Główne materiały formierskie

Piaski formierskie

Piaski formierskie są produktem fizycznego i chemicznego wietrzenia skał. Czyn­niki klimatyczne, takie jak zmiany temperatury, atmosfery, wilgotności powietrza, działanie wiatru i wody, spowodowały rozpad zwięzłej budowy skał na drobne czą­stki. Przemieszczane silą wiatru lub wody, utworzyły w różnych miejscach osady zwane złożami. Warunki tworzenia się złoża ';(rozpad skał, sposób przemieszczania się powstałego kruszywa, intensywność tych procesów);są przyczyną, iż piaski for­mierskie w różnych złożach różnią się składem, wielkością i kształtem ziarn, ilością i jakością lepiszcza oraz domieszek szkodliwych, barwą itd. kształt ziaren piasku świadczy o intensywnym przemieszczaniu się kruszywa] do 'momentu utworzenia się złoża.j Produkt wietrzenia skal - piasek, na skutek długiego wzajemnego ocierania się ziarn przybrał regularne, zaokrąglone kształty. Odwrot­nie - ostre nieregularne kształty ziarn piasku wskazują, iż złoże znajduje się w miej­scu powstania czyli rozpadu skały. Naturalne złoża piasków posiadają zróżnicowaną! ale często charakterystyczną dla danego złoża {ziarnistość. Oprócz ziarn piasku sta­nowiących osnowę, zawierają zmienne ilości naturalnego lepiszcza. Nazwa lepiszcze obejmuje wszystkie minerały występujące w .złożu o ziarnistości mniejszej niż 0,02 mm. Piaski formierskie składają się z ziarnistej osnowy (> 65% mas.) oraz natu^ rałnego lepiszcza (< 35% mas.). Przydatność naturalnych piasków do celów odlew­niczych uzależniona jest od składu mineralogicznego, wielkości, jednorodności i kształtu ziarn osnowy, zawartości lepiszcza, zawartości domieszek niepożądanych itp.

Piaski kwarcowe

Piaski kwarcowe to najpospolitsze w przyrodzie i najczęściej stosowane w odlew­nictwie .piaski formierskie o osnowie złożonej głównie z ziaren kwarcu (SiO^). Skład chemiczny tych piasków zależy od mineralnego składu osnowy ziarnowej i lepiszcza. Oprócz podstawowych składników (SiO, i Al O,) piaski te zawierają inne domieszki, wśród których za szczególnie szkodliwe i niepożądane uważa się: Fe^, FeS , CaCOy Na O, K O, MgO. Szkodliwość tych domieszek wynika z faktu {obniżania przez nie ogniotrwałości piasków i pogarszania powierzchni odlewów przez powstawanie przy-paleń i wżerów. Stosowane w odlewnictwie piaski kwarcowe sklasyfikowane są w sześciu gatunkach]

O zakwalifikowaniu piasku do danego gatunku decydują: zawartość lepiszcza i składników chemicznych, temperatura spiekania, przepuszczalność i ziarnistość osnowy. Zawartość lepiszcza oznacza się grawimetrycznie po odmyciu go z określo­nej próbki piasku. Przyrząd do odmywania lepiszcza z próbki piasku przedstawiony jest na rysunku 3.1. Skład ziarnowy osnowy oznacza się za pomocą znormalizowane­go zestawu sit (rys. 3.2). Po przesianiu uprzednio odmytej z lepiszcza i wysuszonej próbki piasku, otrzymuje się na poszczególnych sitach kilka frakcji. Suma trzech największych odsiewów na sąsiadujących z sobą sitach, wyrażona w procentach, na­zywa się frakcja główna. Im wyższa jest wartość frakcji głównej, tym bardziej piasek jest jednorodny. Wg cytowanej już normy PN-77/H-11001 - jednorodność piasków kwarcowych oceniana jest następująco:

- jednorodny - frakcja główna > 80%,- małojednorodny - frakcja główna: 60-80%,- niejednorodny — frakcja główna < 60%.]

