آزمون شیمیایی گچ

بروزرسانی: ۵ تیر ۱۳۹۹

فهرست مطالب

اندازه گیری، تجزیه و آزمون شیمیایی گچ

آزمون شیمیایی گچ نوعی روش آزمون برای پی بردن به مخشات گچ است و دارای ۷ مرحله میباشد. جزیه شیمیایی به روش معمول صورت میگیرد. اندازه گیری و تعیین مقدار آب آزاد در سنگ گچ و گچ پخته شده و گچ ساخته شده باید حتما” نمونه گیری را پس از خشک شدن در دمای ۴۵ درجه سلسیوس انجام داد. تعیین مقدار آب تبلور، پس از خشک کردن نمونه در دمای ۴۵ درجه سلسیوس باید در دمای برابر ۳۵۰ درجه سلسیوس انجام شود

امروزه روشهای جدید تجزیه شیمیایی در آزمایشگاه کارخانجات گچ برای اندازه گیری های روتین و آزمون شیمیایی گچ وجود دارد که معمولا” برای اندازه گیری کلسیم و منیزیم از روش تیتراسیون و فلام فتومتر برای تعیین سدیم و پتاسیم و همچنین اتمیک ابزربش برای مشخص کردن سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیم، آهن، آلومینیوم بصورت P_۲O_۵ تعیین میشود. مقدار فلور به روش تیتراسیون و مواد آلی بوسیله اکسید کردن با پرمنگنات پتاسیم و غیره مشخص میشود

در بخش زیر مهمترین آزمایشهای شیمیایی که بر روی سنگ گچ و همچنین گچ پخنه شده برای تعیین مرغوبییت آنها انجام میگیرد شرح داده میشود:

ابتدا مقدار یک گرم از نمونه مورد آزمایش را دقیقا” وزن کرده که قبلا” در دمای ۴۰ درجه سلسیوس خشک شده است در بشری با ظرفیت ۲۵۰ میلی لیتر ریخته و بر روی آن ۳۰ میلی لیتر اسید کلرریدریک (یک قسمت اسید کلرریدریک+یک قسمت آب مقطر) ریخته و ۱۲۰ میلی لیتر آب مقطر به آن اضافه مینمایند که در مجموع ۱۵۰ میلی لیتر مایع در بشر وجود خواهد داشت. این مخلوط را حرارت داده تا بجوشد و مقدار آن به ۵۰ میلی لیتر برسد. مقدار محلول حرارت داده شده و گرم را با صافی نوار قرمز در بالن ۲۵۰ میلی ایتر صافی کرده ، بالن را به دمای ۲۰ سلسیوس خنک کرده و تکام میدهند. این محلول ppm 4000 برای تعیین مقدار Al_۲O_۳ , SO_۳ , MgO , Na_۲O . K_۲O . Fe_۲O3 کافی و مناسب میباشد

آزمون گچ

آزمون شیمیایی گچ شامل مراحل مختلفی است که در ادامه به ترتیب به بررسی هریک از این مراحل خواهیم پرداخت. در حقیق آزمون شیمیایی گچ دارای ۷ مرحله است.

آماده سازی نمونه

۵۰ گرم نمونه را در هاون بکوبید و با الک مش ۱۰۰ (۱۵۰ میکرون) الک کنید. نمونه ی زیر الک را به مدت دو ساعت در آون با دمای ۴۰ تا ۴۲ درجه سلسیوس قرار دهید. سپس برای خنک شدن آن را در دسیکاتور قرار دهید. پس از سرد شدن آن را درون ظرف هوابندی شده جهت انجام آزمون قرار دهید.

آزمایش آب آزاد

حداقل ۵۰ گرم نمونه را با دقت ۰٫۱ گرم وزن کرده و آن را در یک ظرف مناسب ریخته و به صورت یک لایه نازک در می آورید. سپس آن را برای مدت ۲ ساعت در دمای ۴۰ تا ۴۲ درجه سلسیوس در یک آون خشک کرده و در هوای عاری از رطوبت با دسیکاتور خنک کرده و مجددا وزن کنید. افت وزنی برابر است با آب آزاد و درصد آن بر اساس نمونه دریافتی محاسبه می شود.

