Technik_technologii_ceramicznej_311[30].Z2.01

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1.

Warunki organizacji pracy w laboratorium

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2.

Podstawowe wiadomości z zakresu prac laboratoryjnych

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3.

Badanie właściwości fizyczno-chemicznych surowców ceramicznych

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4.

Pobieranie i przygotowywanie próbek do badań

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5.

Badanie cech fizycznych: makroskopowe, oznaczenie rodzaju i ilości

zanieczyszczeń

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6.

Badanie składu granulometrycznego

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7.

Badanie plastyczności, wraŜliwości na suszenie i ogniotrwałości

zwykłej surowców i mas ilastych

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8.

Elementy analizy jakościowej i ilościowej

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o badaniu właściwości fizyczno-

chemicznych surowców i kruszyw ceramicznych

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności, które
powinieneś mieć opanowane, abyś mógł przystąpić do realizacji programu jednostki
modułowej,

−

cele kształcenia tej jednostki modułowej,

−

materiał nauczania – zawarty w rozdziale 4, który umoŜliwia samodzielne przygotowanie
się  do  wykonania  ćwiczeń  i  zaliczenia  sprawdzianów.  Obejmuje  on  równieŜ  ćwiczenia,
które zawierają wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu, potrzebnych do realizacji ćwiczeń.
Przed  ćwiczeniami  zamieszczono  pytania  sprawdzające  wiedzę  potrzebną  do  ich
wykonania.  Po  ćwiczeniach  zamieszczony  został  sprawdzian  postępów.  Wykonując
sprawdzian  postępów  powinieneś  odpowiadać  na  pytania  tak  lub  nie,  co  oznacza,  Ŝe
opanowałeś materiał albo nie,

−

sprawdzian osiągnięć, w którym zamieszczono instrukcję dla ucznia oraz zestaw zadań
testowych sprawdzających opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki;
zamieszczona została takŜe karta odpowiedzi,

−

wykaz literatury.
JeŜeli będziesz mieć trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś

nauczyciela o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpoŜarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Schemat układu jednostek modułowych

311[30].Z2

Badania materiałów

ceramicznych

311[30].Z2.01

Badanie

właściwości

fizyczno-

-chemicznych

surowców

i kruszyw

ceramicznych

311[30].Z2.02

Badanie

właściwości

technologicznych

mas

ceramicznych

311[30].Z2.03

Badanie

surowców i mas

stosowanych

w ceramice
szlachetnej

311[30].Z2.04

Badanie

surowców, mas

i wyrobów

ogniotrwałych

311[30].Z2.05

Stosowanie

procedur

zarządzania

jakością

w zakładach

ceramicznych

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

posługiwać się podstawowymi terminami z zakresu pomiarów laboratoryjnych,

−

posługiwać się sprzętem i przyrządami pomiarowymi,

−

korzystać z instrukcji, norm i wykresów,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami ergonomii,

−

przestrzegać podstawowych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony
przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska,

−

stosować zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania badań i pomiarów
w laboratorium.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć;

–

zorganizować stanowisko pracy w laboratorium zgodnie z wymaganiami ergonomii,

–

pobrać próbki do badań (surowców sypkich, ilastych, w kawałkach, półciekłych) według
obowiązujących norm i procedur,

–

przygotować próbki laboratoryjne i analityczne,

–

ocenić jakość partii surowca lub wyrobu według wymagań jakościowych,

–

dobrać normy i instrukcje opisujące metody badań, wykonać analizy jakościowe
i ilościowe wybranych surowców ceramicznych,

–

dobrać sprzęt laboratoryjny do wykonywania badań surowców i kruszyw ceramicznych,

–

udokumentować wyniki badań,

–

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz
ochrony środowiska w trakcie badań.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1.

Warunki organizacji pracy w laboratorium

4.1.1.

Materiał nauczania

Warunki organizacji pracy w laboratorium określone są w regulaminie laboratorium,

w celu zapewnienia właściwej organizacji zajęć, przestrzegania przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy oraz przepisów przeciwpoŜarowych.

W laboratorium chemicznym uczeń styka się z substancjami szkodliwymi dla zdrowia,

z kruchymi  naczyniami  szklanymi,  z  instalacją  gazową,  elektryczną  i  wodną.  Przy
nieumiejętnym  posługiwaniu  się  tymi  substancjami,  naczyniami  i  instalacjami  uczeń  moŜe
być naraŜony na róŜne niebezpieczeństwa (zatrucia, poparzenia, skaleczenie, itp.), a ponadto
moŜe spowodować zniszczenie drogiego sprzętu laboratoryjnego.

Aby właściwie zorganizować pracę w laboratorium niezbędne jest wyposaŜenie

w odpowiednie meble (stoły laboratoryjne, szafy wyciągowe, półki sprzętu ogólnego uŜytku,
specjalne stołki laboratoryjne, konsolki lub stoły przy ścianach z suszarkami, piecami,
chłodziarkami, pompą próŜniową), instalację wodno − ściekową, gazową, elektryczną, często
takŜe spręŜonego powietrza oraz próŜniową.

Zasadniczym miejscem pracy kaŜdego z uczniów jest stół laboratoryjny. Blaty stołów

laboratoryjnych mogą być drewniane (nasycane czernią anilinową), z laminatów, wykładane
płytkami ceramicznymi lub z PCV.

Na stole laboratoryjnym znajduje się półka, na której ustawiane są butelki ze

stosowanymi odczynnikami. W stole jest takŜe szafka i szuflada do przechowywania sprzętu
laboratoryjnego  przydzielonego  na  czas  wykonywania  ćwiczeń.  W  szufladzie  umieszczamy
na  ogół  naczynia  szklane  długie  i  cienkie  (pipety,  biurety,  rurki  oraz  bibułę  i  korki).  Część
sprzętu trzymamy na stole, o ile nie przewidziano innego miejsca na ten sprzęt.

KaŜdy stół przeznaczony dla jednego ucznia powinien być wyposaŜony w zawór

wodociągowy ze studzienką ściekową, kurek gazowy oraz zerowane gniazdko sieci
elektrycznej małej mocy.

Na stole podczas wykonywania ćwiczeń trzymamy tylko niezbędny sprzęt. Pozostały

przechowujemy w szafce lub szufladzie. WaŜne jest, aby na stole znajdowała się złoŜona
ś

ciereczka do zbierania rozlanej przez nieostroŜność cieczy lub rozsypanego odczynnika

stałego.

Instrukcje do wykonania ćwiczeń, zeszyt i inne materiały niezbędne w pracy

przechowujemy na półce nad stołem.

Przed przystąpieniem do ćwiczeń wycieramy blat stołu z kurzu i dopiero wtedy

rozpoczynamy pracę.

JeŜeli w czasie wykonywania ćwiczenia zanieczyścimy miejsce pracy, musimy

natychmiast usunąć zanieczyszczenia i wówczas moŜemy kontynuować wykonywanie
ć

wiczenia.

Po zakończeniu ćwiczeń myjemy naczynia, suszymy je, a następnie chowamy

z pozostałym sprzętem do szafki i szuflady, porządkując miejsce pracy.

W notatniku sporządzamy opis ćwiczenia zgodnie z poleceniem nauczyciela.
Pomimo zachowywanych środków ostroŜności, w laboratorium moŜe dojść do wypadku.

Najczęściej zdarzają się oparzenia substancjami Ŝrącymi oraz skaleczenia. W przypadku, gdy
oblejemy  się  substancją  Ŝrącą  naleŜy  jak  najszybciej  zmyć  ją  strumieniem  bieŜącej  wody,
a następnie  odpowiednim  roztworem.  Przy  oblaniu  kwasem  uŜywamy  5%  roztworu
wodorowęglanu  sodu  lub  10%  roztworu  amoniaku.  Przy  oblaniu  zasadą  uŜywamy  3%

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

roztworu kwasu borowego lub 5% roztworu kwasu octowego. W przypadku trafienia
substancji Ŝrącej do oka przemywamy je duŜą ilością wody i udajemy się do lekarza.

Przy oparzeniach termicznych zakładamy jałowy opatrunek i udajemy się natychmiast do

lekarza.

W przypadku skaleczenia się szkłem lub ostrym narzędziem ranę przemywamy 3% wodą

utlenioną i owijamy sterylnym bandaŜem. Przy powaŜniejszych skaleczeniach przystępujemy
do tamowania krwotoku. Zakładamy opaskę uciskową powyŜej miejsca skaleczenia (przy
krwotoku tętniczym) lub poniŜej miejsca skaleczenia (przy krwotoku Ŝylnym). Po załoŜeniu
opaski udajemy się jak najszybciej do lekarza, pamiętając o tym, aby po kilkunastu minutach
usunąć ucisk. Zamiast ucisku zakładamy ścisły opatrunek w miejscu krwawienia.

W przypadku zatrucia gazami poszkodowanego umieszczamy przy otwartym oknie.

4.1.2.

Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jaki dokument określa organizację pracy w laboratorium?

Na jakie niebezpieczeństwa moŜe być naraŜony uczeń w laboratorium chemicznym?

Co stanowi niezbędne wyposaŜenie laboratorium?

W co powinien być wyposaŜony stół laboratoryjny?

Co przechowujemy w szufladzie stołu?

Jaki sprzęt przechowujemy w szafce?

Jakie czynności wykonujemy po zakończeniu ćwiczeń?

4.1.3.

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Uporządkuj przygotowany na stole sprzęt zgodnie z zasadami określonymi w regulaminie

laboratorium.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zapoznać się z regulaminem laboratorium chemicznego,
2)  zapoznać się ze stanem i wyposaŜeniem miejsca pracy,
3)  posegregować przygotowany sprzęt,
4)  sprawdzić  czystość  szafki,  szuflady  oraz  półki,  ewentualne  zabrudzenia  usunąć  za

pomocą ściereczki,

5) ułoŜyć sprzęt zgodnie z wytycznymi regulaminu,
6) uporządkować stanowisko pracy,

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

stół laboratoryjny z szufladą,

−

szafka laboratoryjna,

−

półka nad stołem,

−

drobny sprzęt laboratoryjny (probówki, szkiełka zegarkowe o średnicy 5 i 15 cm,
bagietka szklana, parowniczki porcelanowe, szufelka szklana, lejki szklane, statywy,
podstawki do probówek, pincetka),

−

regulamin pracowni chemicznej,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca organizacji stanowiska pracy w laboratorium
chemicznym.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Ćwiczenie 2

Przeprowadź odbiór przydzielonego miejsca pracy i inwentarza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się ze stanem i wyposaŜeniem miejsca pracy,

wykonać spis przydzielonego sprzętu, sprawdzić jego stan,

podpisać odbiór pełnowartościowego sprzętu,

wyłoŜyć białym, czystym papierem szufladę i szafkę,

ułoŜyć sprzęt w szufladzie i szafce,

sprawdzić stałe wyposaŜenie laboratorium: instalację elektryczną, wodną, gazową i inne
urządzenia znajdujące się na stanowisku oraz stan zamknięć szafki i szuflady,

uporządkować stanowisko pracy, zamknąć szafkę i szufladę, klucze umieścić
w odpowiednim miejscu sali lub przekazać nauczycielowi.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny według wykazu podanego przez nauczyciela,

−

ciereczka,

−

papier,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca organizacji stanowiska pracy w laboratorium
chemicznym.