Np. z oznaczenia piasku kwarcowego 3 K - 0,40/0,32/0,20 wynika, że odpowiada on gatunkowi 3 K (zawartość lepiszcza max 1,0%, zawartość SiO min 96%, temp. spiekania min 1350*C, jednorodność min 70%), jest małojednorodny. a frakcje główne podczas analizy sitowej pozostały na siłach o rozmiarach oczek 0,40; 0,32; 0,20 mm.

[Temperatura spiekania piasku to najniższa temperatura, przy której następuje nad­topienie próbki piasku nasypanej do łódeczki porcelanowej i umieszczonej w piecu rurowym, zaopatrzonym w system regulacji l kontroli temperatury.

Inne piaski i malorialy

Piasek formierski kwarcowy nie jest jedynym surowcem, stanowiącym osnowy mas stosowanych w odlewnictwie. Specjalne wymagania stawiane niekiedy formom odlew­niczym (np. wysoka ogniotrwalosc), stwarzają konieczność stosowania innych surowców do ich wykonania. Surowcami tymi są materiały pochodzenia mineralnego, takie jak piasek cyrkpnitowy (ZrSiO - ogniotrwałosc ponad 2000*C), piasek mulitowy. (3ALÓ' 2SiO - ogniotrwałosc ponad 1800*C), piasek sylimanitowy (Al 0^ • SiO -ogniotrwałosc ponad 1700'C), piasek chromitowy (FeO • CrO - ogniotrwalosc ok. 1700'C), piasek oliwinowy (MgFe) • SIO - ogniotrwałosc ponad l500'C). Ponadto stosowane są niekiedy materiały syntetyczne lub otrzymywane drogą termicznej obróbki niektórych minerałów: korund (Al 0^ - ogniotrwałosc 1850-2030'C), kar-borund (SiC - ogniotrwałosc ok.200Ó*C), magnezyt (MgO - ogniotrwalosc ponad i900*C) l inne. Masy sporządzone na osnowie wymienionych materiałów przezna­czone są do wytwarzania form klasycznych l precyzyjnych (np. metodą Shawa lub wytapianych modeli), z reguły przeznaczonych do otrzymywania odlewów z wysoko-tppliwych tworzyw. Istotnymi czynnikami ograniczającymi zakres stosowania tych materiałów są Ich wysoka cena oraz ograniczona podaż.

Dla wykonania niektórych elementów form odlewniczych »np. nadlewów, stosuje się masy o specjalnych właściwościach termofizycznych,np. masy termoizolacyjne. Do ich sporządzania stosuje się takie materiały, jak mielony keramzyt lub niektóre frakcje pyłów kominowych.

Gliny formierskie

Naturalne materiały pochodzenia mineralnego, które składają się z lepiszcza i osnowy, przy czym zawierające co najmniej 50% lepiszcza - nazywamy glinami formierskimi. Głównymi składnikami glin, decydującymi o zastosowaniu ich w odlew­nictwie, są materiały ilaste o dużym stopniu rozdrobnienia, będące w przeważnej mie­rze uwodnionymi krzemianami glinu. Materiały te tworzą trzy zasadnicze grupy:

kaolinit-u, montmorylonitu oraz illitu. KaolinU (Al^ • 2S1C^ • 2H O) jest minerałem ogniotrwałym (temperatura topnienia 1770—1790'C), będącym podstawowym składni­kiem większości lepiszcz naturalnych. Minerały grupy montmorylonitu (2A1 O • • 4SiO • m • HO • n • HO) są chemicznie podobne do kaoliniru, lecz posiadają niższą ognioodpornośc (temperatura topnienia ok. 1580'C). Bardzo rozpowszechnione w sko­rupie ziemskiej illlty nie należą do minerałów ogniotrwałych, występują w złożach kaolinów oraz jako składniki gleb. Klasyfikacja glin formierskich oparta jest na ro­dzaju minerałów Ilastych glin l obejmuje: gliny kaolinitowe oraz bentonity.

