wiczenie: PRZYGOTOWANIE I BADANIE PODSTAWOWYCH

WŁA CIWO CI MASY FORMIERSKIEJ

1. Cel wiczenia: Zapoznanie z metodami badania podstawowych wła ciwo ci

mas formierskich

2. Przebieg wiczenia

Studenci przyst puj cy do wykonania wiczenia winni posiada co najmniej

dostateczn znajomo podstawowych poj , terminów i zale no ci zwi zanych z tematyk

wiczenia (piaski formierskie, kwarcowe piaski formierskie, gliny formierskie, spoiwa,

dodatki do mas formierskich, pokrycia na formy i rdzenie, sporz dzanie mas formierskich i

rdzeniowych oraz ich wła ciwo ci). Ponadto powinni zna warunki bada i wymagan

aparatur . Podczas wiczenia zobowi zani s do wykonania minimum jednej masy

formierskiej, przebadania jej wła ciwo ci i zapisania wyników pomiarów. wiczenia ko czy

sprawozdanie zawieraj ce opis, wyniki bada z odpowiednim komentarzem i wnioski

ko cowe.

3. Uwagi dotycz ce BHP

Przed wykonaniem wiczenia studenci zapoznaj si z aparatur do badania

wła ciwo ci mas formierskich. Wł czanie poszczególnych urz dze mo e odbywa si tylko

za zgod prowadz cego zaj cia.

4. Badania wła ciwo ci mas formierskich

a) przygotowanie masy formierskiej

Skład masy podaje prowadz cy wiczenie. Odwa one porcje sypkich składników masy

umieszcza si w mieszarce i miesza przez okres 2 minut. Po upływie tego czasu dodaje si

do mieszaniny zało on ilo wody i miesza si w dalszym ci gu przez okres 4 minut. Po

zako czeniu mieszania, nie wył czaj c mieszarki, otwiera si okienko spustowe a mas

odbiera od pojemnika. Mas nale y przesia przez sito formierskie i ponownie umie ci w

pojemniku zamkni tym pokryw . Z pojemnika pobiera si sukcesywnie mas w ilo ciach

koniecznych do wykonania próbek

b) oznaczanie zawarto ci wilgoci

Pod poj ciem wilgotno ci rozumie si wod , która paruje i ulatnia si w temperaturze 100

- 110oC. Zawarto wilgoci w masie formierskiej okre la si zwykle metod

grawimetryczn a sposób oznaczenia okre la norma bran owa BN-75/4024-05.

Okre lenie zawarto ci wody metod grawimetryczn przeprowadza si za pomoc suszarki

laboratoryjnej lub trójstanowiskowej suszarki promiennikowej oraz wagi analitycznej.

Pojedy czy pomiar wykonuje si nast puj co. Nawa k masy 50 ± 0,01 g (dla mas o

g sto ci poni ej 2650 kg/m3) lub 100 ± 0,01 g (dla masy o g sto ci powy ej 2650 kg/m3

umieszcza si w suszarce i wytrzymuje w temperaturze 105 - 110oC a do czasu gdy

masa próbki przestanie ulega zmianie. Po wysuszeniu, naczy ka z próbk ustawia si do

eksykatora i przetrzymuje w nim do czasu ostygni cia próbki do temperatury otoczenia.

Nast pnie próbk wa y si z dokładno ci do 0,01 g i oblicza zawarto wody wg wzoru:

a − b

W =

⋅ 100

[100%]

a

w którym :

a - masa próbki przed suszeniem [g],

b - masa próbki wysuszonej [g]

Stosuj c suszark laboratoryjn - nale y wykona dwa, a stosuj c suszark promiennikow

trójstanowiskow - trzy oznaczenia. Dopuszczalna ró nica mi dzy wynikami nie powinna

przekracza 0,1% (dla oznacze w suszarce laboratoryjnej) i 0,2% (dla oznacze w

suszarce promiennikowej). Za wyniki badania nale y przyj redni arytmetyczn

uzyskanych oznacze .

