Способы определения коэффициента чувствительности глин

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 монтмориллонитаᶥ. 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 тестаᶥ нормальной консистенции. Затем от средней пробы глины берут навеску и, если нужно, подсушивают ее до 2 - 9 % влажности.

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.

Способ определения воздушной усадки глин

Определение «усадок» необходимо для оценки «поведения» отформованных изделий в процессе сушки, и обжига, разработки технологических режимов, установления размеров свежеотформованных изделий

Воздушная усадка прямо пропорциональна пластичности глин и косвенно по ее значениям можно судить о сушильных свойствах глинистого сырья. Чем больше усадка, тем чувствительнее глина к сушке. Определяют линейную или объемную воздушную усадку, которая колеблется в пределах:

− для тощих глиняных масс – 3-4%;

− для умеренно пластичных – 4-10%;

 − для пластических – 10-14%. По величине воздушной усадки и наличию дефектов на образцах (трещин, короблений, расслоений) судят о необходимости введения отощающих добавок. Обычно, если величинаᶥ воздушной усадки более 7%, в глину необходимо добавлять отощители.

Подготовку пробы проводят по ГОСТ 32026. Предварительно глину высушивают, измельчают и просеивают через сито с отверстиями 1,25 мм. Глинистое сырье затворяют водой до получения формовочной влажности. Вода и глина добавляются в несколько приемов при перемешивании. Замоченная глина сбивается в ком и тщательно проминается до полного удаления воздушных пузырьков и прослоек. Ком глины разрезается на куски и каждый кусок с силой (броском) накладывается друг на друга, при этом концы пальцев не должны оставлять на поверхности кусков углублений, которые могут привести к образованию новых воздушных пузырьков и прослоек. После достижения полной однородности глиняного теста (лучше после вылеживания в полиэтиленовых мешках или эксикаторе в течение одних суток), от кома глины в виде параллелепипеда отрезают пласты, которые уплотняют в формах. Излишки глины срезаются ножом, поверхность заглаживается. Перед формованием формы слегка 65 смазывают машинным маслом. Сразу после формования на плитке осторожно острым предметом под линейку проводят две взаимно пересекающиеся диагонали. На диагоналях штангенциркулем делают метки глубиной 2 мм таким образом, чтобы точка пересечения диагоналей оказалась посередине между острыми концами измерителя, разведенного на 50 (100) мм. Плитки маркируют.

Сформованные образцы сушат на рамках при температуре 20ºС до прекращения усадочных явлений. Для равномерного высыхания и предотвращения деформаций образцы в процессе сушки следует не менее одного раза в сутки осторожно перевертывать. После прекращения сушки образцы устанавливают на ребро и досушивают до постоянной массы в сушильном шкафу. Сначала их помещают в холодный сушильный шкаф на расстоянии 5-6 мм друг от друга. Скорость подъема температуры для тощих масс – от 10 до 20ºС/ч, для пластичных – менее 10ºС/ч. Плитки выдерживают в сушильном шкафу до полного высушивания. Температура сушки 105- 110ºС. Высушенные образцы охлаждают в эксикаторе, внимательно осматривают, отмечают выявленные дефекты и штангенциркулем измеряют расстояние между усадочными метками. Воздушную линейную усадку lВ вычисляют по формуле: 100 1 1 2 d d d l B , 66 где d1 – расстояние между метками на отформованных образцах, мм; d2 – расстояние между метками на образцах после сушки, мм. Расчет ведут для каждого отдельного замера. Воздушная усадка плитки представляет собой среднее значение трех замеров. Плитки, которые во время сушки растрескались или сильно деформировались, не учитывают. Результаты испытании заносят в таблицу 2.19. Таблица 2.19 Определение воздушной линейной усадки Наименование сырья Номер образца Расстояние между метками образца, мм Воздушная линейная усадка, % свежесформо- ванного сухого для каждого образца средняя Определение воздушной объемной усадки можно проводить на плитках размером 50 50 5 мм и на кубиках размером 50 50 50 мм. Объемная усадка выражается формулой: 100 1 1 2 V V V VB , где V1 – объем изделия в начальной стадии процесса (в момент формовки), см3 ; V2 – объем изделия в конечной стадии после сушки, см3 . При малых значениях lВ по всем трем направлениям (высота l1, ширина l2, длина l3) VВ ≅ l1 + l2 + l3. Если l1 = l2 = l3, то VВ = 3lВ. При больших значениях lВ и условии l1 = l2 = l3 следует пользоваться более точной формулой: 100 100 1 3 1 B B V l . Результаты испытаний заносят в таблицу

Экспресс метод определения чувствительности глин к сушке

(ускоренный метод по А.Ф. Чижскому)

Сущность метода. Коэффициент чувствительности глин к сушке – продолжительность времени облучения в секундах свежеотформованного образца из глины либо шихты постоянным тепловым потоком до появления на нем трещины (посечки).

За критерий чувствительности глин к сушке принимается длительность периодаᶥ облучения свежесформованного образца мощным лучистым тепловым потоком до момента возникновения в нем трещин. Значение периода облучения в секундах и является критерием чувствительности глин к сушке. Источником облучения является стандартная электрическая плитка с закрытой спиралью мощностью 800 Вт, работающая от электросети переменного токаᶥ напряжением 220 V. 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