Порядок выполнения работы. Приготовить 3 кг смеси, состоящей из 95 частей кварцевого песка и 5 частей бентонитовой

Приготовить 3 кг смеси, состоящей из 95 частей кварцевого песка и 5 частей бентонитовой глины, перемешать ее в течение 2 мин в лабораторном катковом смесителе. Затем добавить 70 мл воды и перемешать смесь в течение 10 мин.

Из приготовленного состава отобрать смесь для изготовления трех стандартных цилиндрических образцов (50´50) на лабораторном копре трехкратным ударом груза, испытать на приборе для определения газопроницаемости не извлекая образец из гильзы, после чего извлечь образец из гильзы и испытать его прочность на сжатие.

Смесь от разрушенных образцов снова загрузить в бегуны и перемешивать в течение 10 минут. Операции приготовления смеси и образцов, а также определение ее свойств повторять через каждые 10 мин до тех пор, пока прочность образцов не начнет снижаться.

Определить среднеарифметическое значение испытаний образцов после каждого времени перемешивания и свести их в таблицу. По полученным в работе данным построить график: по оси ординат отложить значения прочности на сжатие и газопроницаемости, а оси абсцисс – время перемешивания.

Содержание отчета

По законченной работе оформить отчет, в котором должно быть отражено следующее:

1. Название работы

2. Цель работы

3. Краткая теоретическая часть

4. Методика проведения работы

5. Результаты работы

6. Выводы по работе

Вопросы для контроля

1. Что входит в состав формовочных смесей?

2. В чем заключается процесс приготовления смесей?

3. Как распределяется связующее на поверхности огнеупорного наполнителя?

4. Перечислите факторы, оказывающие влияние на качество смеси.

5. Объясните, почему зависимость прочности от времени перемешивания имеет экстремальный характер?

6. В каком порядке вводятся компоненты в смеситель?

7. Как изменяется газопроницаемость от времени перемешивания?

Лабораторная работа № 4

Определение текучести формовочных и стержневых смесей

Цель работы: ознакомление с методами определения текучести формовочных и стержневых смесей в зависимости от их вида.

Общие сведения

Текучесть характеризует внутреннее трение или сопротивление сдвигу смеси при ее деформации в направлении, перпендикулярном к направлению приложения нагрузки. Применительно к качеству уплотнения текучесть характеризует способность смеси уплотняться с максимальной степенью равномерности по всему объему формы или стержня.

Сопротивление сдвигу для связносыпучей среды приближенно описывается законом Кулона:

где р – нормальное давление;

φ – угол внутреннего трения;

с – сцепление.

Угол внутреннего трения (φ) в большой степени связан с гранулометрией песка, формой зерен, т.е. со свойствами огнеупорного наполнителя и для формовочных смесей находится в интервале 20-50⁰.

Значение сцепления (с) обусловлено силами адгезионно-когезионного взаимодействия зерен огнеупорного наполнителя, покрытых пленкой связующего, т.е. зависит от свойств самого связующего (вязкости, поверхностного натяжения, адгезии к наполнителю, предельного напряжения сдвига). Сцепление оказывает наибольшее влияние на текучесть. О текучести можно косвенно судить по прочности смеси во влажном состоянии. По величине прочности во влажном состоянии формовочные и стержневые смеси подразделяются на пластичные, имеющие прочность свыше 0,007 МПа, сыпучие с прочностью до 0,007 МПа, и жидкие, которые заполняют форму или полость стержневого ящика под действием гравитационных сил и практически не обладают начальной прочностью.

Для определения текучести пластичных смесей используется метод, основанный на определении соотношения твердости уплотненной смеси в точках А и В (рис.4.1).

Рис.4.1 Схема определения текучести смеси при статическом уплотнении

Текучесть смеси (Т) рассчитывается по формуле:

(4.1)

где Н_А, Н_В – твердость образца в точках А и В соответственно.

Текучесть сыпучих смесей оценивают по формуемости. Формуемость характеризует способность смеси уплотняться при заполнении форму или полости стержневого ящика свободной засыпкой и изменять свой объем. Методика испытания основана на определении способности смеси просеиваться через сито в стандартном сетчатом барабане (рис.4.2).

Рис.4.2 Прибор для определения формуемости сыпучих смесей

Формуемость (Ф) определяют по формуле:

(4.2)

где m₁- масса исходной навески; m₂ – масса смеси, прошедшей через сито.

Текучесть жидких самотвердеющих смесей (ЖСС) оценивают по диаметру расплыва определенного объема смеси. Для этого применяют металлическую гильзу высотой 150 мм и внутренним диаметром 100 мм, которая устанавливается на центр градуированного основания.

После заполнения гильзы исследуемой смесью избыток смеси снимается линейкой, после чего гильза резко поднимается, а смесь растекается по поверхности основания. Замеряются диаметры по двум перпендикулярным осям, находится средний диаметр, который характеризует текучесть смеси (рис.4.3).

Рис.4.3 Схема определения текучести ЖСС:

а) начало испытаний; б) конец испытаний

Постановка работы

Приборы и материалы, используемые в работе: прибор для определения текучести ЖСС с гильзой и основанием; весы с пределом взвешивания 500 г с погрешностью ±10 мл; смеситель лабораторный лопастной; смеситель лабораторный для химически твердеющих смесей (ХТС); лабораторный миксер; прибор для определения формуемости; цилиндрическая гильза для стандартных образцов (50х50) с вкладышем; твердомер для сырых смесей; песок кварцевый; глина бентонитовая; смола фенолоформальдегидная; жидкое стекло; феррохромовый шлак; поверхностно-активное вещество (ПАВ).