Технология стеновых материалов. Методические указания

- менее 0,001 мм - около 30 с.

Таблица 2

П р и м е ч а н и е - Плотность глины принимают равной 2650 кг/м3.

Каждую пробу переносят в высушенный и взвешенный бюкс, высушивают до

постоянной массы при температуре от 105 °С до 110 °С и взвешивают.

21

1.6.3 Обработка полученных результатов и выводы

Содержание фракции определяемой крупности материала вычисляют по фор-

муле

где m1 - масса высушенной пробы суспензии, г;

0,006 - масса диспергатора, г;

V - объем суспензии в цилиндре, см3; V1 - объем суспензии в пипетке , см3; m - масса сухой навески пробы, г.

Содержание отдельных фракций в исследуемой суспензии представлено в

таблице 3.

Таблица 3

Содержание фракций в зависимости от размеров фракции указано в таблице 4.

22

Таблица 4

Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 3 %; в противном случае определение повторяют.

По степени дисперсности глинистого сырья делают вывод о принадлежности его к определенной группе сырья, учитывая, что при содержании частиц размерами менее 0,005 мм (глинистых), %, глинистые породы подразделяются на:

глины - более 25; суглинки - от 12 до 25;

супеси – от 3 до 12;

пески - менее 3.

1.7 Определение содержания крупнозернистых включений

К крупнозернистым включениям относят частицы размером более 0,5 мм. Метод основан на количественном распределении зерен по крупности рассе-

вом на ситах с последующей оценкой их вещественного состава [14].

1.7.1 Материалы и оборудование

Весы лабораторные. Шкаф сушильный. Эксикатор.

Чашки выпарительные.

Набор сит с сетками № № 05; 1; 2; 3 и 5.

Ёмкость для замачивания глины. Линейка металлическая длиной 100 мм.

23

Объектив градуированный. Лупа бинокулярная МБС-1.

Микроскоп МИН-8 или МИН-10.

Кислота соляная, разбавленная 1:10.

1.7.2 Проведение анализа

От пробы глины отбирают навеску массой 1 или 2 кг с погрешностью до 1 г, помещают в емкость для замачивания и приливают воду в объеме в 3 или 4 раза превышающем объем глины. Массу перемешивают и оставляют на 1 ч. Если за это время глина не распустилась, ее оставляют в воде не менее чем на 24 ч. Затем суспензию перемешивают деревянной лопаткой и пропускают через сито № 05. Сито с остатком промывают проточной водой под краном до тех пор, пока вода, прошедшая через сито, не станет прозрачной.

Остаток на сите смывают водой из промывалки в чистые сухие и предварительно взвешенные выпарительные чашки и сушат в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре от 105 °С до 110°С, затем охлаждают и взвешивают. Остаток на сите № 05 взвешивают, затем просеивают на ситах с сетками № 05;1; 2; 3 и 5 и остатки на каждом сите взвешивают. Далее в каждом остатке визуально определяют наличие включений, их вещественный состав и размер зерен.

Кварц, кальцит, гипс определяют по твердости, блеску и спайности.

Пирит, марказит, сидерит и гидроксиды железа определяют по цвету, металлическому блеску и бурому ореолу в природном состоянии или после травления кислотой. Растительные остатки определяют по цвету и внешнему виду. Карбонаты кальция определяют по выделению углекислого газа при обработке соляной кислотой.

Размер зерен измеряют металлической линейкой или градуированным объективом.

Допускается определять вещественный состав зерен под бинокулярной лупой или микроскопом.

24

1.7.3 Обработка полученных результатов и выводы

Массовую долю крупнозернистых включений X на каждом сите вычисляют по формуле:

где m1- масса чашки с сухим остатком, г; m2 - масса чашки, г;

m - масса исходной сухой навески, г.

Расхождение между результатами двух параллельных определений не должно превышать 2 % при содержании крупнозернистых включений более 10 % и 1 % при содержании менее 10 %. В противном случае определение повторяют.

По количеству и виду примесей (частицы размером более 0,5 мм) делают вы-

воды об их влиянии на свойства керамического черепка.

1.8 Определение воздушной усадки и чувствительности глин к сушке

В процессе сушки изделий, отформованных из глины или керамической мас-

сы, они дают усадку вследствие сжатия (сближения) частичек глины капиллярными силами. При этом в сырце возникают внутренние напряжения, которые при значи-

тельной их величине и малой прочности при растяжении сырца могут вызвать появ-

ление трещин и даже разрушение последнего. Способность сырца противостоять без образования трещин и деформаций внутренним напряжениям характеризует чувст-

вительность глин к сушке.

Усадка изделий происходит до тех пор, пока частицы не придут во взаимное соприкосновение, которое сопровождается трением между ними. Когда трение дос-

тигает такой величины, которая превосходит силы поверхностного натяжения влаги

(действие капиллярных сил), дальнейшая усадка прекратится, хотя в глине удержи-

вается некоторое количество воды, условно соответствующее критической влажно-

сти материала.