Gliny kaolinitowe obok głównego minerału - kaolinitu zawierają pewne Ilości illitu i innych krzemianów oraz domieszki ziarn kwarcu. Zróżnicowane zabarwienie glin kaolinitowych jest skutkiem obecności w nich domieszek organicznych lub nie­organicznych. Stosowane w odlewnictwie gliny kaolinitowe oznaczone są symbolem GM oraz cyframi l-i-4 określającymi ich gatunek. Np. najwyższą jakość posiada glina kaolinilowa GM I a"naj niższą GM4. Głównym składnikiem bentonitu są materiały grupy montmorylonitu, którym towa­rzyszą w mniejszych Ilościach minerały ilastc,np. kaolinit lub lllit Typowe bentonity zawierają 70-80% montmorylonitu. Cechuje je znaczna higroskopijnośc. Stosowane w odlewnictwie bentonity, bardzo często poddawane są zabiegom uszlachetniającym (aktywowanie, wzbogacenie) dla polepszenia właściwości wiążących.

Pomocnicze materiały formierskie

Spoiwa

Są to materiały naturalne lub sztuczne, organiczne lub nieorganiczne, które cha­rakteryzują się właściwościami wiążącymi ziarna osnowy piaskowej. W zależności od sposobu wiązania rozróżnia się grupy spoiw wiążących przez: wysychanie, krzep­nięcie i na skutek reakcji chemicznych. Proces wiązania spoiw przez wysychanie następuje bez przemian chemicznych po usunięciu wody. Do tej grupy spoiw należą:

ług posiarczynowy (produkt uboczny przy produkcji celulozy), melasa (produkt odpadowy przy produkcji cukru), dekstryna i skrobia (produkty przerobu ziemnia­ków, pszenicy i kukurydzy) oraz kleje roślinne, będące produktami hydrolizy skrobi roślinnych. Spoiwa o nazwach handlowych SD i Deko stanowią mieszaniny glin kao-linitowych z dekstryną. Spoiwa tej grupy są najszerzej stosowane w odlewnictwie z powodu niskiej ceny i dostępności.

Spoiwa wiążące przez krzepnięcie charakteryzują się tym, że proces wiązania ziaren osnowy polega na przejściu sproszkowanego spoiwa^zmieszanego z piaskiem formierskim i tworzącego otoczkę każdego ziarna, w stan ciekły w czasie ogrzewania i w następującym potem krzepnięciu podczas stygnięcia. Do tej grupy spoiw zalicza się produkty smołowe tj. smoły i asfalty, otrzymywane przez suchą destylację węgla, drewna, torfu lub nafty (rzadko stosowane ze względu na działanie rakotwórcze).

Najliczniejszą grupę spoiw organicznych stanowią żywice syntetyczne, fenolowo-formaldehydowe typu rezolowego lub nowolakowego, mocznikowo-formaldehydowe i furfurylowe. Wiązanie chemiczne żywic może zachodzie w temperaturach podwyż­szonych (termoutwardzalne) oraz normalnych (chemoutwardzalne lub samoutwar-dzalne). Liczną grupę spoiw stanowią inkże oleje. Przykładem nieorganicznego spo­iwa wiążącego chemicznie jest szkło wodne czyli krzemian sodu. Wiązanie osnowy piaskowej w masach na szkle wodnym zachodzi w wyniku oddziaływania utwardza­cza, którym może być dwutlenek węgla, krzemian dwuwapniowy (2CaO • SiO ), krzem metaliczny lub węglik wapnia. Spoiwa organiczne i nieorganiczne, których wiązanie zachodzi na skutek reakcji chemicznych, są szeroko stosowane w odlewnictwie. Spoiwa te obok licznych zalet, wynikających z właściwości uzyskanych mas, posiadają jedną wspólną wadę - odpady tych mas stanowią duże zagrożenie dla środo­wiska.