4.1.4.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić zagroŜenia, na które moŜe być naraŜony uczeń
w laboratorium chemicznym?

⁪

wymienić niezbędne wyposaŜenie laboratorium?

⁪

rozmieścić sprzęt laboratoryjny zgodnie z regulaminem?

⁪

udzielić pierwszej pomocy po wypadku w laboratorium?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.2.

Podstawowe wiadomości z zakresu prac laboratoryjnych

4.2.1.

Materiał nauczania

Do podstawowych prac laboratoryjnych naleŜy:

−

ogrzewanie, suszenie, praŜenie, chłodzenie,

−

rozpuszczanie,

−

sączenie,

−

krystalizacja,

−

strącanie,

−

destylacja,

−

ekstrakcja.

Ogrzewanie
Ogrzewanie naczyń z cieczami moŜe być przeprowadzone bezpośrednio płomieniem

palnika gazowego lub spirytusowego, na płytce izolacyjnej lub w łaźniach.
Ogrzewanie  cieczy  w  probówce  bezpośrednio  płomieniem  stosuje  się  bardzo  rzadko  ze
względu  na  moŜliwość  miejscowego  przegrzania  i  pęknięcia  naczynia.  Częściej  niŜ
bezpośrednio  płomieniem  palnika  ogrzewamy  ciecze  i  ciała  stałe  w  naczyniach
laboratoryjnych  przez  płytkę  izolacyjną.  Sposób  ogrzewania  przez  płytkę  izolacyjną
przedstawia rysunek 1.

Rys. 1.

Ogrzewanie na płytce izolacyjnej: a − zlewki, b – kolby [4, s. 138]

Ogrzewając ciecz lub ciało stałe w naczyniu laboratoryjnym na płytce izolacyjnej naleŜy

pamiętać, aby wysokość trójnoga i palnika była tak dobrana, Ŝeby płytka była ogrzewana
stoŜkiem płomienia oraz aby naczynie stawiać na zimnej ewentualnie lekko ogrzanej, suchej
płytce.

Przy ogrzewaniu za pomocą grzejników elektrycznych płytkę kładziemy bezpośrednio na

grzejniku.

Ogrzewanie cieczy, które wydzielają pary i gazy szkodliwe dla zdrowia,

o nieprzyjemnym zapachu i powodujące korozję przedmiotów metalowych, przeprowadzamy
zawsze pod wyciągiem przy włączonym wentylatorze.

Ogrzewanie substancji ciekłych i ciał stałych moŜna przeprowadzić w łaźniach

powietrznych lub wodnych.

Najprostszym sposobem ogrzewania w łaźni powietrznej jest umieszczenie kolby

w nagrzanym powietrzu (rys. 2.).

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Rys. 2.

Ogrzewanie kolby w łaźni powietrznej [4, s. 141]

Zaletą tej metody jest ostroŜne, powolne ogrzewanie. Wadą zaś trudność w utrzymaniu

stałej temperatury.

Ogrzewanie w łaźni wodnej polega na umieszczeniu naczynia z ogrzewaną substancją

w zlewce wypełnionej wodą. Zlewkę stawiamy na płytce izolacyjnej i ogrzewamy palnikiem
lub grzejnikiem elektrycznym, pamiętając o tym, aby zlewka była stale napełniona wodą.

Zaletą tej metody jest łatwość utrzymania temperatury 100°C, wadą trudność utrzymania

stałej temperatury substancji ogrzewanej.

Suszenie
Suszenie polega na odprowadzeniu wilgoci kosztem doprowadzenia ciepła, z wilgotnych

substancji stałych.

Substancje niehigroskopijne, tzn. nie pochłaniające wilgoci z powietrza oraz substancje

zanieczyszczone łatwo lotnymi cieczami (np. alkoholem, eterem) moŜna suszyć bezpośrednio
w laboratorium na powietrzu. Wilgotną substancję rozsypujemy na dnie krystalizatora cienką
warstwą i pozostawiamy na kilka godzin lub lepiej do następnego dnia. Dla lepszego
wysuszenia mieszamy substancję co pewien czas za pomocą cienkiego pręcika szklanego lub
łopatki porcelanowej. Ta metoda jest wyjątkowo długotrwała. Stosuje się ją do suszenia
substancji niehigroskopijnych, które ulegają rozkładowi w podwyŜszonej temperaturze.

Substancje higroskopijne ulegające rozkładowi w podwyŜszonej temperaturze suszymy

w eksykatorze.

Suszenie w podwyŜszonej temperaturze przeprowadza się w suszarkach elektrycznych

lub gazowych. W czasie suszenia moŜe nastąpić zbrylenie substancji, wówczas rozdrabniamy
grudki łopatką lub w moździerzu i ponownie wstawiamy do dalszego suszenia.

PraŜenie
PraŜenie polega na ogrzaniu, uprzednio wysuszonej substancji, w wysokiej temperaturze.

W czasie praŜenia substancja traci wszystkie lotne składniki i bardzo często ulega róŜnym
przemianom chemicznym.

PraŜenie przeprowadzamy zazwyczaj w wysokiej temperaturze sięgającej 1000°C,

a nawet 1200°C. PraŜenie przeprowadzamy w piecu elektrycznym lub w płomieniach palnika.

Chłodzenie
Chłodzenie, czyli obniŜanie temperatury substancji stosowane jest w następujących

procesach:

−

skraplanie par w czasie ogrzewania pod chłodnicą zwrotną i destylacji,

−

wydzielanie kryształów substancji stałych z roztworu,

−

utrzymywanie stałej temperatury w reakcjach i procesach egzotermicznych,

−

przechowywanie substancji lotnych lub rozkładających się w temperaturze otoczenia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Najczęściej uŜywanymi czynnikami chłodzącymi są powietrze, woda, lód i mieszaniny

oziębiające, komory chłodnicze powietrzne lub solankowe oraz stały dwutlenek węgla.

Rozpuszczanie
Rozpuszczanie polega na rozpuszczeniu substancji w roztworze. Maksymalną ilość

substancji, która rozpuściła się w danych warunkach nazywamy rozpuszczalnością
i podajemy ją w [g/cm

]. Rozpuszczalność substancji zaleŜy od temperatury.

Rozpuszczalność substancji stałych i większości cieczy w wodzie rośnie wraz ze wzrostem
temperatury, natomiast rozpuszczalność gazów w wodzie ze wzrostem temperatury maleje.

Sączenie
Sączenie polega na rozdzieleniu zawiesiny, w celu otrzymania klarownego roztworu albo

osadu  wolnego  od  rozpuszczalnych  zanieczyszczeń.  W  laboratorium  jako  przegrodę
filtracyjną  najczęściej  stosujemy  bibułę.  Ze  względu  na  róŜnorodność  osadów  co  do  ich
wielkości i postaci, bibułę filtracyjną stosuje się w trzech odmianach: gęstą, średnią i rzadką.
PoniewaŜ  bibuła  po  nasiąknięciu  bardzo  łatwo  rozrywa  się  musimy  zastosować  przyrządy
pomocnicze tj. lejki zwykłe lub z dnem dziurkowanym.

Krystalizacja
Krystalizacja polega na wyodrębnieniu z roztworu rozpuszczonej substancji.

Krystalizację stosuje się do oczyszczania substancji stałych. W przypadku, gdy substancja jest
tak samo rozpuszczalna na zimno jak i na gorąco, a zanieczyszczenia są nierozpuszczalne,
stosujemy wówczas krystalizacje przez odparowanie.

Gdy substancja jest zanieczyszczona związkami, których rozpuszczalność jest większa

niŜ substancji, wówczas stosujemy krystalizacje przez zatęŜanie.

Substancje, które w wyŜszej temperaturze charakteryzują się duŜą rozpuszczalnością,

a w niskich małą, krystalizujemy przez oziębianie roztworu nasyconego na gorąco roztworu.

Strącanie
Strącanie polega na wytrąceniu osadu z roztworu bowiem bardzo często podczas

przeprowadzania reakcji między substancjami znajdującymi się w roztworze następuje
wytrącanie się osadu nowo powstałego związku, jeŜeli jest on trudno rozpuszczalny w danym
rozpuszczalniku. Osady mogą być krystaliczne i bezpostaciowe.

Destylacja
Destylacja polega na przeprowadzeniu cieczy w parę w wyniku ogrzewania jej do

wrzenia i następnie oziębieniu jej w celu skroplenia i zebraniu w naczyniu (odbieralniku).

Destylację stosujemy najczęściej do oczyszczania cieczy z niewielkich ilości

zanieczyszczeń lub do rozdzielenia mieszaniny kilku cieczy.

Ekstrakcja
Ekstrakcja jest procesem wyodrębniania składnika z roztworu lub mieszaniny stałej

rozpuszczalnikiem nie mieszającym się z rozpuszczalnikiem ekstrahowanego roztworu.

JeŜeli z mieszaniny stałej, przewaŜnie substancji nieorganicznych, wyodrębniamy jeden

ze składników wodą lub jej roztworem, to taki proces nazywamy ługowaniem i określamy
jako wymywanie z rozdrobnionej mieszaniny stałej składnika rozpuszczalnego w wodzie lub
jej roztworze.

4.2.2.

Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie prace zaliczamy do podstawowych prac laboratoryjnych?
2.  Jakie znasz sposoby ogrzewania substancji?
3.  Na czym polega suszenie substancji?
4.  W jakich procesach stosowane jest najczęściej chłodzenie?
5.  W jakich jednostkach określamy rozpuszczalność substancji?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

6. Na czym polega sączenie?
7. W jaki sposób moŜemy usunąć niewielkie zanieczyszczenia z cieczy?

4.2.3.

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wysusz próbkę płótna nasyconego szkłem wodnym i określ jego zdolność do palenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,
2)  sprawdzić, czy dysponujesz niezbędnym wyposaŜeniem w sprzęt laboratoryjny,
3)  przygotować niezbędne materiały,
4)  wykonać ćwiczenie zgodnie z instrukcją,
5)  opisać przebieg ćwiczenia w notatniku,
6)  uporządkować stanowisko pracy,
7)  zaprezentować wnioski w grupie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

suszarka elektryczna z termoregulacją,

−

zlewka, bagietka,

−

kawałek płótna,

−

roztwór szkła wodnego,

−

regulamin pracowni chemicznej,

−

instrukcja wykonania ćwiczenia,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca podstawowych prac laboratoryjnych.

Ćwiczenie 2

Wykonaj z arkusza bibuły zwykły sączek i umieść go w lejku znajdującym się na

stanowisku pracy. Pamiętaj, Ŝe sączek nie moŜe wystawać ponad brzeg lejka. Zaprezentuj
pracę w sposób wskazany przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować potrzebne materiały i narzędzia,

złoŜyć dwukrotnie kwadrat bibuły,

wyciąć ze złoŜonej bibuły ćwiartkę koła,

włoŜyć do lejka przygotowaną bibułę,

sprawdzić szczelność przylegania do powierzchni lejka,

oberwać róg sączka,

sprawdzić prawidłowość wykonania sączka przy uŜyciu wody,

zaprezentować wykonane ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

lejek,

−

noŜyczki,

−

podstawka do lejków,

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

−

tryskawka z wodą,

−

bibuła,

−

instrukcja wykonania ćwiczenia,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca podstawowych prac laboratoryjnych.

4.2.4.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić podstawowe prace laboratoryjne?

⁪

zdefiniować pojęcia związane z pracami laboratoryjnymi?

