Определение числа пластичности керамических масс по максимальной влагоемкости (метод Лебедева)

Метод основан на свойстве воды прочно удерживаться на поверхности частиц даже при давлениях, развиваемых мощной центрифугой. Такая вода называется молекулярной. Максимальная молекулярная влагоемкость отражает свойства связанной воды, является достаточно постоянной характеристикой глин и не зависит от их агрегированности.

Для определения максимальной молекулярной влагоемкости глин берут оставшуюся глиняную массу после определения верхнего предела пластичности методом балансирного конуса.

Форма для определения молекулярной влагоемкости представляет собой металлическую пластинку –шаблон толщиной 2 мм с отверстием в центре диаметром 50 мм.

Форму укладывают на кусочек ткани (батиста). Отверстие шаблона наполняют глиняной массой, избыток которой, выступающей из отверстия шаблона, удаляют ножом или шпателем. После этого снимают шаблон, а образец покрывают вторым кусочком ткани и помещают между листами фильтровальной бумаги диаметром 9 см (по 20 листов сверху и снизу). В таком виде образец устанавливают под гидравлический пресс и подвергают сжатию до 6,5…7 МПа. Можно одновременно испытывать несколько образцов, положив между ними металлические прокладки.

Требуемое показание на манометре М при сжатии:

M=R_сж×

где Rсж – заданное давление, равное 6,5 или 7 МПа; Аобр – площадь образца, см2 (Аобр = 19,63 см2); Апор – площадь поршня пресса, см2.

Образец выдерживают под давлением в течение 10 мин. При этом необходимо следить за тем, чтобы давление на манометре пресса в процессе уплотнения оставалось постоянным. По окончании испытания проверяют качество отжатой лепешки. Ломкость (хрупкость) лепешки указывает на завершение процесса водоотдачи. Мягкость лепешки, напротив, говорит о незаконченной водоотдаче. В этом случае испытание повторяют вновь, причем увеличивают длительность пребывания образца под давлением до 30 мин. и более, пока не наступит полная водоотдача. После этого определяют влажность стандартным методом и вычисляют число пластичности известной формуле.

Влажность (W) в процентах вычисляют по формуле:

W = (m1-m0)/m0 *100

где m1 – масса влажной навески до высушивания, г; m0 – масса навески после высушивания, г.

Пластичность (П) в процентах вычисляют по формуле:

П = Wт – Wр

где Wт – влажность массы, соответствующая границе текучести, %; Wр – влажность массы, соответствующая границе раскатывания, %.

Расчет выполняют с точностью до 0,1%.

По полученным данным берут значение числа пластичности как среднее из двух определений.

Метод определения верхнего предела пластичности глин

Количественной мерой пластичности (ГОСТ 9169) является разность влажностей между границей текучести и границей раскатывания глины в жгут.

Границей текучести называют верхний предел влажности, при котором глина сохраняет пластические свойства. При дальнейшем повышении влажности глиняная масса теряет способность сохранять форму – она течет.

Границей раскатывания называют нижний предел влажности глины, при которой глина обладает пластическими свойствами. Ниже этого предела глина приобретает хрупкие свойства.

Определение нижней границы текучести

Метод основан на определении разности значений влажностей глинистой массы, соответствующих нижней границе текучести и границе раскатывания. Для выполнения анализа от лабораторной пробы глины отбирают навеску массой не менее 50 г, измельчают (не растирая) до полного прохождения через сито с отверстиями 0,5 мм. Приготовленную для испытания навеску помещают в фарфоровую чашку, куда при непрерывном помешивании добавляют воду до образования густой однородной пластичной массы. Массу равномерно распределяют по дну чашки слоем толщиной 10 мм и разрезают наконечником шпателя (трезубцем) на две равные части так, чтобы зазор между ними имел в верхней части ширину 2,5-3 мм, а по дну чашки − 1 мм. Чашку устанавливают на верхнем диске прибора конструкции Васильева и закрепляют держателем. Стержень с установленным в нем цилиндрическим упором закрепляют винтом в таком положении, чтобы он был на расстоянии 75 мм от опорной плиты прибора. После этого крепление освобождают, стержень с чашкой свободно падает и ударяется об опорную плиту. Массу в чашке встряхивают три раза, при этом зазор между двумя ее частями уменьшается. После каждого встряхивания определяют размеры зазора, просвечивая настольной лампой. Если после третьего падения стержня разрезанный слой массы не соединился, в массу приливают малыми порциями (не более 0,5-1,0 см3) дополнительное количество воды, перемешивают, разравнивают и испытание повторяют. Если соединение пласта при повторном испытании происходит после первого или второго падения стержня, в массу добавляют сухое глинистое сырье (1,0-1,5 г), перемешивают и испытание повторяют.

Испытание считают законченным, если после третьего падения стержня с чашкой обе половинки массы в чашке сольются на расстоянии 10-15 мм по длине зазора. Продолжительность испытания не должна превышать 2 ч. После окончания испытания отбирают навеску массой 25 г, помещают в предварительно высушенную до постоянной массы и взвешенную бюксу с открытой крышкой и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105- 110°С до постоянной массы. Затем бюксу вынимают, закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание повторяют до достижения постоянной массы. Полученная влажность, выраженная в процентах, является нижней границей текучести.