Лабораторна робота №1
Тема: Визначення вмісту глиняної складової формувального піску
Мета роботи: Визначити вміст глиняної складової формувального піску методом відмулювання і визначити клас піску
Загальні відомості
Найбільш важливою природною властивістю формувального піску, від якої залежать його технологічні властивості, є зерновий склад. Сукупність часток, які за розмірами попадають в один інтервал, називається фракцією піску. Фракція за розмірами часток у поперечнику менше 0,02 (0,022)мм, незалежно від хімічного складу, називається глинистою складовою.
В залежності від вмісту глинистої складової формувальні піски поділяються на кварцові, пісні і жирні. Кварцові піски містять не більше 2% глинистої складової. Піски, які містять більше 50% глинистих складових, належать до категорії глин.
Визначення глинистих складових проводиться відмулюванням у скляних банках нормальним або прискореним способами.
В основу процесу відмулювання глинистих складових покладений закон швидкості падіння твердих часток у рідкому середовищу.
Для визначення глинистої складової використовується прилад моделі 021 (рисунок 1) Усманського механічного заводу. Прилад являє собою станину, на якій закріплюється електромотор. Електромотор приводить до обертання валик. На кінцях валика посаджені намертво дві хрестовини, на яких закріплено чотири чашки. Дві чашки на кожній з хрестовин закріплені твердо, а дві інші – рухомо. Відкручуванням стопорного гвинта визволяється стрижень, на якому закріплена рухома чашка.
Чашка служить для закріплення між ними скляних банок, в яких розташовуються проби. Швидкість обертання хрестовини дорівнює 60 об/хв.
Відповідно до ГОСТ 2138-91 формувальні піски залежновід масової частки глинястої складової поділяють на кварцові (К), пісні (П) та жирні (Ж). Кварцові піски містять до 2,0, пісні - від 2,0 до 12,0, жирні - від 12,0 до 50,0% глиняної складової.
Кварцові та пісні формувальні піски поділяють на групи залежно від масової частки глинястої складової, діоксиду кремнію, коефіцієнту однорідності та середнього розміру зерна, жирні - від границі міцності при стиску у вологому стані та середнього розміру зерна. Класифікацію формувальник пісків наведено у таблиці 1.
Таблиця 1 – Класифікація формувальних пісків
| Клас формувальних пісків | Параметри | |||||
| група | Масова частка глиняної складової, %, не більш | Масова частка діоксиду кремнію, % не менш | Коефіцієнт однорідності, % | Середній розмір зерна, мм | Межа міцності при стиску, МПа | |
| КВАРЦОВІ | 0,2 0,5 1,0 1,5 2,0 | - | - | - | - | |
| К1 К2 К3 К4 К5 | - | 99,0 98,0 97,0 95,0 93,0 | - | - | - | |
| О1 О2 О3 О4 О5 | - | - | >80,0 70,1-80,0 60,1-70,0 50,1-60,0 <50,0 | - | - | |
| - | - | - | <0,14 0,14-0,18 0,19-0,23 0,24-0,28 >0,28 | - | ||
| ПІСНІ | 4,0 8,0 12,0 | - | - | - | - | |
| П1 П2 П3 | - | 96,0 93,0 90,0 | - | - | - | |
| О1 О2 О3 О4 О5 | - | - | >80,0 70,1-80,0 60,1-70,0 50,1-60,0 <50,0 | - | - | |
| - | - | - | <0,14 0,14-0,18 0,19-0,23 0,24-0,28 >0,28 | - | ||
| ЖИРНІ | Ж1 Ж2 Ж3 | - | - | - | - | >0,08 0,05-0,08 <0,05 |
| - | - | - | <0,14 0,14-0,18 0,19-0,23 0,24-0,28 >0,28 | - |
Крім того кварцові піски поділяють за масовою часткою вологи (сухі, зволожені та вологі), концентрації водневих іонів водної витяжки (кислі, нейтральні та лужні), масової частки шкідливих домішок ( дуже низьке, низьке, середнє, високе та дуже високе) й форми зерен кварцу (кругла, напівкругла та кутаста). Кварцові та пісні піски ділять також на групи з теоретичної питомої поверхні (високе, середня та низька) та газопроникності (дуже висока, висока, середня, низька та дуже низька).
Позначення марок кварцових і пісних пісків складається з позначень груп з масової частки глинястої складової, масової частки діоксиду кремнію, коефіцієнту однорідності та середнього розміру зерна.
Позначення марок жирних пісків складається з позначень груп з границі міцності при стиску у вологому стані та середнього розміру зерна.
Метод визначення глинястих частинок засновано на відділенні їх від піщаної основи з урахуванням масової частки органічних вкраплень у пісках. Кількість глинястої складової у піску визначають двома методами (нормальним або прискореним) за двома зразками однієї й тієї ж проби формувального піску (ГОСТ 29234.1-91).
Порядок виконання роботи
Визначення глинистої складової проводиться нормальним і прискореним методами. Для визначення глинистої складової проводять відмулювання двох зразків. За показник приймають середнє арифметичне значення двох результатів. У випадку, якщо розбіжність між результатами цих випробувань перевищує для кварцових і пісних пісків 10%, а для жирних – 8% , то випробування повторюють на нових зразках.
Нормальний метод визначення глинистої складової застосовують при проведенні досліджень і арбітражних суперечках. Прискореним методом дуже часто здійснюють поточний контроль якості пісків.