⁪

wskazać wady i zalety róŜnych sposobów ogrzewania?

⁪

wymienić najczęściej stosowane czynniki chłodzące?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.3.

Badanie

właściwości

fizyczno-chemicznych

surowców

ceramicznych

4.3.1. Materiał nauczania

Poznanie właściwości surowców ceramicznych, zwłaszcza ilastych, jest moŜliwe dzięki

szybkiemu rozwojowi techniki.

Badanie surowców ilastych w zakresie określenia struktury minerałów, oznaczenia

składu mineralnego surowców ilastych, oznaczenia zawartości poszczególnych minerałów
w surowcach wykonywane jest metodami rentgenograficznymi.

Określenie struktury krystalicznej surowców ceramicznych jest niezwykle trudne. Do

badania struktury wykorzystywana jest rentgenowska analiza strukturalna. Dzięki
zastosowaniu elektronicznych technik obliczeniowych czasochłonność tych badań została
znacznie ograniczona.

Oznaczenie składu mineralnego w próbce surowców ilastych przeprowadza się poprzez

rentgenowską analizę strukturalną. Metoda ta polega na wyznaczeniu kątów ugięcia promieni
RTG, wyliczeniu odległości międzypłaszczyznowych i porównaniu z danymi tablicowymi
dla poszczególnych minerałów.

Oznaczenie zawartości poszczególnych minerałów w badanej próbce wykonywane jest za

pomocą rentgenowskiej analizy ilościowej. Intensywność wybranej wiązki ugiętej pozostaje
w ścisłej zaleŜności od zawartości oznaczanego minerału w próbce.

Innym sposobem określenia zawartości minerałów ilastych w surowcach ceramicznych

jest analiza termiczna. Polega ona na pomiarze efektów cieplnych podczas ogrzewania.

Otrzymana charakterystyka termiczna surowców odpowiada zawartości minerałów

ilastych w badanej próbce.

Określenie tekstury następuje na podstawie przełomu. RozróŜniamy teksturę

gruboziarnistą, luźną (kaoliny, gliny), zbitą, drobnoziarnistą (gliny ogniotrwałe), zwięzłą,
sprasowaną, drobnoziarnistą (łupki), luźno uwarstwioną (gliny zanieczyszczone piaskiem).

Uziarnienie glin jest zróŜnicowane i zaleŜy od sposobu ich powstania. W zaleŜności od

rodzaju surowca, procentowa zawartość ziaren o poszczególnych wymiarach jest róŜna.
Zawartość ziaren o wymiarach >0,002 mm w kaolinach waha się od 25% do 80%,
a w surowcach ilastych od 75% do 90%.

PoniewaŜ gliny posiadają zdolność adsorpcji wody z powietrza oznacza się wilgotność

równowagową tzn. ilość wody, którą ciało pobiera przez adsorpcję z powietrza. Na ogół
wynosi ona dla glin 2÷12%.

Inną waŜną własnością glin jest ilość wody potrzebna do doprowadzenia gliny do stanu

plastycznego. Potrzebna ilość wody, którą glina daje się zarobić na zdatną do formowania
w masę plastyczną nazywana jest wodą zarobową. Ilość wody zarobowej w surowcach
plastycznych waha się od 15 do 40%.

W procesie ogrzewania próbek glin w temperaturach >110°C (suszeniu) towarzyszy

zjawisko  zmniejszania  wymiarów  czyli  kurczenie  się  próbek.  Zmiana  wymiaru  próbki
nazywana  jest  skurczliwością  liniową,  zmiana  jej  objętości  skurczliwością  objętościową.
JeŜeli  zmiana  wymiarów  następuje  w  czasie  wypalania  wówczas  mówimy  o  skurczliwości
wypalania. Sumę skurczliwości suszenia i wypalania nazywamy skurczliwością całkowitą.

Skłonność róŜnych surowców do pękania podczas wypalania nazywamy wraŜliwością na

suszenie.

WaŜną cechą surowców jest wytrzymałość mechaniczna badanych próbek. Jest to

zdolność do przeciwstawiania się zniszczeniu lub uszkodzeniu pod wpływem róŜnego rodzaju
sił zewnętrznych. Dla materiałów ceramicznych własność ta oznaczana jest dla róŜnego
rodzaju obciąŜeń m.in. na ściskanie, na rozciąganie, na zginanie, na ścieranie i na uderzenia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Bardzo waŜną własnością surowców ceramicznych jest ich ogniotrwałość zwykła. Miarą

ogniotrwałości zwykłej jest temperatura, w której stoŜek wykonany z badanego materiału
dotknie wierzchołkiem podstawy. Badanie tej własności zostanie opisane w kolejnych
podrozdziałach.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie badania wykonujemy w celu oznaczania składu mineralnego surowców

ceramicznych?

2. Jakie badania słuŜą do określenia zawartości poszczególnych minerałów w badanej

próbce?

3.  Jakie rodzaje tekstur wyróŜniamy przy badaniu próbek skał?
4.  Od czego zaleŜy uziarnienie glin?
5.  Dlaczego dla opiniowania surowców określamy wilgotność równowagową?
6.  Co nazywamy wodą zarobową?
7.  W jaki sposób oznaczamy całkowitą skurczliwość materiału?
8.  Na jakie rodzaje obciąŜeń badane są materiały ceramiczne przy określaniu wytrzymałości

mechanicznej?

9. Co jest miarą ogniotrwałości zwykłej?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie przygotowanych próbek przełomów określ teksturę i rozpoznaj rodzaj

surowca ceramicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeanalizować informacje dotyczące rodzajów tekstur materiałów ceramicznych,

uporządkować próbki wg wybranego kryterium np. wielkości ziaren w próbkach,

porównać przełomy próbek ze zdjęciami przełomów typowych surowców ceramicznych,

określić cechy charakterystyczne przełomów próbek,

określić rodzaje surowców ceramicznych, z których przygotowano próbki rodzajów
surowców ceramicznych.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

katalogi, foldery, encyklopedie z fotografiami struktury surowców ceramicznych,

−

próbki typowych surowców ceramicznych,

−

małe kartki papieru,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca własności surowców ceramicznych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Ćwiczenie 2

Wyznacz skurczliwość liniową wysychania trzech próbek wykonanych z róŜnych

rodzajów gliny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z normą BN-71/7011-11 dotyczącą oznaczania skurczliwości liniowej
wysychania, wypalania i skurczliwości całkowitej,

przygotować próbki zgodnie z normą,

zmierzyć potrzebne wymiary próbki,

wysuszyć próbkę w piecu,

po ostygnięciu zmierzyć ponownie próbkę,

wyznaczyć skurczliwość liniową wysychania.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

normy BN-71/7011-11,

−−−−

przygotowane próbki róŜnych materiałów ilastych,

−−−−

suwmiarka, znacznik do odciskania znaków długości, foremki do wykonania próbek,
młotek drewniany, wypychacz,

−−−−

suszarka elektryczna,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca własności surowców ceramicznych.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić strukturę materiału ceramicznego na podstawie przełomu?

⁪

określić rodzaje badań dla oznaczenia składu mineralnego materiałów
ceramicznych?

⁪

określić rodzaje badań dla oznaczenia zawartości składników
mineralnych w materiałach ceramicznych?

⁪

wymienić najwaŜniejsze własności fizyczne materiałów ceramicznych?

⁪

scharakteryzować podstawowe własności surowców ceramicznych?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.4.

Pobieranie i przygotowywanie próbek do badań

4.4.1. Materiał nauczania

Pobieranie próbki średniej. Cel pobierania próbki średniej
Substancje stałe dostarczane do zakładu podlegają analizie jakościowej i ilościowej.

W tym  celu  z  kaŜdej  partii  tych  materiałów  muszą  być  pobrane  próbki  do  analizy.  Pobrana
próbka tylko wtedy moŜe być poddana analizie, kiedy jej skład przedstawia średni, przeciętny
skład całej partii.  Z kaŜdej partii materiału pobieramy próbkę ogólną, która składa się z kilku
próbek  pierwotnych  pobranych  w  określonych  miejscach  i  w  określonych  ilościach  z  całej
partii  materiału.  Z  całej  próbki  ogólnej  przygotowujemy,  przez  kilkakrotne  mieszanie
i zmniejszanie  średnią  próbkę  laboratoryjną,  z  której  wykonujemy  analizy  laboratoryjne.
W czasie  zmniejszania  i  mieszania  próbki  ogólnej  najczęściej  rozdrabniamy  i  mielimy
pobrany  materiał  tak,  aby  pobrana  średnia  próbka  była  substancją  jak  najlepiej  zmieloną
i jednorodną.  Czynność  tę  powtarzamy  kilkakrotnie,  aŜ  otrzymamy  średnią  próbkę
laboratoryjną, którą wsypujemy do odpowiedniego, suchego naczynia (słoika) zaopatrzonego
w etykietę, zawierającą:

−−−−

nazwę lub numer zakładu wytwórczego albo dostawcy,

−−−−

oznaczenie produktu według Polskich Norm lub obowiązującego cennika,

−−−−

jednoznaczne określenie partii, tj. datę produkcji, numer wagonu, numer specyfikacji,
itp.,

−−−−

wielkość partii,

−−−−

datę i miejsce pobrania próbki,

−−−−

inne dane przewidziane w normie przedmiotowej lub umowie.
Najczęściej średnią próbkę wsypujemy do trzech słoików: dla dostawcy, dla laboratorium

i dla odbiorcy. Sposób pobierania podano w normie BN-64/7011-09.

Pobieranie próbek materiałów ilastych
Przy pobieraniu próbek z hałd, wagonów lub magazynów naleŜy ustalić ilość gatunków

przewidzianych  do  badania  surowców,  następnie  pobrać  próbki  oddzielnie  dla  kaŜdego
gatunku.  W  zaleŜności  od  stanu  rozdrobnienia  naleŜy  pobrać  większe  i  mniejsze  kawałki
w stosunku  odpowiadającym  im  zawartościom  w  całej  masie.  Próbki  pobiera  się  z  róŜnych
miejsc wagonu lub hałdy tj. z rogów, środka, warstw dolnych środkowych i górnych tak, aby
miejsca  pobrania  tworzyły  szachownicę.  Pobrane  w  ten  sposób  próbki  stanowią  próbkę
ogólną.

Próbkę ogólną dzielimy kilkakrotnie na mniejsze metodą ćwiartowania. Próbki

materiałów przed kaŜdym ćwiartowaniem rozdrabniamy na coraz mniejsze kawałki, aŜ do
sproszkowania. Masa próbki przeznaczona do badania zaleŜy od rodzaju zamierzonych badań
i moŜe wahać się od 0,1 do 20 kg.

Dzieląc próbkę przez ćwiartowanie (rys. 3), układamy materiał w stoŜek. StoŜek

spłaszczamy, zachowując przekrój koła i dzielimy go na cztery równe części. Dwie
przeciwległe ćwiartki odrzucamy, a z pozostałych układamy mniejszy stoŜek. Czynność tę
powtarzamy, aŜ do uzyskania próbki o oznaczonej wielkości.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Rys. 3.