25

1.8.1 Материалы и оборудование

Форма металлическая.

Сито №1.

Шкаф сушильный.

Весы технические с разновесами.

Штангенциркуль.

Шпатель металлический.

Исследуемая глина.

Керосин.

1.8.2 Определение воздушной усадки

Воздушную линейную усадку определяют по изменению линейных размеров образцов при сушке. Определение проводят на плиточках размером 50×50×5 мм при пластическом формовании и на кубиках размером 50×50×50 мм – при полусухом прессовании. При полусухом прессовании возможно изготовление образцов-

цилиндров диаметром и высотой равными 50 мм. В обоих случаях образцы готовят из глины формовочной влажности, соответствующей принятой технологии формо-

вания.

Для производства замера на отформованных образцах по двум диагоналям на-

носят метки на расстоянии 50 мм (смотри рисунок 1). Определение проводят на 5

образцах.

Рисунок 1 - Нанесение меток на образце

Сушку образцов проводят в естественных условиях, устанавливая их на ребро на стекле, покрытом тонкой бумагой или на деревянных полочках до постоянной

26

массы. Результаты испытаний заносят в таблицу 5.

1.8.3 Определение коэффициента чувствительности гл ин к сушке

Коэффициент чувствительности глин к сушке может быть определен по нескольким методикам. Следует отметить, что все они дают приближенные р е-

зультаты.

Таблица 5

Достаточно проста методика, предложенная Носовой З.А. [15]. При этом определение проводится на образцах, отформованных из массы с нормальной формовочной влажностью, размером 60×15×30 мм и массой не более 40 г. Ис-

пытание проводят не менее чем на 5 образцах.

Образец взвешивается на технических весах с точностью до 0,01 г неп о-

средственно после формования, а затем после естественной сушки до постоян-

ной массы.

Объем свежеотформованного и воздушно – сухого образцов определяют гид-

ростатическим взвешиванием в керосине или по результатам замера образцов штан-

генциркулем до и после сушки. Результаты замеров заносят в таблицу 6.

При использовании метода Чижского А.Ф. определение проводят на трех об-

разцах размером 100×100×10 мм, отформованных из глин формовочной влажности.

Для измерения воздушной усадки на свежеотформованные плитки острыми ножка-

ми штангенциркуля наносят метки по диагоналям через 100 мм. Узкие грани плиток

27

смазывают машинным маслом для предотвращения появления краевых и середин-

ных трещин в период сушки.

Таблица 6

Продолжение таблицы 6

Образцы взвешивают с точностью до 0,5 г и укладывают на стекло, смазанное маслом. В процессе сушки на воздухе при температуре около 20 ºС через интервалы времени от 3 до 4 ч плитки взвешивают и штангенциркулем измеряют расстояние между метками с точностью до 0,1 мм. Величину усадки, в мм, берут как среднее двух измерений. Влажность образца, при которой прекращается усадка, является критической.

Результаты замеров заносятся в таблицу 7.

28

Таблица 7

1.8.4 Обработка полученных результатов и выводы

Расчет величины воздушной линейной усадки производят по формуле

где l1 - расстояние между метками у свежеотформованных образцов до сушки, мм;

l1 - расстояние между метками у образцов после сушки, мм.

Величина относительной линейной воздушной усадки, как правило, находится в пределах от 2 % до 8 %; для глин средней пластичности - от 6 % до 7 %. При бо-

лее высоких значениях глину следует отощать добавками, снижающими величину усадки.

При определении коэффициента чувствительности глин к сушке по методу Носовой З.З. его значение рассчитывают по формуле

где Vо – объем образца после формования, см3;

V - объем образца в воздушно-сухом состоянии, см3;

29

m0 – масса свежесформованного образца, г;

m – масса образца в воздушно-сухом состоянии, г.

По величине Кч НИИстройкерамика классифицирует глины на три класса:

малочувствительные - Кч менее 1; среднечувствительные - Кч от 1 до 1,5; высоко-

чувствительные - Кч более 1,5.

При определении коэффициента чувствительности глин к сушке по методу Чижского А.Ф. вычисление Кч можно проводить двумя способами – графическим и методом математической статистики.

Графический метод более прост и нагляден. Сущность его сводится к тому,

что по массам образцов m1, m2, m3, ….mn, предварительно определенным через ин-

тервалы времени от 3 до 4 ч до достижения образцами постоянной массы в воздуш-

но-сухих условиях, рассчитывают величины абсолютных влажностей.

где W1 – влажность свежеотформованного образца, равная начальной влаж-

ности (W1=Wн), %;

W2, W3 и т.д. – влажность образцов после каждого последующего периода измерения, %;

mn – масса абсолютно сухого образца, г;

n – количество определений (желательно от 6 до 8).

30