آزمایش آب ترکیبی

۱ گرم از نمونه ی تهیه شده را داخل یک کروزه ی درب دار ریخته و تا دمای ۲۱۵ الی ۲۳۰ درجه حرارت دهید تا به وزن ثابت برسد. افت وزنی برابر است با مقدار آب ترکیبی که باید به وسیله فرمول زیر بر اساس نمونه دریافتی و به صورت درصد از طریق فرمول زیر گزارش گردد:

برای دیدن فرمول ها کلیک کنید.

آزمایش افت حرارتی

۱ گرم از نمونه تهیه شده را داخل یک کروزه ی درب دار ریخته و تا دمای ۲۸۰ الی ۳۰۰ درجه حرارت دهید تا به وزن ثابت برسد. افت وزنی برابر است با مقدار افت حرارتی که باید به وسیله فرمول زیر بر اساس نمونه دریافتی و به صورت درصد گزارش گردد:

برای دیدن فرمول ها کلیک کنید.

اندازه گیری SiO_۲ و مواد نامحلول

۰٫۵ گرم نمونه را داخل بشر ریخته و روی آن ۲۵ سی سی از مجلول (۱+۵) HCI اضافه کنید. سپس آن را روی حمام بن ماری در دمای ۸۰ درجه قرار دهید. پس از خشک شدن، چند قطره HCI به علاوه ۱۰ سی سی آب مقطر به آن بیفزایید و محلول را تا رسیدن به نقطه جوش حرارت دهید. سپس محلول جوشیده صاف نمایید و روی کاغذ صافی را با آب جوش شستشو دهید. محلول زیر صافی را در یک کپسول چینی بریزید و تا خشک شدن آن را حرارت دهید. ماده ی خشک شده را به مدت ۱ ساعت در کوره با دمای ۱۲۰ درجه قرار دهید.

پس از در آوردن کپسول از کوره، آن را سرد کرده و با HCI آن را به مقدار کافی مرطوب نمایید. سپس به آن ۵ سی سی محلول HCI و ۲۰ سی سی آب مقطر اضافه نمایید و آن را هم بزنید تا محلول یکنواختی حاصل گردد. محلول بدست آمده را بجوشانید و با استفاده از کاغذ صافی اشلس آن را صاف کنید. روی کاغذ صافی را با آب مقطر شستشو دهید. رسوب به دست آمده را با رسوب اولیه در یک بوته چینی قرار دهید و به مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه در کوره تا دمای ۱۱۰۰ درجه حرارت دهید.

اندازه گیری CaO, MgO و SO_۳

۰٫۵ گرم نمونه را در یک بشر ریخته و روی ان ۲۰ سی سی آب مقطر و ۵ سی سی محلول HCI اضافه نمایید. بشر را روی حمام بن ماری در دمای ۸۰ درجه قرار دهید تا خشک شود. پس از خشک شدن چند قطره HCI به ان اضافه نموده و با کاغذ صافی باند متوسط آن را در یک بالن ۲۵۰ سی سی صاف کنید. روی کاغذ صافی را با آب مقطر جوش شستشو دهید. محلول داخل بالن را سرد کرده و به حجم ۲۵۰ سی سی برسانید. از این محلول ۲۵ سی سی برای اندازه گیری CaO و ۲۵ سی سی برای اندازه گیری MgO و ۱۰۰ سی سی برای اندازه گیری SO3 به کار می رود.