Zmniejszanie próbki ogólnej przez ćwiartowanie [4, s. 94]

Z otrzymanej średniej próbki przygotowujemy odwaŜki o masach niezbędnych do

poszczególnych badań, np:

−−−−

100 g dla oznaczenia wilgotności gliny,

−−−−

200 g dla oznaczenia składu granulometrycznego,

−−−−

100 g dla oznaczenia zanieczyszczeń.
Pobieranie próbek materiałów sypkich
Materiały sypkie z opakowań jednostkowych np.: beczek lub worków pobieramy w kilku

miejscach przekroju opakowania z całej jego wysokości. Miejsca pobrania określają normy.
Do tego celu słuŜą specjalne urządzenia: zgłębniki (rys. 4) i wbijaki (rys. 5)

Rys. 4.

Zgłębnik do produktów sypkich [6, s. 93]

Rys. 5.

Wbijak [6, s. 93]

Materiał pobrany z kilku miejsc stanowi próbkę ogólną.
Do przygotowania średniej próbki laboratoryjnej materiałów sypkich wykorzystujemy

metodę ćwiartkowania, która przebiega podobnie jak w przypadku przygotowania średniej
próbki materiałów ilastych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Pobieranie próbek materiałów w kawałkach
Z materiałów w bryłach składowanych w formie pryzm pobieramy próbki z kilku miejsc

w ten sposób, Ŝe wykopujemy studzienki o średnicy 40–50 cm, a wykopany materiał z całej
grubości  pryzmy  w  tym  miejscu  stanowi  próbkę  pierwotną.  JeŜeli  materiał  zsypuje  się
z boków  studzienki,  to  go  odrzucamy.  Najlepiej  poszerzyć  studzienkę  u  góry  i  odrzucić
zbędna  część  materiału.  Pobraną  próbkę  naleŜy  rozdrobnić  w  moździerzu  lub  młynku
kulkowym na kawałki o średnicy poniŜej 3 cm, a następnie wymieszać.  Kolejną czynnością
jest  zmniejszenie  masy  próbki  metoda  ćwiartkowania.  Powtarzamy  te  czynności,  aŜ  do
uzyskania  próbki  o  wadze  ok.  3  kg  i  wielkości  kawałków  nie  większej  niŜ  3  mm.  Próbkę
przesiewamy na sicie o prześwicie oczka 3mm. W przypadku pozostania części materiału na
sicie ponownie go rozdrabniamy, aby całość przeszła przez sito i dołączamy do reszty próbki.

Przygotowanie próbek surowców materiałów ogniotrwałych
Próbki do oznaczania ogniotrwałości wg PN/H-04175 powinny mieć kształt trójkątnych

ostrosłupów ściętych o wysokości 30 mm, szerokości dolnej podstawy 8 mm i górnej 2 mm.
Próbki wykonuje się w metalowej formie i następnie suszy lub wypiłowuje z gotowych
wyrobów i doszlifowuje.

Przy badaniu plastycznych materiałów (glin, kaolinów) próbki formuje się ze średniej

próby  zarobionej  wodą  destylowaną  do  stanu  plastyczności.  W  zwilŜonej  lekko  olejem
mineralnym  formie  metalowej  ubija  się  ściśle  zarobioną  masę,  ścina  się  nadmiar  materiału
i ostrym  noŜem  wygładza  powierzchnię.  Następnie  ostroŜnie  rozbiera  się  formę  i  układa
ś

wieŜo uformowaną próbkę na szkle lub desce, przykrytej cienkim papierem. Uformowane

próbki suszy się do stanu powietrzno-suchego.

Nieplastyczne materiały (piasek kwarcowy, szamot, kwarc) rozdrabnia się w moździerzu

porcelanowym,  agatowym  lub  metalowym,  tak  aby  cząsteczki  materiału  przeszły  przez  sito
o średnicy  oczka  0,2  mm.  Przy  rozdrabnianiu  materiału  w  moździerzu  stalowym  naleŜy
rozdrobniony  materiał  rozsypać  na  papierze  i  magnesem  wyciągnąć  drobiny  metalu.
Rozdrobnioną i przesianą masę miesza się z 10% roztworem dekstryny, a następnie formuje
z niej próbki.

Podstawkę do badanych próbek formuje się z wysoko ogniotrwałej masy.
Do badania półkwaśnych wyrobów szamotowych, krzemionkowych, glin ogniotrwałych

oraz podobnych materiałów naleŜy podstawki wykonać z masy o składzie 70%
elektrokorundu i 30% gliny ogniotrwałej o ogniotrwałości co najmniej 175 sP.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

W jaki sposób pobieramy próbkę pierwotną?

W jaki sposób przygotowujemy średnia próbkę laboratoryjną?

W jaki sposób pobieramy próbki materiałów ilastych na średnią próbkę laboratoryjną?

Na czym polega przygotowanie próbki metodą ćwiartkowania?

W jaki sposób przygotowujemy średnią próbkę laboratoryjną materiałów sypkich?

W jaki sposób przygotowujemy średnią próbkę laboratoryjną materiałów w kawałkach?

W jaki sposób formujemy próbki do oznaczania ogniotrwałości materiałów?

W jaki sposób przygotowuje się próbki z materiałów plastycznych?

W jaki sposób przygotowuje się próbki z materiałów nieplastycznych?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ zagroŜenia podczas pracy przy pobieraniu próbki średniej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przeanalizować informacje dotyczące występujących zagroŜeń na podobnych
stanowiskach pracy,

2) określić, na działanie jakich czynników jest naraŜony człowiek wykonujący pracę

związaną z pobieraniem próbek,

3) wypisać rodzaje zagroŜeń mogących wystąpić podczas pobierania próbek,
4) zaprezentować wyniki swojej pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

małe kartki papieru,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca własności surowców ceramicznych.

Ćwiczenie 2

Pobierz średnią próbkę laboratoryjną materiału ilastego z pryzmy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,

przygotować potrzebne naczynia, narzędzia i urządzenia,

pobrać ogólną próbkę przygotowanego materiału,

przygotować średnia próbkę z próbki ogólnej,

opisać sposób wykonania ćwiczenia w zeszycie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

sprzęt: łopaty, łopatki, łyŜeczki porcelanowe, deska do ćwiartkowania, listewki złączone
na krzyŜ, naczynia (słoiki) na próbki,

−

glina złoŜona na pryzmie,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca pobierania średnich próbek laboratoryjnych.

Ćwiczenie 3

Pobierz średnią próbkę laboratoryjną materiału z beczki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia z zasadami bhp,

przygotować potrzebne naczynia, narzędzia i urządzenia,

pobrać materiał zgodnie z instrukcja wykonania ćwiczenia,

opisać sposób pobierania próbki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

instrukcja wykonania ćwiczenia,

−−−−

sprzęt: zgłębniki, wbijaki, łopatki, łyŜeczki porcelanowe, deska do ćwiartkowania,
listewki złączone na krzyŜ, naczynia ( słoje) na próbki, maska przeciwpyłowa,

−−−−

urządzenia i maszyny: młyn kulkowy lub moździerz,

−−−−

materiał sypki w beczce,

−−−−

notatnik,

−−−−

przybory do pisania,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca pobierania średnich próbek laboratoryjnych.

Ćwiczenie 4

Przygotuj próbkę do oznaczania ogniotrwałości z gliny znajdującej się w szkolnym

laboratorium.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,

pobrać próbkę ogólną gliny,

przygotować średnią próbkę,

przygotować próbkę do badania ogniotrwałości,

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy,

opisać w notatniku sposób wykonania próbki z materiału plastycznego.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

sprzęt: łopaty, łopatki, łyŜeczki porcelanowe, deska do ćwiartkowania, listewki złączone
na krzyŜ, naczynia (słoiki) na próbki, nóŜ, ubijak,

−−−−

glina złoŜona na pryzmie, woda destylowana, papier, olej mineralny,

−−−−

formy do przygotowania próbek,

−−−−

notatnik,

−−−−

przybory do pisania,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca przygotowania próbek materiałów ogniotrwałych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

scharakteryzować

zasady

przygotowywania

rednich

próbek

laboratoryjnych?

⁪

określić cel przygotowywania średnich próbek laboratoryjnych?

⁪

pobrać średnią próbkę laboratoryjną materiału ilastego?

⁪

pobrać średnia próbkę laboratoryjną materiału sypkiego

⁪

przygotować próbkę z materiałów plastycznych?

⁪

przygotować próbkę z materiałów nieplastycznych?

⁪

przygotować próbkę z materiałów półkwaśnych?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.5.

Badanie cech fizycznych: makroskopowe, oznaczenie
rodzaju i ilości zanieczyszczeń

4.5.1. Materiał nauczania

Badania makroskopowe
Badania makroskopowe wykonuje się w celu ustalenia rodzaju i stanu składników

badanych  surowców,  ich  wzajemnego  stosunku  oraz  charakteru  zawartych  w  nich
zanieczyszczeń. Na podstawie badań makroskopowych moŜemy ustalić zawartość niektórych
składników  poprzez  ocenę  barwy  próbki.  Np.  tlenki  Ŝelaza  nadają  barwę  od  czerwonej  po
intensywnie  Ŝółtą,  związki  Ŝelazawe  zabarwiają  materiał  na  kolor  zielony  lub  niebieski.  Do
najczęściej  występujących  zanieczyszczeń  surowców  ceramicznych  naleŜą  zanieczyszczenia
siarką, węglanami i Ŝelazem.

Zwarta budowa glin w stanie suchym świadczy o znacznej zawartości substancji ilastej.

Istotnym elementem oceny makroskopowej jest określenie zawartości zanieczyszczeń.
Dlatego teŜ w zaleŜności od oceny makroskopowej układa się dalszy program badań.

Gliny nie zawierające zanieczyszczeń szkodliwych spotyka się rzadko. Niezbędne jest

opisanie sposobu opiniowania glin zanieczyszczonych.

Do najczęściej występujących zanieczyszczeń szkodliwych naleŜą:

−−−−

piryt,  który  powoduje  obniŜenie  wytrzymałości  gotowych  materiałów,  zwłaszcza  pod
działaniem  czynników  atmosferycznych.  JeŜeli  występuje  w  postaci  większych  brył
naleŜy  je  bezwzględnie  usuwać  przy  wydobywaniu  gliny.  JeŜeli  jest  rozprowadzony
w całej masie gliny jako drobne zanieczyszczenia, konieczne jest przeprowadzenie próby
w skali fabrycznej dla określenia stopnia ich szkodliwości.

−−−−

siarczany rozpuszczalne, ich obecność ujawnia się w postaci wykwitów na murach,
odsadzeniach tynków cementowych lub muru. O szkodliwości siarczanów
rozpuszczalnych

decyduje

charakter

gliny.

Ostateczna

opinia

glinach

zanieczyszczonych siarczanami rozpuszczalnymi zaleŜy od jakości wyrobów gotowych
wykonanych z zanieczyszczonej siarczanami rozpuszczalnymi gliny.

−−−−

węglan  wapniowy,  którego  szkodliwość  zaleŜy  od  postaci  w  jakiej  występuje.  JeŜeli
węglan  wapniowy  występuje  w  postaci  rozdrobnionej,  równomiernie  rozprowadzonej
w masie  gliny  wówczas  moŜna  wykorzystać  ten  surowiec  do  produkcji  cegły  pełnej.
Obecność  węglanu  wapniowego  w  postaci  ziaren  (zwanych  marglem)  jest  niepoŜądana.
Szkodliwość  zaleŜy  od  wielkości  ziaren  i  od  czystości  węglanu.  JeŜeli  wielkość  ziaren
margla przekracza 0,5 mm wówczas konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych badań
wyrobów gotowych.