Dodatki do mas formierskich l rdzeniowych

Właściwości mas można poprawie, stosując do ich sporządzania odpowiednie do­datki. Rola dodatków może polegać na poprawieniu jakości powierzchni odlewów, zmianie właściwości termofizycznych masy, poprawieniu jej przepuszczalności, wybijalności itp. Skutecznym środkiem przeciwdziałającym powstawaniu przypaleń masy do odlewów i poprawiającym jakość powierzchni odlewów, są różne postacie węgla (grafit, pył węglowy, pyl koksowy, sadza lub substancje będące nośnikiem tzw. „węgla błyszczącego"). Przepuszczalność, podatność i wybijalnośc mas może by6 poprawiona przez dodanie ^robnych.trpcin lub.torfu. W odlewnictwie magnezu i jego stopów stosuje się nieorganiczne dodatki zabezpieczające przed zapaleniem się ciek­łego metalu podczas odlewania do form piaskowych. Są nimi siarka, kwas borowy i sole amonowe. Dla zmiany właściwości termofizycznych mas (pojemności i przewod­ności cieplnej, wsp. akumulacji ciepła itp.), można stosować dodatki zwiększające te parametry, np. różnego rodzaju cząstki metalowe (śruty, opiłki, wióry), i obniża-_ Jące je - np. keramzyt lub mikrosfery.

Materiały do sporządzania pokryć

Pokrycia na formy l rdzenie piaskowe stosuje się głównie po to, aby. uzyskać po­wierzchnię odlewów dobrej jakości. Naturalna porowatość piaskowych elementów form oraz mniejsze lub większe ciśnienie metalostatyczne powodują zjawiska pene­tracji ciekłego metalu w masę. Tym samym powierzchnia odlewów staje się bardziej chropowata, mniej estetyczna i może nie odpowiadać warunkom technicznym odbio­ru. Podczas odlewania tworzyw o wysokiej temperaturze topnienia, elementy formy narażone są na bardzo silne przegrzanie. Gdy będzie ono wyższe od doraźnej ognio-trwalości ścian formy lub rdzeni, powstanie warstwa metalowo-ceramlczna (porów­naj p. 1.2.1. oraz rys. l.ł2), utworzą się przypalenia, wżery itp., a tym samym trudna do oczyszczenia, a często wadliwa, powierzchnia odlewów. Pokrycia nałożone na wnękę formy lub rdzenie stanowią skuteczną barierę zarówno dla zjawisk pene-tracyjnych, jak i termicznych pod warunkiem odpowiedniego doboru składu pokryć. Przygotowane pokrycia są najczęściej emulsjami (wodnymi, spirytusowymi) różnych substancji ceramicznych I trudno topllwych, takich jak mączka kwarcowa, cyrkoni-towa, sproszkowany grafit, biel tytanowa (TiO ) itp. Nakładanie pokryć na powierz­chnie wnęk form i rdzeni odbywa się za pomocą pędzli lub rozpylaczy. Przed zala­niem form pokrycia wodne bezwgziędnie musza być dokładnie wysuszone.

Sporządzanie mas formierskich I rdzeniowch

Jednym z warunków otrzymywania odlewów o powtarzalnych właściwościach jest sowanie ścisłe określonych mas formierskich i rdzeniowych. Wykonanie każdej masy polega na dokładnym wymieszaniu skład­ników. Każde ziarno osnowy piaskowej winno zostać otoczone warstwą spoiwa. Każda jednostka objętości sporządzonej masy musi posiadać taki sam skład zgodny z recepturą, a tym samym iden­tyczne właściwości. Uwagi te dotyczą każdej ma­sy, bez względu na rodzaj osnowy piaskowej, stosowane spoiwa i dodatki.

