Определение коэффициента вспучивания глин

Некоторые горные породы, в том числе и многие легкоплав­кие глины, при высокотемпературном обжиге в результате выделения различных газов вспучиваются и вследствие этого значительно увеличиваются в объеме. Причины, вызывающие вспучивание горных пород, представляют собой сложный физи­ко-химический процесс, протекающий с различной степенью ин­тенсивности у пород различных месторождений.

Вспученные горные породы в настоящее время используются в строительной технике в качестве легковесных тепло- и звуко­изоляционных материалов, в виде керамзита, вспученного вер­микулита, перлита и др. Керамзит получают при вспучивании легкоплавких глин и используют в качестве керамзитового гра­вия, щебня и песка при изготовлении легких железобетонных конструкций для строительства жилых домов, а также инженер­ных, промышленных и гражданских сооружений.

При выборе легкоплавких глин и определения степени при­годности их для изготовления керамзита последние обжигают при 1010, 1040, 1070, 1100, 1130, 1160, 1190 и 1220 ⁰ С. Определяют вес и объем в высушенном состоянии каждого об­разца, вес и объем в обожженном состоянии и по полученным данным рассчитывают величину объемного веса в высушенном и обожженном состоянии и коэффициент вспучивания.

Коэффициентом вспучивания называется числовой показа­тель, характеризующий степень увеличения объема высушенного об­разца после его обжига при соответствующей температуре, т. е.

K=V₂ / V₁

где V₂ - объем высушенного образца в см³;

V₁- объем обожженного образца при заданной температуре, см³.

О б о р у д о в а н и е и м а т е р и а л ы :

1. Комплект оборудования для приготовления теста нормальной рабочей консистен­ции. 2. Пресс для формования жгутов. 3. Объемомер. 4. Керосин. 5. Технические весы с разновесом. 6. Весы для гидростатического взвешивания с разновесом. 7. Сушильный шкаф с термометром. 8. Муфельные лабораторные печи с термопарами. 9. Шамотный капсель. 10. Молотый антрацит. 11. Фарфоровые или карборун­довые тигли. 12. Штангенциркуль.

Определение веса, объема, объемного веса и коэффициента вспучивания при каждой температуре обжига проводят параллельно на 8 образцах и затем вычисляют среднее арифметическое значение каждой величины.

Чтобы изготовить 8 образцов, для каждого опыта из испытуемой глины готовят тесто нормальной рабочей консистенции и из него на поршневом прессе формуют глиняный жгут диамет­ром 15-16 мм, который затем разрезают на отдельные цилинд­ры высотой 16-20 мм. При отсутствии пресса образцы можно вырезать из раскатанного листа, так же как вырезаются плитки для определения усадки. Полученные образцы подсушивают в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния, каждый высох­ший образец взвешивают, а затем - определяют его объем методом гидростатического взвешивания в керосине или при помощи объемомера, или путем непосредственного измерения штангенциркулем средне­го диаметра и средней высоты.

После этого образцы переносят в шамотный капсель, дно которого предварительно посыпано молотым антрацитом, и каждый образец накрывают опрокинутым фарфоровым или карборундовым тиглем. Капсель с образцами помещают на 3 минуты в предварительно разогретую до 600 ⁰С муфельную печь, а затем тут же переносят в другую печь, предварительно разогретую до заданной рабочей температуры, и обжигают в ней в течение 10 минут. Затем образцы вынимают из печи, охлаждают на воздухе до комнатной температуры, каждый образец взвешива­ют с прежней степенью точности и затем определяют его объем. Из полученных данных для каждого образца рассчитывают ве­личину объемного веса как в сухом, так и в обожженном состоя­нии по формуле:

_о=g/V

где g - вес образца в г;

V - его объем в cм^3.

По приведенной выше формуле определяют коэффициент вспучивания.

Окончательный результат получают как среднее арифметическое из данных испытаний 8 образцов.