−−−−

związki  Ŝelaza,  powodują  zabarwienia  mas  porcelanowych.  Intensywność  zabarwienia
jest  proporcjonalna  do  zawartości  związków  Ŝelaza.  Skupienia  związków  Ŝelaza  po
wypaleniu widoczne są w postaci czarnych lub brązowych plamek zwanych muszką.
Oznaczanie rodzaju i ilości zanieczyszczeń
JeŜeli  podczas  badań  makroskopowych  stwierdzono  w  glinie  obecność  siarczków

(najczęściej  w  postaci  pirytu)  naleŜy  oznaczyć  całkowitą  zawartość  siarki.  PoniewaŜ  siarka
w trakcie  badania  utlenia  się  do  siarczanu,  naleŜy  zatem  określić  zawartość  siarki  w  glinach
w postaci siarczanów i z róŜnicy obliczyć wielkość domieszki w postaci siarczków.

Oznaczenie całkowitej zawartości siarki moŜna przeprowadzić metodą suchą, która

polega na utlenieniu siarki do siarczanów przez stopienie z mieszaniną Na

i Na

lub

i KNO

2FeS

+ 15 Na

= 4Na

+ Fe

+11Na

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Dodatek Na

ma na celu złagodzenie przebiegu reakcji, która w przeciwnym

przypadku przebiega bardzo burzliwie.

Inną metoda oznaczania całkowitej zawartości siarki jest metoda mokra. W metodzie tej

oznaczenie siarki wykonuje się w drodze utlenienia siarczanów rozpuszczalnych przez
działanie środkami utleniającymi, jak woda królewska, dymiący HNO

, mieszanina bromu ze

stęŜonym HNO

lub HCl.

Reakcję zachodzącą przy uŜyciu bromu i stęŜonego HNO

moŜna przedstawić

następująco:

FeS

+ 15 Br+ 3HNO

+ 8 H

O= Fe(NO

) + 2 H

+ 15HBr

Powstały kwas siarkowy oznacza się wagowo w postaci BaSO

W obu metodach produktem jest siarczan baru. Zawartość siarki w glinie oblicza się

z cięŜaru siarczanu barowego mnoŜąc go przez 0,1373.

Innymi związkami, które stanowią zanieczyszczenia glin są węglany. Ilość węglanów

w glinie decyduje o przydatności gliny. Do prostych szybkich metod oznaczania węglanów
w glinie naleŜy metoda z uŜyciem przyrządu Geisslera. Pozwala ona na określenie
procentowej zawartości węglanów w glinie.

Do oznaczania zawartości związków Ŝelaza w piaskach wykorzystywana jest metoda

kolorymetryczna. Polega ona na przygotowaniu skali wzorcowej piasków z tej samej kopalni
co piasek badany. W próbkach tych oznacza się zawartość Fe

, wynik umieszcza na

probówce lub fiolce. Po przygotowaniu skali wzorcowej, wykonuje się te same czynności jak
w przygotowaniu próbki wzorcowej dla próbki materiału pobranej w celu oznaczenia
zawartości Fe

. Badaną próbkę porównuje się z uprzednio przygotowaną skalą wzorcową.

Za zawartość związków Ŝelaza w badanej próbce przyjmuje się zawartość tej probówki, której
barwa jest najbardziej zbliŜona do barwy próbki badanej.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania

, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie zanieczyszczenia najczęściej występują w surowcach ceramicznych?

2.  W jaki sposób wpływają zanieczyszczenia na własności surowców ceramicznych?
3.  Jakie znasz metody oznaczania zanieczyszczeń siarczkowych?
4.  Jaki przyrząd wykorzystuje się do oznaczania zawartości węglanów w glinie?
5.  Jaką metodą oznacza się zawartość związków Ŝelaza w piasku?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz całkowitą zawartość siarki w próbkach gliny wiedząc, Ŝe w wyniku oznaczania

całkowitej zawartości siarki metodą suchą otrzymano 4,57 g siarczanu barowego. Obliczenia
zapisz w notatniku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi badania cech fizycznych,

wykonać obliczenia zawartości siarki,

zapisać rozwiązanie w notatniku.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

kalkulator,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

− literatura z rozdziału 6 dotycząca pobierania średnich próbek laboratoryjnych.

Ćwiczenie 2

Korzystając z przygotowanej skali wzorcowej, oznacz zawartość Ŝelaza w próbkach

piasku. Wyniki zapisz w notatniku.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi badania cech fizycznych,

sprawdzić, czy przygotowana skala wzorcowa jest z tej samej dostawy co oznaczane
próbki,

porównać badane próbki ze skalą wzorcową,

wyniki obserwacji zapisać w notatniku.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

skala wzorcowa próbek piasku,

−

przygotowane do oznaczenia próbki piasku,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca oznaczania zanieczyszczeń w surowcach ceramicznych.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić najczęściej występujące szkodliwe zanieczyszczenia surowców
ceramicznych?

⁪

podać, jaki wpływ na jakość wyrobów mają zanieczyszczenia surowców
ceramicznych?

⁪

oznaczyć zawartość najczęściej występujących zanieczyszczeń w glinie?

⁪

oznaczyć zawartość najczęściej występujących zanieczyszczeń w piasku?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.6.

Badanie składu granulometrycznego

4.6.1 Materiał nauczania

Analiza sitowa
Przy opiniowaniu surowców ceramicznych na podstawie badań laboratoryjnych duŜe

znaczenie ma znajomość ich składu granulometrycznego, to jest procentowej zawartości
poszczególnych frakcji według wielkości cząstek. Znane są liczne metody przeprowadzania
tego rodzaju analiz, związane ściśle z celem badania i rodzajem materiału.

Jedną z metod jest analiza sitowa. Pozwala ona ustalić skład masy o wielkości cząsteczek

powyŜej 60 mikronów.

Rys. 6.

Komplet sit laboratoryjnych ze wstrząsarką [6, s. 92]

Analizę sitową, zaleŜnie od materiału, wykonujemy na sucho lub na mokro. Materiały

sypkie takie jak szamot, kwarcyty, magnezyty oraz niektóre rodzaje glin bada się na sucho.

Analizę na mokro stosuje się przy badaniu kaolinów, glin oraz materiałów bardzo drobno

sproszkowanych nie reagujących z wodą.

Do wykonania analizy sitowej uŜywa się zestawów sit znormalizowanych. Powinny one

być tak dobrane, aby moŜna było wykonać wykres składu granulometrycznego. Jednym
z takich zestawów są sita o prześwitach oczek: 5,4, 3, 2, 1, 0,5, 0,2, 0,12, 0,09, 0,06.

Próbkę materiału przeznaczoną do analizy sitowej suszy się w suszarce o temperaturze

105  ÷  110°C,  aŜ  do  uzyskania  stałego  cięŜaru.  Po  czym  odwaŜa  się  próbkę  100
g z dokładnością do 0,01g i przenosi do zestawu sit i wstrząsa się (ręcznie lub mechanicznie).
Wstrząsanie  prowadzi  się  aŜ  do  momentu,  gdy  po  rozłączeniu  sit  przy  potrząsaniu  ich  nad
błyszczącym  papierem  stwierdzimy,  Ŝe  przechodzenie  cząstek  przez  sita  ustało.  Zawartość
materiału na sitach przenosi się, posługując się miękkim pędzelkiem, do starowanych naczyń
ustawionych  na  błyszczącym  papierze.  Pozostałości  na  poszczególnych  sitach  waŜy  się
z  dokładnością  do  0,01g  i  oblicza  zawartość  poszczególnych  frakcji.  Otrzymane  wartości
stanowią równocześnie zawartość procentową. Wyniki zapisuje się w tabeli.

Przy wykonaniu analizy sitowej na mokro próbkę gliny suszy się w temperaturze

105−110°C do stałego cięŜaru Wysuszony materiał rozdrabnia się w moździerzu lub lekko
nim uderzając. Unikać naleŜy rozcierania i silnych uderzeń, gdyŜ powodują one zmianę
struktury materiału.

Z przygotowanej w ten sposób próbki odwaŜa się 100g materiału z dokładnością do

0,01g i po zalaniu wodą pozostawia do namoknięcia. Rozmoczoną całkowicie zawiesinę gliny
w wodzie  zlewa  się  do  przygotowanego  zestawu  sit.  Następnie  przemywa  się  sita,  aŜ  do
momentu,  gdy  przechodząca  woda  będzie  absolutnie  czysta.  Po  zakończeniu  przemywania
sita  wraz  z  pozostałością,  przenosi  się  do  suszarki  o  temperaturze  105÷110°C.  Wysuszone
pozostałości  przenosi  się  jak  poprzednio  do  starowanych  naczyń.  Wyniki  zapisujemy
w tabeli.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Analiza areometryczna to badanie składu ziarnowego surowców ceramicznych na

podstawie oceny prędkości opadania cząstek mineralnych w zawiesinie wodnej. Metodę tą
stosuje się do oznaczania cząstek o średnicy nie przekraczającej 0,2 mm.

Rys. 7.

Areometr [4, s. 48]

Próbkę gliny przeznaczoną do analizy suszy się w suszarce o temperaturze 105÷110°C,

aŜ  do  uzyskania  stałego  cięŜaru.  Po  ostygnięciu  odwaŜa  się  z  niej  próbkę  20  do  50  g
z dokładnością do 0,01 g. Wielkość odwaŜki zaleŜy od rodzaju gliny. Przy glinach chudych,
piaszczystych  waga  próbki  wynosi  50  g,  a  przy  glinach  tłustych,  ilastych  −  20  g.
Przygotowaną  odwaŜkę  przenosi  się  do  parowniczki  porcelanowej  i  zalewa  100  ml  wody
destylowanej i rozciera palcem tak długo, aŜ przestanie wyczuwać się grudki gliny. Następnie
przystępujemy do mieszania zawiesiny w mieszadle z prędkością 6000 obrotów/minutę przez
10  minut.  Bezpośrednio  po  wymieszaniu  przelewamy  zawartość  do  cylindra  miarowego
o poj.  1l,  po  czym  uzupełniamy  zawartość  wodą  destylowaną  do  objętości  1l.  W  przypadku
braku  mieszadła  moŜemy  roztarta  w  parowniczce  glinę  przenieść  do  kolby  o  pojemności  1l.
Do  kolby  wlewamy  wodę  destylowaną  do  objętości  600−700  ml.  Kolbę  stawiamy  na  siatce
azbestowej i ogrzewamy  stopniowo,  aŜ  do  wrzenia.  Gotowanie  utrzymujemy  przez  30  min
mieszając  często  zawartość  kolby.  Po  ostygnięciu  zawiesiny,  przenosi  się  ją  do  cylindra
i uzupełnia do objętości 1l.

Otwór cylindra zamyka się specjalnym krąŜkiem gumowym i miesza energicznie jego

zawartość  przez  1  minutę  przechylając  go  ruchem  wahadłowym  o  180°.  Cylinder
z jednorodną  zawiesiną  stawia  się  szybko  na  stole  lub  wstawia  do  termostatu.  Jednocześnie
uruchamia  się  stoper  i  bezpośrednio  zanurza  się  w  zawiesinie  areometr  (rys.  7).  Areometr
naleŜy lekko przytrzymywać palcem, aby uniknąć wahania przy wynurzaniu się z zawiesiny.
Pierwszego  odczytu  dokonujemy  po  30  sekundach.  Po  zanotowaniu  odczytu  usuwa  się  osad
ze  ścianek  areometru  poprzez  jego  obrót.  Kolejne  pomiary  odczytujemy  po  upływie  1,  2,  5,
15  30  minut.  Dalsze  odczyty  wykonujemy  po  1,  2,  4,  24  godzinach.  Wraz  z  wynikami
pomiaru, zapisujemy temperaturę zawiesiny. Uwzględniając poprawkę na temperaturę wyniki
pomiaru  zapisujemy  w  tabeli  i  na  tej  podstawie  sporządzamy  wykres  składu
granulometrycznego.