CaO

۲۵ سیسی از محلول داخل بالن را برداشته و به ان ۱۵ الی ۲۰ سی سی محلول KOH غلظت ۱۰ درصد و چند قطره معرف کالکن اضافه کنید. سپس محلول حاصل را با EDTA تیتر کنید تا رنگ آبی ظاهر شود. درصد CaO از فرمول زیر محاسبه می گردد:

V x 5.68 = % CaO

که در این فرمول V برابر است با حجم EDTA مصرف شده برای تیتراسیون CaO بر حسب میلی لیتر

MgO

۲۵ سی سی از محلول درون بالن را برداشته و ۷ الی ۱۰ سی سی محلول تامپون و چند قطره معرف اریو کروم بلک تی (C20H13N2NaO5S) به آن بیفزایید. سپس محلول حاصل را با EDTA تیتر کنید تا رنگ آبی ظاهر شود. درصد MgO از فرمول زیر محاسبه می گردد:

V1-V2) x 4.032 = % MgO)

که در آن:

V1= حجم EDTA مصرف شده برای تیتراسیون MgO بر حسب میلی لیتر

V2= حجم EDTA مصرف شده برای تیتراسیون CaO بر حسب میلی لیتر

SO_۳

۱۰۰ سی سی از محلول داخل بالن را برداشته و در یم بشر ۲۵۰ سی سی بریزید و آن را به حجم ۲۵۰ سی سی برسانید. سپس بشر را حرارت داده تا به حجم ۲۰۰ الی ۲۲۵ سی سی برسد. در حین جوش به آن ۱۰ سی سی محلول BaCl2 10 درصد بیفزایید. روی بشر یک شیشه قرار داده و بشر را روی حمام بن ماری به مدت ۲۴ ساعت هضم داغ نمایید.

محلول را با استفاده از کاغذ صافی باند ریز صاف کرده و رسوب روی صافی را به همراه صافی در یک بوته ی چینی ریخته و روی شعله بسوزانید. سپس بوته را داخل کوره با دمای ۸۴۰ درجه به مدت ۱۵ تا ۲۰ دقیقه قرار دهید. پس از خروج از کوره، بوته را به دسیکاتور انتقال دهید تا سرد شود و رسوب آن را وزن نمایید. درصد SO_۳ از فرمول زیر محاسبه می گردد:

۱۷۱٫۴۸۵ x وزن رسوب = %SO_۳

روش دیگر اندازه گیری SO_۳

سولفات کلسیم در حضور اسید کلریدریک تجزیه می شود. در این روش سولفات به وسیله کلرو باریم BaCl2 از یک محلول اسیدی گچ، بصورت سولفات باریم رسوب داده می شود. سپس صلف و وزن شده و SO3 معادل در آن به روش وزن سنجی محاسبه می شود.

برای این کار ابتدا ۰٫۵ گرم از نمونه از ظرف هوابندی شده در مرحله قبل را برداشته و در یک بشر ۲۵۰ میلی لیتری بریزید و با ۳۰ میلی لیتر اسید کلریدریک ۲ مولار (۱:۱) و ۱۵۰ میلی لیتر اب مقطر، به مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه بجوشانید. سپس محتویات بشر را با استفاده کاغذ صافی باند قرمز، در یک بشر ۲۵۰ یا ۴۰۰ میلی لیتری صاف کنید و باقیمانده روی کاغذ صافی را با آب مقطر گزم بشویید.

محلول زیر صافی را بجوشانید و در حال هم زدن، به ان ۲۵ میلی لیتر کلرید باریم ۱۰ درصد گرم شده اضافه کنید تا تری اکسید گوگرد رسوب کند. محلول کلرید باریم باید حداقل یک روز قبل از استفاده تهیه شده باشد. مجموعه را به جوش آورده و آن را برای مدت حداقل ۱۲ ساعت کنار بگذارید (هضم داغ). سپس محلول را با استفاده از کاغذ صافی باند قرمز صاف کنید و با آب مقطر داغ بشویید تا عاری از کلرید شود.

می توان کمی از محلول زیر صافی را برای آزمایش یون کلراید جمع کرده و با اضافه کردن چند قطره محلول AgNO3 0.1N به آن از عاری بودن یون کلراید مطمئن شد. یک رسوب سفید نشانگر آن است که رسوب به شستشوی بیشتری نیاز دارد. باقیمانده روی کاغذ صافی را به یک بوته منتقل کرده و به آرامی بسوزانید تا خاکستر شود و به رنگ سفید درآید. سپس بوته ی حاوی رسوب سوزانده شده را در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس قرار دهید تا به وزن ثابت برسد.