Zawarto wilgotno ci w masie mo na oceni równie metod chemiczn przy

wykorzystaniu aparatu do bada ruchowych typu LW. Oznaczenie polega na odwa eniu

ok. 6 g badanej masy przy pomocy jednoszalkowej wagi stanowi cej wyposa enie aparatu.

Nawa k masy wsypuje si do czystego pojemnika aparatu, a do komory ci nieniowej

wsypuje si miark zmielonego karbidu. Utrzymuj c aparat w poło eniu poziomym aby

nie nast piło zetkni cie si wilgotnej masy z karbidem, przykr ca si rub dociskow

pojemnik z mas do komory, ustawia si cało w pozycji pionowej (manometrem do

góry) i wstrz sa aparatem do czasu ustalenia si poło enia wskazówki manometru. W

komorze aparatu nast puje reakcja karbidu z wod :

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca/OH /2

która trwa do momentu wyczerpania si jednego z reagentów. Konieczny nadmiar karbidu

powoduje, i o zako czeniu reakcji decyduje zawarto wody w masie. Ci nienie

wytworzonego acetylenu jest miar wilgotno ci badanej masy. Rzeczywist zawarto w

próbce, ustala si przez skorygowanie odczytu z manometru wg zakresu cechowania w

metryce LW. Dla dwóch równoległych oznacze ró nica mi dzy wynikami nie powinna

przekracza 0,5%. Za wynik ko cowy nale y przyj redni arytmetyczn warto z obu

oznacze . Opisana metoda chemiczna słu y do szacunkowych bada kontrolnych w

warunkach bie cej produkcji.

c) pomiar przepuszczalno ci masy

Do wykonania pomiaru konieczny jest ubijak laboratoryjny z kompletem tulejek oraz

aparat LPiR do oznaczania przepuszczalno ci. Mas w ilo ci umo liwiaj cej wykonanie

standardowej próbki walcowej wsypuje si lu no, przy pomocy lejka do foremki walcowej

(tulejki) umieszczonej na podstawce. Foremk z mas umieszcza si na podstawie ubijaka

i opuszcza powoli okr gł stopk dociskow a do oparcia si jej na masie. Nast pnie

zag szcza si próbk przez trzykrotne (standardowe), bezpo rednio po sobie nast puj ce

opuszczenie ci arka ubijaka z okre lonej wymiarami krzywki wysoko ci. Wysoko

uzyskanej w ten sposób próbki, sprawdza si za pomoc kresek tolerancyjnych

umieszczonych na stałej i ruchomej cz ciach ubijaka. Tolerancja wysoko ci próbki

wynosi ± 1 mm. Próbki o wysoko ci mniejszej lub wi kszej - odrzuca si . Foremk z

zag szczon próbk zdejmuje si z ubijaka nie ruszaj c próbki w foremce. Przed

pomiarem przepuszczalno ci, nale y sprawdzi aparat LPiR. W tym celu, głowic aparatu

nale y przestawi w poło enie kontrolne (oznaczone kresk ), na głowic zało y kołpak i

uszczelni go przez obrót d wigni. Nast pnie, wł czaj c aparat sprawdza si i ewentualnie

reguluje ci nienie do warto ci 980 Pa (100 mm Hg).

Przyst puj c do pomiaru przepuszczalno ci próbki masy, nale y przestawi głowic w

poło enie robocze, oznaczone kropkami : du - dysza o rednicy 1,5 mm, lub mał -

dysza o rednicy 0,5 mm i zamocowa na głowicy foremk walcow z próbk badanej

masy. Po wł czeniu aparatu i zatrzymaniu si wskazówki na skali aparatu (zale nej od

stosowanej dyszy), dokona nale y odczytu a wyniki zapisa . Za wynik ko cowy pomiaru

przepuszczalno ci masy, nale y przyj redni arytmetyczn warto trzech pomiarów z

zastrze eniem, e ró nica mi dzy skrajnymi warto ciami poszczególnych oznacze nie

przekracza 10 % warto ci wyniku redniego.

Badanie przepuszczalno ci masy opisanej wy ej, jest badaniem nieniszcz cym, a próbk

po wyj ciu z foremki mo na wykorzysta do innych bada np. wytrzymało ciowych.