Sporządzanie mas formierskich i rdzeniowych odbywa się w mieszarkach. Posiadają one zróż­nicowane konstrukcje (krążnikowe, łopatkowe, pobocznicowe itd.), objętości robocze i wydajności, a także możliwości eksploatacyjne (praca okreso­wa lub ciągła). Na rysunku 3.3 przedstawiona jest

mała laboratoryjna mieszarka krążnikowa o pojemności 6 kg masy.

Właściwości mas formierskich i rdzeniowych

Zespół cech charakteryzujących masę pod względem przydatności do sporządza­nia^ form lub rdzeni nazywa się właściwościami technologicznymi. Rozróżnia się dwie grupy właściwości technologicznych:

1) pozwalające na ocenę jakości mnsy przed zalaniem formy metalem,

2) pozwalające na ocenę jakości masy podczas zalewania i po zalaniu formy. Do pierwszej grupy zalicza się płynność, osypliwośc i ścieralność oraz gęstość po­zorną, a do drugiej grupy - właściwości termofizyczne, a w tym wilgotność, wytrzy­małość, przepuszczalność, podatność l wybijniność.

Płynność - jest to zdolność do rozprzestrzeniania się zagęszczanej masy w całej objętości masy zawartej w skrzynce Jormierskiej. Im większa jest ta zdolność, tym łatwiej i równomierniej zagęszcza sią masa przy mniejszej pracy koniecznej do jej zagęszczenia.

OsypliwoSć - ścieralność - są to cechy mas gliniastych, szczególnie bentonłto-wych. Powodem osypllwości jest zanik sil wiązania (lub niedostateczna ich wartość) między ziarnami osnowy.

Gęstość pozorna - określona jest stosunkiem masy do objętości wraz z porami znajdującymi" się między ziarnami masy. Gęstość pozorna zmienia się z zagęszcze­niem masy - im większe jest'zagęszczenie, tym większa jest gęstość pozorna i tym mniejsza porowatość masy.

Ogniotrwalosć -- odporność masy na działanie temperatury ciekłego metalu, określona jest najniższą temperaturą, w której następuje spiekanie się poszczegól­nych ziarn osnowy.

Wilgotność - to procentowa zawartość wody w stosunku do innych składników ma­sy. Wywiera istotny wpływ na szereg innych właściwości masy, takich jak wytrzy­małość, przepuszczalność oraz zdolność do odtwarzania kształtu modelu. Wilgotność jest przyczyną występowania złożonych zjawisk w formie odlewniczej po Jej zalaniu ciekłym metalem (parowanie i skraplanie, tworzenie strefy przewilżonej).

Wytrzymałość - jest właściwością określającą spolstość mas i charakteryzującą ich zdolność przeciwstawiania się różnym obciążeniom. W praktyce przeprowadza się badania wytrzymałości mas w stanie wilgotnym lub suchym (utwardzonym) na:

ścinanie, ściskanie, rozciąganie i zginanie (rys. 3.4). Do badań stosuje się przyrząd przedstawiony na rysunku 3.5.

Przepuszczalność ~ to zdolność, masy do odprowadzenia powietrza, pary wodnej l gazów podczas zalewania formy i po jej zalaniu. Zbyt niska przepuszczalność formy jest przyczyną powstawania wad odlewów w postaci pęcherzy gazowych występujących w ściankach odlewów. Przepuszczalność mas zależy głównie od składu ziarno­wego osnowy (wielkości i kształtu ziarn, jednorodności) oraz zawartości lepiszcza i stopnia zagęszczenia masy.

Podatność - charakteryzuje zdolność masy do niestawiania oporu kurczącemu się odlewowi podczas jego stygnięcia (rys. 3.6). Niedostateczna podatność masy for­mierskiej lub rdzeniowej jest przyczyną powstawania w odlewie znacznych naprę­żeń, które w przypadku przekroczenia doraźnej wytrzymałości materiału odlewu powodują pęknięcia.

