Порядок выполнения работы. Тема: Определение зернового состава песка
Лабораторная работа №1
Тема: Определение зернового состава песка
Цель проведения: практическое занятие проводится с целью закрепления знаний, формирования умений и навыков определения класса песка, группы и категории.
Теоретическая часть
Основной частью формовочных песков являются зерна кварца. Кроме них в состав песков входят глинистые составляющие (не >50%). В соответствии с ГОСТ 2138-84 формовочные пески делят на обогащенные и природные (необогащенные). Обогащенные пески подразделяют на классы Об1К, Об2К, Об3К в зависимости от содержания кремнезема и вредных примесей. Природные формовочные пески в зависимости от содержания глинистой составляющей делят на кварцевые К, тощие Т, полужирные П, жирныеЖ и очень жирные ОЖ. Кварцевые пески в свою очередь подразделяют на классы в зависимости от содержания кремнезема и вредных примесей: 1К, 2К, 3К, 4К.
Зерновой состав песка определяют с помощью ситового анализа – рассева песка через набор стандартных сит. Основной фракцией песка считается наибольшая сумма остатков просеянного песка на трех смежных ситах, выраженная в массовых частях. Установлен следующий набор сит:
| Номер сита | 2,5 | 1,6 | ||||
| Размер стороны ячейки, мм | 2,5 | 1,0 | 1,60 | 0,630 | 0,4 | 0,315 |
| Номер сита | поддон | |||||
| Размер ячейки, мм | 0,250 | 0,160 | 0,1 | 0,063 | 0,05 |
Если на трех смежных ситах находится на менее 70% массы зерен, то пески называют с сосредоточенной зерновой структурой, если не менее 60% - то с рассредоточенной.
Кварцевые пески с рассредоточенной зерновой структурой делят накрупные(КРК), средние (КРС), мелкие (КРМ) и с общей рассредоточенностью (КРО).
В зависимости от величины остатка основной фракции на двух крайних ситах формовочные пески делят на две категории: А – больший остаток на крайнем верхнем сите, Б – больший остаток на крайнем нижнем сите из трех смежных.
Обозначение марки формовочного кварцевого песка с сосредоточенной структурой состоит из обозначения класса, номера среднего сита основной фракции и категории.
Например, марка песка 1К0315А: класс 1К, основная фракция расположение на ситах 04, 0315, 02. Большая масса песка на сите 04.
Марка 3КРО означает, что это кварцевый песок с рассредоточенной зерновой структурой класса 3К.
Марка КРСА означает класс 1К с рассредоточенной структурой и средним размером зерна, остаток на сите 0315 больше, чем на сите 016(надо воспользоваться табличными данными ГОСТа).
Зерновой состав песчаной основы определяют с помощью ситового анализа. Предварительно требуется провести операции отмучивания когда удаляется глинистая составляющая песка и определяется процентное содержание глинистой составляющей.
Имеется два метода: нормальный и ускоренный ГОСТ 23409.18-78.
Ый метод-НОРМАЛЬНЫЙ
Берут навеску песка массой 50г и высыпают в сосуд емкостью 1000 мл и диаметром 90-100 мм, добавляют 475 см3 воды нормальной температуры и 25 см3 1% раствора NaOH. Сосуд плотно закрывают резиновой пробкой и закрепляют на установке для взбалтывания в течении 1 часа при частоте вращения 60±5 мин-1, счищают после остановки с крышки приставшие зерна песка, доливают водой до отметки 150 мм, содержимое взбалтывают и отстаивают 10 минут. Воду сливают при помощи сифонной трубки Ø 6-9 мм, введенной в сосуд на глубину 125 мм, нижний конец трубки должен находиться на расстоянии 12-13 мм от поверхности осевшего песка. Операции долива воды, взмучивания, отстаивания 10 минут и сливания сифоном повторяют два раза. Затем в сосуд снова наливают воду до 150 мм, взмучивают, выдерживают 5 минут и сливают сифоном и так повторяют до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Оставшийся песок высушивают в фарфоровой чашечке в сушильном шкафу при t=105-110ºC до постоянной массы. Затем песок взвешивают с точностью до 0,01 г.
Массовую долю глинистой составляющей определяют по формуле:
m – масса песка до отмучивания, г
m1 – масса высушенного песка после удаления глинистой составляющей, г.