Badanie przepuszczalno ci próbek suszonych odbywa si tak samo, ale przy u yciu innej

tulejki (z przepon ) umo liwiaj cej zamocowanie próbki.

d) pomiary wytrzymało ci masy

Badania wła ciwo ci wytrzymało ciowych mas przeprowadza si na standardowych

próbkach przy pomocy wielostanowiskowego aparatu uniwersalnego LRu-1. W zale no ci

od badanych parametrów wytrzymało ciowych masy, stosuje si nast puj ce próbki:

- walcowe - do oznaczania wytrzymało ci mas na ciskanie, cinanie (w stanie wilgotnym

lub wysuszonym - R w

w

s

s

c , Rt , Rc , Rt ) i na rozrywanie w stanie

wilgotnym R w ‘

r

- ósemkowe - do oznaczania wytrzymało ci na rozrywanie w stanie wysuszonym R sr (lub

utwardzonym - R ur),

- podłu nym - do oznaczania wytrzymało ci na zginanie w stanie wilgotnym R w

g

i wysuszonym (lub utwardzonym) R s

u

g (Rg ).

Indeksy dolne przy oznaczeniach okre laj badany parametr, górne - stany badanej masy.

Próbki masy zag szcza si za pomoc ubijaka laboratoryjnego w foremkach stanowi cych

standardowe wyposa enie ubijaka. Sposób wykonania próbki walcowej opisany został w

skrypcie. Zag szczon w foremce próbk usuwa si z niej za pomoc wypychacza.

Wykonanie próbek ósemkowych i podłu nych jest łatwiejsze, gdy mas zag szcza si z

pewnym nadmiarem - usuwanym po zag szczeniu próbki. Wła ciwo ci mas wilgotnych

bada si bezpo rednio po wykonaniu próbek. Wła ciwo ci mas w stanie wysuszonym bada

si po wysuszeniu i ostygni ciu próbek.

Aparat LRu-1 posiada stanowiska do poszczególnych bada , uzbrojone w odpowiednie

szcz ki, uchwyty lub podpory, a tak e ruchom skal , której ustawienie zale y od

badanego parametru masy oraz stosowanego obci enia. Przed wykonaniem

jakiegokolwiek oznaczenia, nale y zapozna si z dokumentacj ruchow aparatu i na jej

podstawie wybra wła ciwe stanowiska pomiarowe oraz ustawienie skali.

Badania wytrzymało ciowe próbek masy, s badaniami niszcz cymi. Czynno ci zwi zane

z wykonaniem ka dego pomiaru s nast puj ce. Wła ciwie wykonan próbk mocuje si

w uchwytach aparatu, po uruchomieniu, którego, próbka poddawana jest rosn cemu

płynnie obci eniu. Ruchoma wskazówka aparatu informuje o zmieniaj cym si

obci eniu. W momencie gdy warto obci enia przekroczy wytrzymało próbki - ulega

ona zniszczeniu a wskazówka na skali zatrzymuje si . Obci nik wywieraj cy sił na

próbk , cofa si do pozycji wyj ciowej. Wynik wskazany przez ruchom wskazówk

nale y zapisa a nast pnie spowodowa powrót wskazówki do punktu zerowego skali. Po

usuni ciu zniszczonej próbki, mo na przyst pi do kolejnego oznaczania, stosuj c now

próbk .

5. Sprawozdanie z wykonanego wiczenia

Warunkiem zaliczenia wiczenia jest wykonanie sprawozdania i przyj cie go przez

prowadz cego. Sprawozdanie winno zawiera :

− skład przygotowanej i badanej masy,

− opis przebiegu czynno ci i bada wykonanych w trakcie wiczenia,

− tabelk z wynikami poszczególnych pomiarów i u rednionymi wynikami bada ,

− komentarz lub wnioski

6. Literatura

1. Sakwa W., Wachelko T.: Materiały na formy i rdzenie, Wyd. l sk, Katowice 1981

2. Lewandowski L.: Materiały formierskie, PWN Warszawa 1971