Dla zmniejszenia nakładu pracy i czasu wykonywania obliczeń moŜemy wykorzystać

nomogramy.  Nomogram  jest  to  rodzaj  wykresu,  przy  pomocy  którego  moŜna  bez  pomocy
obliczeń uzyskać rozwiązanie konkretnego równania (często o wielu zmiennych). Stosowany
jest  głównie  wtedy,  gdy  równanie  jest  skomplikowane,  a  zaleŜy  nam  bardziej  na  szybkości
rozwiązania,  niŜ  na  bardzo  duŜej  dokładności.  Przy  uŜyciu  nomogramów  moŜna  bardzo
szybko określić maksymalne średnice cząstek zastępczych w warstwie badanej, w momencie
odczytu.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Przebieg obliczenia jest następujący: znając cięŜar właściwy gliny i temperaturę

zawiesiny odszukuje się odpowiednie punkty na skalach 1 i 2. Punkty te łączy się prostą,
przedłuŜając ją do przecięcia się ze skalą 3. Punkty odpowiadające odczytowi na areometrze
odszukuje się na skali 4, a czasowi, po upływie którego wykonano pomiar na skali 5. Łącząc
te punkty prostą i przedłuŜając ją do przecięcia się ze skalą 6 znajdujemy prędkość opadania
cząstek naleŜących do poszczególnych frakcji. Przez połączenie punktów na skalach 3 i 6, na
przecięciu prostą skali 7, otrzymujemy poszukiwaną średnicę zastępczych cząstek gliny.
Sposób ten obrazuje rysunek 8.

Rys. 8.

Wyznaczanie średnicy cząstek zastępczych gliny [4, s. 54]

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie znasz metody oznaczania składu granulometrycznego?

W jaki sposób wykonujemy analizę sitową na sucho?

W jaki sposób wykonujemy analizę sitową na mokro?

W jaki sposób wykonujemy oznaczenie składu granulometrycznego metodą
areometryczną?

W jaki sposób obliczamy wyniki składu granulometrycznego za pomocą nomogramów?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj analizę sitową przygotowanej próbki szamotu. Wyniki zapisz w przygotowanej

tabeli.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,

przygotować zestaw sit oraz potrzebne naczynia i narzędzia,

sprawdzić stan urządzeń potrzebnych do wykonania ćwiczenia,

wykonać ćwiczenie zgodnie z instrukcją,

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy,

wyniki zapisać w tabeli.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

urządzenia: suszarka, potrząsarka, waga laboratoryjna,

−−−−

parowniczki porcelanowe, zestaw sit,

−−−−

porcja szamotu,

−−−−

tabela do zapisywania wyników,

−−−−

przybory do pisania,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca oznaczania składu granulometrycznego.

Ćwiczenie 2

Wykonaj badanie składu ziarnowego metodą areometryczną. Wyniki oblicz korzystając

z nomogramów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,

przygotować średnią próbkę z oznaczanego materiału,

sprawdzić stan urządzeń potrzebnych do wykonania ćwiczenia,

wykonać ćwiczenie zgodnie z instrukcją,

nanieść wykonane pomiary na wykres nomogramu,

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy,

wyznaczyć średnicę zastępczych cząstek.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

urządzenia: suszarka, moździerz porcelanowy, waga laboratoryjna,

−−−−

parowniczki porcelanowe, zlewki, miękkie pędzle włosiane, areometr,

−−−−

porcja kaolinu,

−−−−

nomogramy,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca oznaczania składu granulometrycznego.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

oznaczyć skład granulometryczny surowców ceramicznych za pomocą
analizy sitowej?

⁪

oznaczyć skład granulometryczny surowców ceramicznych metodą

areometryczną?

⁪

scharakteryzować skład granulometryczny korzystając z nomogramów?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.7. Badanie

plastyczności,

wraŜliwości

suszenie

i ogniotrwałości zwykłej surowców i mas ilastych

4.7.1 Materiał nauczania

Badanie plastyczności glin

Najprostszym sposobem określenia plastyczności badanej gliny lub porównania kilku

glin jest badanie próbki w kształcie wałeczka lub kulki. Z badanej gliny zarobionej do stanu
odpowiedniego do formowania, wykonuje się wałeczek o średnicy 15 mm i długości 200 mm.
Wałeczek  zwija  się  w  pierścień  lub  linię  spiralną.  Im  większą  krzywiznę  moŜna  nadać
wałeczkowi  bez  spękania  jego  powierzchni,  tym  plastyczność  gliny  jest  większa.  Ocenę
plastyczności  moŜna  równieŜ  przeprowadzić  poddając  wałeczki  rozciąganiu.  Przy  glinach
wysoko  plastycznych  rozciągają  się  one  płynnie,  a  po  zerwaniu  mają  ostre  końce.  Wałeczki
z gliny chudej prawie nie rozciągają się, a przełom (miejsce zerwania) jest nierówny.

Badanie plastyczności próbek w postaci kulek przebiega następująco: z zarobionej gliny

formujemy kulki o średnicy ok. 30 mm, które ściska się pomiędzy dwoma palcami lub
deseczkami. Próbki z glin chudych pękają przy niewielkim nacisku, a próbki z glin
plastycznych dają się ściskać bez tworzenia pęknięć.

Zaprezentowane metody oceny plastyczności glin mają praktyczne zastosowanie tylko

w przypadku doświadczonego ceramika. Na ocenę plastyczności ma duŜy wpływ sposób
przygotowania masy do prób oraz umiejętność wnioskowania.

Badanie wraŜliwości na suszenie

Oznaczenia wraŜliwości na suszenie przeprowadzane jest metodą Z.A. Nosowej.
WraŜliwość na suszenie wyraŜana jest współczynnikiem wyznaczonym stosunkiem

skurczliwości objętościowej zachodzącej podczas suszenia do objętości wolnych porów
próbki w stanie powietrzno−suchym. Współczynnik ten wyznaczamy stosując wzór

=V/V

[(G

−G/V

−V)−1]

gdzie: V

− początkowa objętość próbki zaraz po wyformowaniu w cm

V − objętość próbki w stanie powietrzno-suchym,

− cięŜar próbki zaraz po wyformowaniu,

G − cięŜar próbki w stanie powietrzno-suchym,

Dla: glin o małej wraŜliwości na suszenie współczynnik K

<1,

gliny średnio wraŜliwe na suszenie K

(1<K

<2),

gliny bardzo wraŜliwe na suszenie K

>2.

Badanie ogniotrwałości zwykłej

Ogniotrwałością nazywa się właściwość ceramicznych materiałów i surowców, dzięki

której  przeciwstawiają  się  one,  bez  topienia,  działaniu  wysokich  temperatur.  Wskaźnikiem
ogniotrwałości  jest  temperatura,  przy  której  próbka  z  badanego  materiału  w  kształcie
trójkątnego  ostrosłupa  ściętego  odkształca  się  pod  wpływem  cięŜaru  na  tyle,  Ŝe  wierzchołek
jej dotyka ogniotrwałej podstawy. Moment ten nazywa się padaniem stoŜka.

Ogniotrwałość oznacza się numerem znormalizowanego stoŜka pirometrycznego,

z którym badana próbka upadła jednocześnie.

Ogniotrwałość materiału zaleŜy od:

−−−−

składu chemicznego,

−−−−

składu mineralnego,

−−−−

wielkości i rozmieszczenia cząstek poszczególnych minerałów.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Wpływ na wynik ogniotrwałości ma takŜe kształt próbki, sposób jej ustawienia, szybkość

nagrzewania, rozmieszczenie temperatur w strefie ogrzewania oraz charakter środowiska.

W zaleŜności od ogniotrwałości zwykłej gliny dzielą się na:

−−−−

łatwo topliwe, o ogniotrwałości poniŜej 1350°C (sP 135),

−−−−

trudno topliwe, o ogniotrwałości od 1350°C do 1580°C (sP 135-sP158),

−−−−

ogniotrwałe, o ogniotrwałości powyŜej 1580°C (sP 158).

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie znasz metody oznaczania plastyczności glin?

2.  W jaki sposób przeprowadzamy ocenę plastyczności próbek w kształcie wałeczków?
3.  W jaki sposób przeprowadzamy ocenę plastyczności próbek w kształcie kulek?
4.  W jaki sposób określamy wraŜliwość na suszenie?
5.  Co oznacza termin ogniotrwałość?
6.  W jaki sposób oznaczamy ogniotrwałość zwykłą?
7.  Jak dzielimy surowce ilaste ze względu na ich ogniotrwałość?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oceń plastyczność kilku glin metodą wałeczkownia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,

wykonać próbki przez zarabianie z wodą,

oznaczyć próbki kolejnymi numerami,

przeprowadzić próby rozciągania,

zapisać poczynione obserwacje,

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy,

ułoŜyć próbki według malejącej plastyczności.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do przygotowania próbek,

−

porcje kilku glin o róŜnej plastyczności,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca oznaczania plastyczności glin.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Ćwiczenie 2

Oblicz wytrzymałość na suszenie metodą Nosowej znając objętość i cięŜar próbki po

wyformowaniu i w stanie powietrzno-suchym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować dane potrzebne do wykonania obliczeń,
2)  zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym obliczania wytrzymałości na suszenie,
3)  wykonać obliczenia,
4)  wyniki zapisać w tabeli.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

kalkulator,

−−−−

notatnik,

−−−−

przybory do pisania,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca badań odporności na suszenie.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie plastyczności gliny?

⁪

wykonać badanie plastyczności glin najprostszymi metodami?

⁪

zdefiniować pojęcie odporności na suszenie?

⁪

wykonać obliczenia wskaźnika odporności na suszenie?

⁪

zdefiniować pojęcie ogniotrwałości zwykłej?

⁪

wymienić czynniki wpływające na ogniotrwałość surowców?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.8.

Elementy analizy jakościowej i ilościowej

4.8.1 Materiał nauczania

Elementy analizy jakościowej i ilościowej

Analizą chemiczną nazywamy zespół czynności prowadzących do ustalenia składu

chemicznego, jakościowego i ilościowego badanej substancji.

Analiza chemiczna dzieli się na dwa zasadnicze działy: analizę jakościową i analizę

ilościową.

Zadaniem analizy jakościowej jest ustalenie z jakich pierwiastków lub związków

chemicznych składa się substancja. Praktyczne zastosowanie w analizie jakościowej mają
metody specyficzne, pozwalające na wykrycie zanieczyszczeń bez konieczności ich
oddzielenia.

Zadaniem analizy ilościowej jest ustalenie składu ilościowego substancji, tj. zawartości

poszczególnych składników.