Ой метод-УСКОРЕННЫЙ
Навеску песка 20 г помещают в сосуд для кипячения, наливают в него 300 см3 воды и кипятят в течение 5 мин. Затем содержимое сосуда взбалтывают 10 мин., предварительно добавив 200 см3 воды. Последующие операции отделения глинистой составляющей аналогичны нормальному методу. Ситовой анализ – рассеивание на ситах навесок высушенного после отмучивания песка (начальная навеска 50 и 20 г). Сначала проверяют чистоту и комплектность сит. Под самое нижнее сито №005 ставят поддон. На верхнее сито №2,5 насыпают испытуемый песок, стопку сит покрывают крышкой и закрепляют на приборе. Включают двигатель на 15 мин. остатки песка на каждом из сит тщательно счищают кисточкой на глянцевую бумагу и взвешивают с точностью до 0,01 г. Определяют марку песка.
Порядок выполнения работы.
Лабораторная работа рассчитана на 2 часа.
Работу проводят ускоренным и нормальным методом. Группа делится на две подгруппы. Первая подгруппа выполняет работу нормальным методом, вторая подгруппа – ускоренным.
Ая подгруппа.
1.Сделать навеску песка, равной 50 граммов.
2.Высыпать в сосуд емкостью 1000 мл и диаметром 90-100 мм.
3.Добавить 475 см3 воды нормальной температуры и 25 см3 1% раствора NaOH.
4.Сосуд плотно закрыть резиновой пробкой и закрепить на установке для взбалтывания
5.В течении 1 часа сосуд должен вращаться на установке при частоте вращения 60±5 мин-1
6.После остановки с крышки счищают приставшие зерна песка, доливают водой до отметки 150 мм, содержимое взбалтывают и отстаивают 10 минут.
7.Воду сливают при помощи сифонной трубки Ø 6-9 мм, введенной в сосуд на глубину 125 мм, нижний конец трубки должен находиться на расстоянии 12-13 мм от поверхности осевшего песка.
8.Операции долива воды, взмучивания, отстаивания 10 минут и сливания сифоном повторить два раза.
9.Затем в сосуд снова налить воды до 150 мм, провести взмучивание, выдержать 5 минут и слить сифоном и так повторять до тех пор, пока вода не станет прозрачной.
10.Оставшийся песок высушить в фарфоровой чашечке в сушильном шкафу при t=105-110ºC до постоянной массы.
11.Песок взвесить с точностью до 0,01 г.
12.Массовую долю глинистой составляющей определить по формуле:
m – масса песка до отмучивания, г
m1 – масса высушенного песка после удаления глинистой составляющей, г.
Ая подгруппа.
1.Сделать навеску песка, равной 20 г. и поместить её в сосуд для кипячения.
2.Налить в сосуд 300 см3 воды и кипятить в течение 5 мин.
3.Добавить 200 см3 воды и, содержимое сосуда взболтать в течении 10 мин.
4.. После остановки с крышки счищают приставшие зерна песка, доливают водой до отметки 150 мм, содержимое взбалтывают и отстаивают 10 минут.
5. Далее воду сливают при помощи сифонной трубки Ø 6-9 мм, введенной в сосуд на глубину 125 мм, нижний конец трубки должен находиться на расстоянии 12-13 мм от поверхности осевшего песка.
6. Операции долива воды, взмучивания, отстаивания 10 минут и сливания сифоном повторить два раза.
7. Затем в сосуд снова налить воды до 150 мм, провести взмучивание, выдержать 5 минут и слить сифоном и так повторять до тех пор, пока вода не станет прозрачной.
8. Оставшийся песок высушить в фарфоровой чашечке в сушильном шкафу при t=105-110ºC до постоянной массы.
9.Песок взвесить с точностью до 0,01 г.
10.Массовую долю глинистой составляющей определить по формуле:
m – масса песка до отмучивания, г
m1 – масса высушенного песка после удаления глинистой составляющей, г.
Содержание работы
1. Определить содержание глинистой составляющей нормальным и ускоренным методами.
Таблица №111
| Номер сита | Навеска песка 50 г | Навеска песка 50 г | |||
| Остаток на ситах | Остаток на ситах | ||||
| г. | % | г. | % | ||
| 2,5 | |||||
| 1,6 | |||||
| 0,63 | |||||
| поддон | |||||
| Итого | |||||
| песчаная | |||||
| основа | |||||
| Глинистая составляющая | |||||
| Всего | |||||
2. Определить зерновой состав песчаной основы.
3. Определить марку формовочного песка.
4. Результаты наблюдений занести в таблицу №111
5. Расхождение не должно составлять более ± 1% массы взятой навески
6. Результаты ситового анализа изобразить графически: по оси абсцисс отложить размеры зерен песка, а по оси ординат - количество песка.
7. Ответить на контрольные вопросы (выдает преподаватель).
8. Сделать вывод.
Результат проведённого исследования для сравнения выполнения лабораторной работы.
1.Для сравнения с таблицей №111
2.Интегральная кривая по размерам частиц.