آنگاه بوته را از کوره به دسیکاتور منتقل کرده تا سرد شود و پس از سرد شدن آن را وزن کنید. رسوب بدست امده سولفات باریم می باشد که از روی آن و توسط فرمول زیر مقدار سولفات بر حسب تری اکسید گوگرد محاسبه می گردد:

SO_۳ = (BaSO_۴ x 0.343 x 100)/m %

m همان وزن نمونه بر حسب گرم است و با توجه به اینکه m=0.5gr می باشد، درصد تری اکسید گوگرد از فرمول زیر بدست می آید:

SO_۳ = BaSO_۴ x 68.6 %

سولفات کلسیم معادل نیز برحسب درصد از فرمول زیر محاسبه می شود:

CaSO_۴ = SO_۳ x 1.7 %

آزمایش اندازه گیری Na_۲O

اندازه گیری Na_۲O موجود در نمونه گچی نیز یکی از مباحث مهم در آزمون شیمیایی گچ است. برای انجام این آزمایش به روش زیر عمل می‌کنیم.

۱ گرم از نمونه را در یک بشر ۲۵۰ سی سی بریزید و ان را به حجم ۲۰۰ سی سی برسانید. بشر را حرارت داده تا به حجم ۱۵۰ سی سی برسد. محلول داخل بشر را توسط کاغذ صافی باند متوسط در یک ارلن ۲۵۰ سی سی صاف نموده و روی صافی را با آب مقطر جوش شستشو دهید.

به محلول زیر صافی حدود ۴ الی ۵ قطره کرومات پتاسیم اضافه نموده و توسط نیترات نقره N 0.05 آن را تا ظاهر شدن رنگ آجری (زرد کثیف) تیتر نمائید. درصد Na2O از فرمول زیر محاسبه می گردد:

Na2O = 0.152 x VAgNO3.Na2O %

که در آن

VAgNO3.Na2O: حجم نیترات نقره مصرف شده تا ظهور رنگ اجری بر حسب میلی لیتر

آزمایش و فرآیند تعیین غلظت نرمال گچ ساختمانی و اندودهای گچی

این آزمایش روشی است جهت تعیین غلظت نرمال گچ ساختمانی و اندودهای گچی آماده شده. این آزمایش حد و میزان پخش شدن مخلوط آب و گچ را که بصورت تقریبا” مایع شده اند، معین می‌کند.

لذا مقدار گچ را در ظرفی که حاوی ۵۰۰ میلی لیتر آب است در زمان ۳۰ ثانیه ریخته و مخلوط را ۶۰ ثانیه آرام در مکانی قرار می‌دهند. سپس این مخلوط را به مدت ۳۰ ثانیه بهم زده و مجددا” ۳۰ ثانیه آرام در جایی نگهداری می‌نمایند و بار دیگر ۳۰ ثانیه مخلوط می‌کنند.

پس از انجام عملیات فوق، مخلوط را در قالب مخروطی شکل که ارتفاع آن ۴۰ میلیمتر و دهانه بالایی مخروط ۶۵ و کف آن ۷۵ میلیمتر میباشد و در روی شیشه قرار گرفته میریزند بطوریکه کاملا” در قالب پر شده و سطح آن را توسط کاردکی صاف مینمایند. سپس قالب را بطور عمود برداشته طوریکه مخلوط آب و گچ در روی صفحه شیشه ای پخش گردد.

با اندازه گیری قطر مخلوط پخش شده که باید در حدود ۱۵۰ الی ۲۱۰ میلیمتر باشد اندازه گیری میشود. در صورتیکه این اندازه قطر حاصل نگردد ، کوچکتر یا بزرگتر باشد مجددا” با کم یا زیاد کردن مقدار گچ باید به این اندازه برسند. در نتیجه مقدار گچ ریخته شده در ظرف آب را محاسبه و طبق معادله زیر محاسبه میشود.