Głównymi działami analizy jakościowej są:

−−−−

analiza wagowa (grawimetria), która polega na wytrącaniu oznaczanego składnika
w postaci trudno rozpuszczalnego osadu. Osad ten po odsączeniu, przemyciu, wysuszeniu
lub praŜeniu waŜy się na wadze analitycznej, następnie obliczamy wynik,

−−−−

analiza  miareczkowa,  która  polega  na  oznaczaniu  substancji  A  przez  stopniowe
dodawanie do jej  roztworu porcji substancji B (titrantu), w warunkach umoŜliwiających
stwierdzenie  punktu  końcowego,  odpowiadającego  maksymalnemu  przereagowaniu
substancji A.

Analiza chemiczna kaolinów i glin

Oznaczenie zawartości składników mineralnych umoŜliwia analiza racjonalna,

polegająca  na  rozkładzie  substancji  stęŜonej  kwasami  i  usunięciu  rozcieńczonym  ługiem
powstałej  podczas  rozkładu  krzemionki.  Nierozpuszczone  pozostają  kwarc  i  skaleń.
W analizie  racjonalnej  wykorzystuje  się  metodę  Bollenbacha.  MoŜemy  oznaczyć  substancje
gliniaste, węglan wapniowy, szpat polny, kwarc i mikę w surowcach ceramicznych.

W wyniku analizy chemicznej materiałów ogniotrwałych oznacza się zawartość

procentową Al

, Fe

i SiO

. Analizę chemiczną materiałów ogniotrwałych określa norma

PN-69/ H-04154.

Inną metodą analizy chemicznej surowców jest analiza rentgenograficzna. Została ona

opisana w rozdziale 4.3.1.

Istotnym zagadnieniem jest równieŜ działanie wody na surowce, a w szczególności na

gliny.  Gliny  zmieszane  z  odpowiednią  ilością  wody  ulegają  rozluźnieniu,  aŜ  do  powstania
zawiesiny  z  oddzieleniem  cząstek  gliniastych.  Proces  rozdzielania  gliny  w  wodzie  na
poszczególne  cząstki  nosi  nazwę  peptyzacji  lub  deflokulacji.  Dodanie  do  wody  tzw.
upłynniaczy  np.  szkła  wodnego  powoduje  przyspieszenie  procesu  peptyzacji.  Rozdzielone
cząstki  tworzą  masę  (gęstwę).  Ścisła  ilość  dodawanego  upłynniacza  jest  określana
doświadczalnie.

Działanie odwrotne do upłynniania wykazują dodatki kwasów, powodujące skupienie

cząstek gliny w większe zespoły, szybkie opadnie ich w zawiesinie. Zjawisko to nazywa się
koagulacją, a substancje koagulatorami.

Minerały zawarte w surowcach podczas ogrzewania ulegają przemianie wydzielając

wodę wchodzącą w skład sieci przestrzennej minerałów. Ulatnianie się wody chemicznie
związanej zachodzi przewaŜnie w zakresie temperatur 400÷600

C. NajwaŜniejszy minerał

ilasty − kaolin traci wodę chemicznie związaną częściowo juŜ w temperaturze 400°C,
przewaŜającą część − dopiero w temperaturze 420÷600°C. Reszta wody wydziela się
w temperaturze ok. 1000°C.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

W zakresie temperatur 900÷1000°C zachodzą w surowcach ilastych przemiany, podczas

których wydzielają się znaczne ilości ciepła. Ze względu na brak jednolitego opisu zjawisk
zachodzących podczas ogrzewania kaolinitu ustalono, Ŝe efektem końcowym przemian jest
mulit i krystobalit.

Analiza chemiczna materiałów ogniotrwałych

Głównym surowcem materiałów ogniotrwałych są gliny ogniotrwałe, szczególnie

szamotowe.  Charakteryzują  się  one  małą  zawartością  topników  (poniŜej  6%)
i ogniotrwałością  zwykłą  158  sP.  Są  one  bardzo  plastyczne,  spiekają  się  w  zakresie
temperatur  1300÷1400°C.  W  analizie  chemicznej  materiałów  ogniotrwałych  oznacza  się
przede  wszystkim  zawartość  Al

. Badania te prowadzi się w oparciu o normę

PN-71/H-04154.

Analizy termiczne

Badania termiczne opierają się na pomiarze efektów cieplnych podczas ogrzewania. Na

ich podstawie wnioskujemy o przemianach fazowych, warunkach temperaturowych.
i intensywności procesów odwadniania, dysocjacji termicznej, topnienia i krystalizacji.

Analiza termiczna TA − polega na pomiarze temperatury w próbce za pomocą

termoelementu z zachowaniem ustabilizowanego ogrzewania próbki. W wyniku
zachodzących procesów fizycznych lub chemicznych z wydzielaniem lub pobieraniem ciepła
wykres temperatura − czas będzie posiadał charakterystyczne przegięcia.

Termiczna analiza róŜnicowa TRA − polega na pomiarze róŜnic w temperaturze próbki

badanej i wzorcowej ogrzewanych w tym samym piecu.

Analiza termograwimetryczna TG − polega na pomiarze zmiany cięŜaru próbki w trakcie

ogrzewania na specjalnym urządzeniu zwanym termowagą. Zmiana masy próbki jest
wynikiem dehydratacji, rozkładu węglanu itp.

Otrzymane w wyniku badań wykresy pozwalają na określenie zawartości minerałów

ilastych lub identyfikację w surowcach ceramicznych.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co nazywamy analizą chemiczną?

2.  Jakie są zadania analizy jakościowej?
3.  Jakie są zadania analizy ilościowej?
4.  Jakimi metodami oznacza się zawartość składników w surowcach?
5.  Jakie efekty wykorzystywane są w analizie termicznej?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opracuj schemat czynności wykonywanych w analizie wagowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi analizy jakościowej,

wypisać czynności wykonywane podczas analizy wagowej,

ułoŜyć sekwencję czynności,

zaprezentować wyniki pracy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

luźne kartki papieru,

−−−−

tablica magnetyczna z magnesami,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca analizy jakościowej.

Ćwiczenie 2

Wyznacz krzywą nagrzewnia substancji metodą termicznej analizy róŜnicowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi analizy jakościowej i ilościowej,

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,

zapoznać się z instrukcją wykonania ćwiczenia,

przygotować tygle wypełnione substancją badaną i wzorcową,

sprawdzić kompletność wyposaŜenia stanowiska pracy,

przygotować galwanometr i pirometr do stanu wyjściowego,

włączyć i ustawić ogrzewanie pieca,

zapisywać wyniki pomiaru temperatury w określonych odstępach czasowych,

wykreślić krzywą temperatura − róŜnica temperatur,

10)

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

sprzęt laboratoryjny,

−

galwanometr,

−

pirometr,

−

substancja badana i wzorcowa,

−

kalkulator,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca analizy jakościowej i ilościowej.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie analizy chemicznej?

⁪

wskazać zadania analizy jakościowej i ilościowej?

⁪

scharakteryzować metody analizy jakościowej?

⁪

scharakteryzować metody analizy ilościowej?

⁪

wymienić rodzaje analizy termicznej?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

4.9.

Badanie stęŜenia naturalnych pierwiastków
promieniotwórczych w surowcach i odpadach

4.9.1. Materiał nauczania

Promieniotwórczość naturalna
Oddziaływanie promieniotwórcze podłoŜa i materiałów budowlanych określane jest

mianem  radioaktywności  ze  źródeł  naturalnych,  a  często  nawet  radioaktywności  naturalnej,
co  sugeruje,  Ŝe  jest  to  zjawisko  naturalne,  a  więc  nieszkodliwe.  NaleŜy  sprostować  taki
pogląd,  poniewaŜ  stopień  zagroŜenia  radiacyjnego  zaleŜy  od  wyboru  materiałów
budowlanych a takŜe od rodzaju skał występujących w podłoŜu oraz od lokalnej aktywności
geologicznej.

Na wielkość dawki promieniowania, jaką otrzymuje się ze źródeł naturalnych decydujący

wpływ mają radionuklidy cięŜkie, z dwóch szeregów promieniotwórczych: uranowo-
radowego i torowego oraz radioizotop potasu K-40, który występuje jako stała domieszka
potasu naturalnego.

W stosunkowo duŜych koncentracjach występuje radioaktywny potas. W skałach, średnia

zawartość potasu naturalnego wynosi 2,5% wagowych, z czego 0,0119% stanowi radioizotop
potasu  K-40.  Wchodząc  do  cyklu  biologicznego,  zwiększa  się  koncetracja  potasu,  a  więc
takŜe  potasu  K-40,  który  charakteryzuje  się  względnie  miękkim  promieniowaniem  beta.
CięŜkie  radionuklidy  pochodzenia  geologicznego,  a  są  to  głównie  uran  U-238  i  tor  Th-232
oraz ich pochodne m.in. rad Ra-226, charakteryzują się przede wszystkim promieniowaniem
alfa  oraz  promieniowaniem  gamma  i  beta.  NaleŜy  zwrócić  uwagę  na  rolę  promieniowania
alfa,  którego  konsekwencje  biologiczne  wyraŜa  współczynnik  względnej  skuteczności
biologicznej (WSB),  20-krotnie wyŜszy dla cząstek alfa. Radionuklidy z szeregów uranowo-
radowego  i  torowego  zaliczane  są  do  pierwiastków  osteoporowych  o  działaniu
kumulatywnym.  PoniewaŜ  rad-226  podlega  akumulacji  w  kościach,  wzrost  jego  stęŜenia
związany z działalnością techniczną człowieka stanowi powaŜne zagroŜenie dla zdrowia.

Tabela 1. Koncentracje radionuklidów cięŜkich w skałach (wartości średnie) [5, s. 189]

Skały

Uran [g/t]

Tor [g/t]

Th/U

piaski kwarcowe

0,45

1,7

wapienie

2,2

1,7

iły

1,8

7,2

piaski wzbogacone
w minerały cięŜkie

Do oceny jakości surowców i materiałów budowlanych pod względem ich

radioaktywności słuŜą dwa współczynniki f1 i f2.

Współczynnik f1 informuje o naraŜeniu całego ciała od promieniowania gamma przez

radionuklidy  pochodzenia  geologicznego,  potasu  K-40,  radu  Ra-226  i  toru  Th-228,
występujące  w  materiale.  Współczynnik  f1  ma  formę  złoŜoną,  uwzględniającą  róŜną  wagę
poszczególnych radioizotopów:

f1 = 0,00027 S

+ 0,0027 S

+ 0,0043 S

warunek bezpieczeństwa jest spełniony, gdy f1

≤

gdzie: S

, S

– stęŜenia, odpowiednio: potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228

w Bq/kg.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Współczynnik f2 informuje o stopniu naraŜenia nabłonka płuc od promieniowania alfa

radonu Rn-222 i jego pochodnych. Warunek bezpieczeństwa, określony jako wartość
graniczna zawartości radu w materiale budowlanym, jest następujący:

f2 = S

≤

185 Bq/kg

gdzie: S

– stęŜenie radu Ra-226 w Bq/kg

Według danych statystycznych [5] stęŜenia wymienionych powyŜej radionuklidów,

w surowcach mineralnych, surowcach pochodzenia przemysłowego i materiałach
budowlanych, przedstawia tabela 2.

Tabela. 2. Średnie stęŜenia radionuklidów naturalnych w wybranych surowcach i materiałach [5, s. 86]

Rodzaj

surowca lub

materiału bud.