Wybijalność - jest to właściwość masy, charakteryzująca łatwość usuwania jej z formy lub rdzenia piaskowego z odlewu po zakrzepnięciu metalu w formie, podczas wybijania odlewów.

Wskaźników oceniających właściwości mas i określających ich przydatność do celów odlewniczych jest znacznie więcej. Wskaźniki wymienione wyżej stanowią jedynie ich część, na podstawie której najczęściej określa się przydatność mas do wytwarzania form i rdzeni. Większość wskaźników ma charakter ilościowy i jest uzyskiwana w wyniku badań laboratoryjnych (wytrzymałość, przepuszczalność itd.). Istnieją również wskaźniki o charakterze Jakościowym, np. podatność.

Masy stosowane w produkcji odlewów są najpierw badane w warunkach laborato­ryjnych. Badania te pozwalają ustalić optymalny skład danej masy. Weryfikacja na­stępuje w warunkach produkcyjnych, n po uwzględnieniu ewentualnych korekt skład masy sprawdzany jest okresowo w zakładowym laboratorium mas.

Przygotowanie I badanie podstawowych właściwości masy formierskiej

Cel ćwiczenia: poznanie metod badania podstawowych właściwości mas formierskich

A, Przebieg ćwiczenia

Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy zapoznać się z podstawowymi poję­ciami, terminami i zależnościami związanymi z tematyką ćwiczenia, a także z warun­kami badań i stosowaną aparaturą. Ćwiczenie polega na wykonaniu przynajmniej jednej masy formierskiej, przebadaniu jej właściwości i zapisaniu wyników pomiarów w sprawozdaniu, zawierającym ponadto opis badań oraz komentarz lub wnioski.

1. Przygotowanie masy formierskiej

Skład masy podaje prowadzący ćwiczenie. Odważone porcje sypkich składników masy należy umieścić w mieszarce i mieszać przez 2 minuty. Po upływie tego czasu do mieszaniny dodaje się założoną ilość wody i miesza w dalszym ciągu przez 4 mi­nuty. Po zakończeniu mieszania należy — nie wyłączając mieszarki - otworzyć okien­ko spustowe, przez które masa przemieści się do pojemnika. Następnie masę należy przesiać przez sito formierskie i ponownie umieścić w pojemniku zamkniętym po­krywą, z którego jest ona sukcesywnie pobierana w ilościach koniecznych do wyko­nania próbek.

2. Oznaczenie zawartości wilgoci

Pod pojęciem wilgotności rozumie się zawartą w danej substancji wodę, która pa­ruje i ulatnia się w temperaturze 100'-110*C. Wilgotność w masie formierskiej okreś­la się zwykle metodą grawimetryczną zgodnie z normą branżową BN-75/4024-05. Określenie zawartości wody metodą grawimetryczną przeprowadza się za pomocą suszarki laboratoryjnej lub trójstanowiskowej suszarki promiennikowej (rys. 3.7) oraz wagi analitycznej. Pojedynczy pomiar wykonuje się następująco. Naważkę masy50 ± 0,01 g (dla masy o gęstości poniżej 2650 kg/m³) lub 100 ± 0,01 g (dla mas o gęs­tości powyżej 2650 kg/m ) suszyć w suszarce v/ temperaturze 105-110'C do czasu, gdy masa próbki przestanie ulegać zmianie. Po wysuszeniu naczyńko z próbką usta­wie w eksykatorze l przetrzymać w nim do czasu ostygnięcia próbki do temperatury otoczenia. Następnie próbkę zważyć z dokładnością do 0,01 g i obliczyć zawartość wody wg wzoru

w którym: a - masa próbki przed suszeniem fg], b - masa próbki wysuszonej [g1.

