состав песка;

3. Определить, какие виды песка, гравия и щебня используются в строительстве.

Ход работы :

1. Физические свойства песка:

2. Природный песок- рыхлая смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм. Объемная масса1300-1500 кг/м3. По происхождению различают пески: горные( овражные), речные и морские. Недостаток горных песков - содержат глину, достоинство - имеют угловатую форму и шероховатую поверхность, т.е. хорошо сцепливаются. Речные и морские пески мелкие и имеют округлую форму.

3. Гравий- окатанные зерна размером от 5 до 150 мм, получают из рыхлых пород просеиванием. Фракции щебня и гравия одинаковые : 5-10, 10-20, 20-40, 40-70, 70-150 мм. Могут содержаться примеси: пылеватые, глинистые и илистые.

4. Щебень - куски камня неправильной формы размером от 5 до 150 мм, получают путем дробления горных пород, крупных фракций гравия и плотных металлургических сплавов.

2. Химический состав песка : зерна кварца SiО₂ с примесями полевого шпата, слюды, известняка.

4. В строительстве используют песок:

   • в строительных растворах - крупность1,2-2, 5 мм, в бетонах 2-5 мм

   • для штукатурных отделочных растворов - крупность не более 1, 25 мм.

В строительстве применяют щебень и гравий крупнодисперсных фракций 70-150 мм. Глина в виде комков в щебне и гравии не допускается. Для высокомарочных бетонов применяют щебень из плотных известняков, гранита, базальта.