StęŜenie radionuklidu [Bq/kg]

___________________________________
Potas K-40 Rad Ra-226 Tor Th-228

Współczynnik

wapno

0,09

piasek

228

0,12

margiel

257

0,18

glina

621

0,50

ił

692

0,48

ceramika bud

722

0,54

rednia roczna dawka efektywna od naturalnych źródeł promieniowania w Polsce nie

odbiega od średniej światowej i wynosi około 2,4 mSv.

Badanie stęŜenia naturalnych pierwiastków promieniotwórczych
Jeśli istnieje moŜliwość występowania skaŜeń w zaleŜności od potrzeby mierzy się

skaŜenie zewnętrzne i wewnętrzne. Do pomiaru skaŜeń posługujemy się najczęściej komorą
jonizacyjną, licznikiem Geigera-Müllera, licznikami proporcjonalnymi i innymi przyrządami.

Komora jonizacyjna składa się z dwóch metalowych elektrod umieszczonych na bardzo

dobrych  izolatorach  w  zamkniętej  przestrzeni.  Do  elektrod  przyłoŜone  jest  napięcie,  które
wytwarza  pole  elektryczne  powodujące  przepływ  prądu  w  wyniku  zbierania  jonów
wytworzonych  w  ośrodku  gazowym  przy  przejściu  przez  ten  ośrodek  promieniowania
jonizującego.  NatęŜenie  tego  prądu  zaleŜy  od  natęŜenia  promieniowania,  napięcia   na
elektrodach i ciśnienia gazu w komorze.

Komory jonizacyjne wykorzystuje się do pomiarów mocy dawek promieniowania X oraz

gamma.

Liczniki proporcjonalne zbudowane są podobnie do komory jonizacyjnej. RóŜnica

polega  na  większym  napięciu  międzyelektrodowym.  Zwiększenie  napięcia  powoduje
zwiększenie  energii  jonów  i  elektronów  w  polu  elektrycznym.  Przy  niespręŜystych
zderzeniach  tych  cząstek  z  cząsteczkami  gazu  wytwarzają  one  dodatkowe  jony  i  elektrony.
Następuje tzw. jonizacja wtórna. Ze wzrostem napięcia, na liczniku objętość czynna licznika,
w  której  następuje  jonizacja  zwiększa  się  i  na  jeden  jon  pierwotny  przypada  coraz  więcej
jonów wtórnych. Liczba jonów wtórnych jest proporcjonalna do liczby jonów pierwotnych.

Liczniki proporcjonalne stosuje się do pomiarów róŜnych rodzajów promieniowania

jonizującego (bezpośrednio i pośrednio). Liczba jonów pierwotnych powstających w liczniku
zaleŜy od rodzaju i energii cząstki przebiegającej przez licznik co pozwala równieŜ na
określenie energii rejestrowanych cząstek.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Liczniki Geigera - Müllera wykorzystują zjawisko jonizacji wtórnej. Przechodząc przez

licznik   promieniowanie  jonizujące   wybija  elektrony  ze  ścianek  jego  obudowy  oraz
powoduje  jonizację  znajdującego  się  wewnątrz licznika  gazu.  Uwolniony  elektron  pod
wpływem  pola  elektrostatycznego  między  elektrodami  zostaje  przyspieszony  w  kierunku
anody.  Przyspieszając,  elektron  taki  powoduje  uwolnienie  innych  elektronów  z  cząsteczek
gazu,  które  wybijają  inne.  W  wyniku  tego  powstaje  lawina  elektronów  i  jonów  dających
w efekcie  impuls  elektryczny.  Liczniki  Geigera-Müllera  moŜna  podzielić  na  liczniki
o budowie  okienkowej  i  cylindrycznej.  Liczniki  Geigera  -  Müllera  stosuje  się  do  pomiaru
promieniowania rentgenowskiego, gamma, alfa i beta.

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co nazywamy promieniotwórczością naturalną?

2.  Co decyduje o wielkości dawki promieniowania naturalnego?
3.  W jaki sposób dokonujemy oceny surowców pod względem ich radioaktywności?
4.  Jakie przyrządy stosowane są do pomiaru radioaktywności?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeprowadź pomiar radioaktywności trzech próbek róŜnych surowców ceramicznych za

pomocą licznika Geigera-Müllera.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi pomiaru radioaktywności,

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,

zapoznać się z instrukcją wykonania ćwiczenia,

sprawdzić stan licznika G-M,

wykonać pomiar tła,

wykonać pomiar aktywności próbek w liczniku G-M w czasie określonym w instrukcji,

uporządkować i zlikwidować stanowisko pracy,

wyniki zapisać w tabeli.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−−−−

instrukcja wykonania ćwiczenia,

−−−−

przygotowanie próbek róŜnych surowców np. gliny, piasku, wapienia,

−−−−

licznik G-M umieszczony w ołowianym domku, połączony z przelicznikiem oraz
zasilaczem wysokiego napięcia,

−−−−

literatura z rozdziału 6 dotycząca badania promieniotwórczości surowców.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Ćwiczenie 2

Korzystając z róŜnych źródeł informacji, opracuj podstawowe zasady ochrony przed

promieniowaniem.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

wyszukać informacje dotyczące szkodliwości promieniowania,

zapoznać się z wytycznymi dotyczącymi ochrony przed promieniowaniem,

zapisać sposoby ochrony przed promieniowaniem,

sporządzić wykaz zasad ochrony przed promieniowaniem,

zaprezentować efekty pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu,

−

materiały dotyczące promieniotwórczości naturalnej,

−

materiały dotyczące ochrony przed zagroŜeniami,

−

notatnik,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6 dotycząca badań promieniotwórczości.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie promieniotwórczości naturalnej?

⁪

wskazać źródła promieniotwórczości naturalnej?

⁪

uszeregować surowce wg średniego stęŜenia radionuklidów w surowcach?

⁪

wymienić przyrządy do pomiaru radioaktywności substancji?

⁪

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Test zawiera 20 zadań o róŜnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru.

Za kaŜdą poprawną odpowiedź moŜesz uzyskać 1 punkt.

Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Dla kaŜdego zadania podane
są cztery moŜliwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest poprawna; wybierz
ją i zaznacz kratkę z odpowiadającą jej literą, znakiem X.

Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. JeŜeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz
odpowiedź, otocz ją kółkiem i zaznacz ponownie odpowiedź, którą uwaŜasz
za poprawną.

Test  zawiera  zadania  z  poziomu  podstawowego  oraz  zadania  z  poziomu
ponadpodstawowego,  które  mogą  przysporzyć  Ci  trudności,  gdyŜ  są  one  na  poziomie
wyŜszym niŜ pozostałe (dotyczy to zadań: od 17 do 20).

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

10.

Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie sprawiało Ci trudność, wtedy odłóŜ rozwiązanie
zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

11.

Po rozwiązaniu testu sprawdź, czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE
ODPOWIEDZI.

12.

Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Organizacja pracy w laboratorium określona jest w
a)

regulaminie laboratorium.

statucie szkoły.

wewnątrzszkolnym systemie oceniania.

Kodeksie pracy.

W badaniach laboratoryjnych ciecze ogrzewa się
a)

bezpośrednio nad płomieniem.

przez płytkę izolacyjną.

przez nawiew ciepłego powietrza.

zanurzając w kąpieli wodnej.

Suszenie substancji niehigroskopijnych przeprowadza się
a)

w suszarkach.

w przeciągu.

na słońcu.

na grzejniku elektrycznym.

Próbkę średnią laboratoryjną przygotowuje się z
a)

części zewnętrznej partii materiału.

dowolnej części partii materiału.

próbki ogólnej.

d) dowolnej próbki materiału.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

Oznaczenie składu mineralnego w próbce wykonuje się
a)

metodą dyspersji.

metodą koagulacji.

metodą analizy termicznej

rentgenowskimi metodami strukturalnymi.

Ilość wody potrzebna do doprowadzenia gliny do stanu plastycznego jest
a)

proporcjonalna do masy gliny.

odwrotnie proporcjonalna do masy gliny.

wodą zarobową.

wyznaczana ze wzoru na zawartość wody w glinie w stanie plastycznym.

Zmiana wymiaru próbek spowodowana suszeniem w temperaturze powyŜej 110°C to
a)  skurczliwość liniowa.
b)  skurczliwość poprzeczna.
c)  skurczliwość objętościowa.
d)  skurczliwość całkowita.

Masa próbki materiałów ilastych zaleŜy od
a)

rodzaju materiału.

składu chemicznego.

warunków magazynowania.

rodzaju zamierzonych badań.

Badanie ogniotrwałości przeprowadza się na próbkach w kształcie
a)

walca.

kulek.

prostopadłościanu.

stoŜka ściętego.

10.

Zawartość niektórych składników moŜemy ustalić w badaniu makroskopowym oceniając
a)  połysk.
b)  barwę.
c)  wielkość ziaren.
d)  stan przełomu.

11.

Stwierdzenie obecności pirytu w badaniach makroskopowych gliny powoduje oznaczenie
a)

tylko zawartości siarczków.

całkowitej zawartość siarki.

innych zanieczyszczeń.

składu ziarnowego.

12.

Analiza sitowa jest jedną z metod badania składu
a)

granulometrycznego.

chemicznego.

mineralnego.

zanieczyszczeń.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

13.

Przyrząd na rysunku do badania składu ziarnowego metodą areometryczną to
a)

wstrząsarka z zestawem sit.

aparat pipetowy.

areometr.

aparat sedymentacyjny.

14.

Badanie plastyczności gliny przeprowadza się metodą
a)

mokrą.

suchą.

Stokesa.

Ziemiatczyńskiego.

15.

Ogniotrwałość zwykła glin trudnotopliwych wynosi
a)  sP 135.
b)  sP 135 – sP 158.
c)  sP 158.
d)  sP 158 – sP175.

16.

W analizie chemicznej materiałów ogniotrwałych oznacza się przede wszystkim
zawartość
a)

TiO

Ba SO

17.

Jakość surowców i materiałów pod względem ich radioaktywności oceniana jest za
pomocą
a)

wskaźnika promieniowania.

stęŜenia radionuklidów.

współczynników f

i f

zawartości potasu naturalnego.

18.

Licznik Geigera-Müllera wykorzystuje zjawisko
a)

jonizacji właściwej.

jonizacji pierwotnej.

jonizacji .

jonizacji wtórnej.

19.

Zawartość wody w glinach wynosi
a)

0,5÷1,5%.

2÷7%.

5÷15%.

2÷12%.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ................................................................................................

Badanie

właściwości

fizyczno-chemicznych

surowców

kruszyw

ceramicznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedzi

Punkty

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Razem:

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

”

6. LITERATURA

Cygański A.: Chemiczne metody analizy ilościowej. WNT, Warszawa 1992

Cygański A.: Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. WNT, Warszawa 1993

Kleinrok D., Kordek M.: Technologia ceramiki. PWSZ, Warszawa 1971

Modzelewski M., Woliński J.: Pracownia chemiczna. Technika laboratoryjna. WSiP,
Warszawa 1999

Pawuła A.: Promieniotwórczość naturalna. WIND, Wrocław 1998

Paszkiewicz Z., Sobierska E., Ślósarczyk A.: Ćwiczenia z technologii ceramiki
szlachetnej. Skrypty uczelniane, Kraków 1977

Polański A. Smulikowski K.: Geochemia. PWN, Warszawa 1969

Rusiecki A., Raabe J.: Pracownia technologiczna ceramiki. WSiP, Warszawa 1972