Stosując suszarkę laboratoryjną należy wykonać dwa, a stosując suszarkę promien­nikową trójstanowiskową - trzy oznaczenia. Dopuszczalna różnica między wynikami nie powinna przekraczać 0,1% (dla oznaczeń w suszarce laboratoryjnej) i 0,2% (dla oznaczeń w suszarce promiennikowej). Za wynik badania należy przyjąć średnią arytmetyczną z uzyskanych wartości.

Wilgotność masy można oceniać również metodą chemiczną za pomocą aparatu do badań ruchowych typu LW (rys. 3.8). Oznaczenie polega na odważeniu ok. 6 g ba­danej masy na jednoszalkowej wadze stanowiącej wyposażenie aparatu. Naważkę ma­sy wsypać do czystego pojemnika aparatu, a do komory ciśnieniowej wsypać miarkę zmielonego karbidu. Utrzymując apnrnt w położeniu poziomym, aby nie nastąpiło zetknięcie się wilgotnej masy z karbidem, przykręcić śrubą dociskową pojemnik z masą do komory, ustawie całość w pozycji pionowej (manometrem do góry) i wstrzą­sać aparatem do czasu ustalenia się położenia wskazówki manometru. W komorze aparatu następuje reakcja karbidu z wodą która trwa do momentu wyczerpania się jednego z reagentów. Konieczny nadmiar karbidu powoduje, iż o zakończeniu reakcji decyduje zawartość wody w masie. Ciś­nienie wytworzonego acetylenu jest miarą wilgotności badanej masy. Rzeczywistą zawartość w próbce ustala się przez skorygowanie odczytu z manometru wg zakresu cechowania w metryce aparatu LW. Dla dwóch równoległych oznaczeń różnica mię­dzy wynikami nie powinna przekraczać 0,5%. Za wynik końcowy należy przyjąć Średnią arytmetyczną z obu wartości. Opisana metoda chemiczna służy do szacunko­wych badań kontrolnych bieżącej produkcji. 3. Pomiar przepuszczalności masy

Do wykonania pomiaru konieczny jest ubijnk laboratoryjny (rys. 3.9) z komple­tem tulejek oraz aparat LPiR do oznaczania przepuszczalności. Masę w ilości umożli­wiającej wykonanie standardowej próbki walcowej, wsypać luźno za pomocą lejka do foremki walcowej (tulejki) umieszczonej na podstawce. Foremkę z masą umieścić na podstawie ubijaka i opuszczać powoli okrągłą stopkę dociskową aż do oparcia się jej na masie. Następnie zagęszczać próbkę przez trzykrotne (standardowe) bez­pośrednio po sobie następujące opuszczenie ciężarka ubijaka z określonej wymia­rami krzywki wysokości. Wysokość uzyskanej w ten sposób próbki sprawdzić za po­mocą kresek tolerancyjnych, umieszczonych na stałej i ruchomej części ubijaka. Tolerancja wysokości próbki wynosi ± l mm. Próbki o wysokości mniejszej lub większej należy odrzucie. Foremkę z zagęszczoną próbką zdjąć z ubijaka, nie rusza­jąc próbki w foremce. Przed pomiarem przepuszczalności należy sprawdzić aparat LPiR. W tym celu głowicę aparatu przestawić w położenie kontrolne (oznaczone kres­ką), na głowicę założyć kołpak l uszczelnić go przez obrót dźwigni. Następnie, włą­czając aparat, sprawdzić l ewentualnie wyregulować ciśnienie do wartości 980 Pa (100 mm Hg). Przystępując do pomiaru przepuszczalności próbki masy należy przestawić głowicę w położenie robocze, oznaczone kropkami: dużą - dysza o śred­nicy 1,5 mm lub małą - dysza o średnicy 0,5 mm l zamocować na głowicy foremkę walcową z próbką badanej masy. Po włączeniu aparatu l zatrzymaniu się wskazówki na skali aparatu (zależnej do stosowanej dyszy), dokonać odczytu a wynik zapisać. Za wynik końcowy pomiaru przepuszczalności masy przyjąć średnią arytmetyczną z trzech pomiarów, z zastrzeżeniem, że różnica między skrajnymi wartościami posz­czególnych oznaczeń nie przekracza 10% wartości wyniku średniego.

