Экспресс-метод определения чувствительности глин к сушке (ускоренный метод Чижского)

Чувствительность глин к сушке зависит от усадки при сушке, пластичности, минералогического состава, степени дисперсности частиц и от количества адсорбированных на поверхности частиц глины катионов щелочных элементов.

Коэффициент чувствительности глин к сушке, так же как их связность и связующая способность, тем выше, чем больше содержится в глине глинистых минералов и в особенности группы монтмориллонита. Кварцевый песок уменьшает пластичность и связующую способность, усадку в сушке и обжиге и чувствительность глин к этим процессам. Тонкозернистые фракции песка (шлюф) повышают чувствительность глин к сушке.

Коэффициент чувствительности глин к сушке определяют на специально изготовленных для этой цели образцах, которые формуют пластическим способом из глины, доведенной до нормального рабочего состояния. Поэтому перед опытом обычно определяют то количество воды, какое необходимо для получения глиняного теста нормальной консистенции. Затем от средней пробы глины берут навеску и, если нужно, подсушивают ее до 2 - 9 % влажности.

Определение чувствительности глин к сушке по методу А.Ф. Чижского

По этому методу рекомендовано определять коэффициент чувствительности глин к сушке по формуле:

Кч = (ωн – ωк) / ωк,

где ωн и ωк – соответственно, начальная и критическая абсолютная влажности, %. Числитель этой формулы представляет объем усадки, так как соответствует количеству воды, потерянному образцом при высыхании до прекращения усадки; знаменатель – критическую влажность, соответствующую количеству воды, потерянному образцом при высыхании после прекращения усадки, т.е. представляет собой отношение объемной усадки к объему пор. За критерий чувствительности глин к сушке принята длительность периода облучения свежесформованного образца мощным лучистым тепловым потоком до момента возникновения в нем трещин.

Для определения чувствительности глин к сушке устанавливают длительность периода облучения образца постоянным тепловым потоком до появления на нем трещины (посечки). Значение периода облучения в секундах и является критерием чувствительности глин к сушке. Источником облучения является стандартная электрическая плитка с закрытой спиралью мощностью 800 Вт. Испытуемой образец помещают на подставку штатива. Для всестороннего просмотра образца служит зеркало.

Облучение производят тепловым потоком мощностью 9000-10000 Вт/м2·час, что соответствует расстоянию между облучателем и образцом – 60 мм.

Подготовку пробы проводят по ГОСТ 32026. Навеску глины в количестве около 500 г высушивают при температуре не более 100ºС до постоянного веса, измельчают и просеивают через сито с сеткой №3, добавляют воду в количестве, необходимом для образования массы нормальной формовочной влажности.

Массу перемешивают до полной однородности, устранения пузырьков воздуха и оставляют на 24 ч в закрытом эксикаторе для равномерного распределения влаги.

Из приготовленной массы формуют образцы квадратного либо круглого сечения. Образец размером 55 55 10 мм или диаметром 16 мм и толщиной 16 мм при нормальной формовочной влажности (формовка вручную в металлических формах) устанавливают на подставку штатива, после чего мгновенно включают секундомер и ведут наблюдение за образцом. Секундомер выключают в момент, когда на узких или широких гранях образца появляется поверхностная трещина. Период облучения до появления трещин (в секундах) определяют, как среднее арифметическое из результатов испытания трех образцов.

Оценку чувствительности глин к сушке производят по следующей шкале:

- высокочувствительные – менее 60 сек;

- среднечувствительные – 60-130 сек;

- малочувствительные – более 130 сек.

По величине коэффициента чувствительности глин к сушке, определенной по методу А.Ф. Чижского, глинистое сырье делят на три класса:

- малочувствительное Кч <1,2;

- среднечувствительное 1,2 < Кч < 1,8;

- высокочувствительное Кч >1,8.

Определения чувствительности глин к сушке методом Белопольского

Чувствительность глин к сушке зависит от усадки при сушке, пластичности, минералогического состава, степени дисперсности частиц и от количества адсорбированных на поверхности частиц глины катионов щелочных элементов.

Коэффициент чувствительности глин к сушке, так же как их связность и связующая способность, тем выше, чем больше содержится в глине глинистых минералов и в особенности группы монтмориллонита. Кварцевый песок уменьшает пластичность и связующую способность, усадку в сушке и обжиге и чувствительность глин к этим процессам. Тонкозернистые фракции песка (шлюф) повышают чувствительность глин к сушке.

Коэффициент чувствительности глин к сушке определяют на специально изготовленных для этой цели образцах, которые формуют пластическим способом из глины, доведенной до нормального рабочего состояния. Поэтому перед опытом обычно определяют то количество воды, какое необходимо для получения глиняного теста нормальной консистенции. Затем от средней пробы глины берут навеску и, если нужно, подсушивают ее до 2 - 9 % влажности.

Отличительными особенностями этого метода является то, что работа ведется на цилиндрических образцах малых размеров, что позволяет несколько сократить время испытаний.

Образцы-цилиндры диаметром 1,5 см и высотой 3,75 см в количестве трех штук вырезают обоймой из глиняного теста и выталкивают стержнем (рис. 2.18).

После изготовления образцы взвешивают и измеряют по длине и диаметру микрометром с точностью до 0,01 см. Через сутки, а затем периодически через 3...4 ч образцы взвешивают до тех пор, пока не будет

достигнута постоянная масса. Затем измеряют окончательную длину и диаметр образцов. Расчет коэффициента чувствительности к сушке ведут по формуле:

где l1 и l2 – начальная и конечная длины образца, см; d1 и d2 – начальный и конечный диаметры образца, см; Δm = т1 - т2; т1, т2 – начальная и конечная массы образца, г.