Opisane badanie przepuszczalności masy, jest badaniem nie niszczącym, a próbkę po wyjęciu z foremki można wykorzystać do Innych badań, np. wytrzymałościowych. Badanie przepuszczalności próbek suszonych odbywa się lak samo, ale przy użyciu Innej tulejki (z przeponą) mocującej próbki.

4. Pomiary wytrzymałości masy

Badania właściwości wytrzymałościowych mas przeprowadza się na standardo­wych próbkach za pomocą wielostanowiskowego aparatu uniwersalnego LRu-1, przed­stawionego, na rysunku 3.5. Zasady oznaczania przedstawione są na rysunku 3.4. W zależności od badanych parametrów wytrzymałościowych masy, stosuje się nastę­pujące próbki:

-• walcowe - do oznaczania wytrzymałości mas na ściskanie, ścinanie (w stanie wilgotnym lub wysuszonym - R"

(R"),

- ósemkowe - do oznaczania wytrzymałości na rozrywanie w stanie wysuszonym (lub utwardzonym - R^s),

- podłużne — do oznaczania wytrzymałości na zginanie w stanie w stanie wilgotnym (R ^w) i wysuszonym (lub utwardzonym - R').

Indeksy dolne przy oznaczeniach określają nadany parametr, górne - stan badanej masy.

Próbki masy zagęszcza się za pomocą ubijnka laboratoryjnego (rys. 3.9) w formach stanowiących standardowe wyposażenie ubijaka. Sposób wykonania próbki walcowej został opisany w punkcie A3. Zagęszczoną w foremce próbkę należy usunąć za po­mocą wypychacza. Wykonanie próbek ósemkowych i podłużnych jest łatwiejsze, gdyż masę zagęszcza się z pewnym nadmiarem usuwanym po zagęszczeniu próbki. Każda próbka mas wilgotnych poddawana jest badaniu bezpośrednio po jej wykona­niu. Badając właściwości masy w stanie wysuszonym należy próbki umieszczać w su­szarce, a po ich wysuszeniu i ostygnięciu poddać badaniom.

Aparat LRu-1 posiada stanowiska do poszczególnych badań, uzbrojone w odpo­wiednie szczęki, uchwyty lub podpory, a także ruchomą skalę, której ustawienie zależy od badanego parametru masy oraz stosowanego obciążenia. Przed wykonaniem jakiegokolwiek oznaczenia, należy zapoznać się z dokumentacją ruchomą aparatu i na jej podstawie wybrać właściwe stanowisko pomiarowe oraz ustawienie skali.

Badania wytrzymałościowe próbek masy są badaniami niszczącymi. Czynności związane z wykonaniem każdego pomiaru przedstawiają się następująco. Właściwie wykonaną próbkę mocuje się w uchwytach aparatu, po którego uruchomieniu, próbka poddawana jest rosnącemu płynnie obciążeniu. Ruchoma wskazówka aparatu infor­muje o zmieniającym się obciążeniu. W momencie, gdy wartość obciążenia przekro­czy wytrzymałość próbki, ulega ona zniszczeniu a wskazówka na skali zatrzymuje się. Obciążnik wywierający siłę na próbkę cofa się do pozycji wyjściowej. Wynik wskazany przez ruchomą wskazówkę należy zapisać a następnie przyciskiem spo­wodować powrót wskazówki do punktu zerowego skali. Po usunięciu znisz B. Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia

Warunkiem zaliczenia ćwiczenia jest wykonanie sprawozdania i przyjęcie go przez prowadzącego.

-• komentarz lub wnioski dotyczące wyników badań.czonej próbki można przystąpić do badania kolejnej próbki.

---