Определение гранулометрического состава формовочного песка.

Метод определения гранулометрического состава формовочного песка основан на определении количественного распределения частиц по крупности рассевом на стандартном комплект сит по ГОСТ 6613:

Навеску песка после определения в ней массовой доли глинистых частиц в соответствии с ГОСТ 29234.3 помещают на верхнее сито комплекта, в котором сита расположены в нисходящем порядке(таблица1). Рассев ведут в течение 15 мин, после чего прибор выключают, снимают сита, остатки песка раздельно с каждого сита переносят на глянцевую бумагу (при этом сито тщательно очищают мягкой кистью) и взвешивают. Результаты заносят в протокол.

 

Таблица 1

№ сит	22.5	11.6										-
Размер ячейки, мм	22,5	11,6	11,0	00,63	00,4	,0,315	00,2	00,16	00,1	0,063	00,05	тазик

 

1.2.I. Оборудование и материалы.

- весы технические на 500г с разновесами.

- бумага глянцевая или калька;

- кисть мягкая;

- просеивающий аппарат с набором сит.

- прибор для просеивания

Аппарат для просеивания состоит из следующих трех основных узлов:

- вибрационная система;

- основание сит с натяжной лентой;

- корпус с электродвигателем.

1.2.2. Описание аппаратуры (рис.1. 2.)

Вибрационная система представляет собой электромагнит 3 установленный в корпусе I и подвижную часть сердечника электромагнита 6, прикрепленную к основанию сит 4. Основание сит подвешено на трех плоских пружинах 5. В держателе 11 установлена лента 8, оснащенная натяжным устройством 7 и двумя передвижными рычажными зажимами9, служащими для регулирования равномерного натяжения ленты для крепления стопки сит 10. Аппарат покоится на ножках 13 с амортизационными пружинами12.

После включения аппарата в сеть и пуска с помощью ручки включателя времени 2 (ручку углубить внутрь и повернуть по часовой стрелке) происходит пульсирующее притягивание подвижной части сердечника вместе с основанием и набором сит к электромагниту. В момент притягивания подвижной части сердечника происходит прогиб пружин и перемещение опирающегося на них набора сит в вертикальной плоскости. затем с одновременным поворотом в горизонтальной плоскости по часовой стрелке, происходит такое же возвратное движение под действием сжатых пружин. В результате зерна перемещаются по периметру сит, что способствует их лучшему разделению на фракции.

Песок, высушенный и охлажденный, после отделения глинистой составляющей, осторожно высыпают на верхнее сито указанной стопки и закрывают крышку.

Рис. 1. 2. Просеивающий аппарат

1- корпус; 2-включатель с таймером; 3-электромагнит;4-основание; 5-плоские пружины; 6-сердечник электромагнита; 7-натяжное устройство; 8-лента; 9-зажимы; 10-стопка сит; 11-держатель; 12- пружины-амортизаторы;13-ножки.

 

1.2.3. Порядок испытания.

Натяжным устройством зажимают стопку, расположенную на основании прибора и включают таймер на 15 мин. После операции просеивания комплект сит снимается с аппарата и переносится на стол для взвешивания остатка песка на каждом сите в отдельности. С этой целью остаток песка осторожно высыпают на лист бумаги размером 200х200мм и затем пересыпают его на чашку технических весов. Взвешивание производится с точностью 0.01г.

1.2.4. Определение марки песка по ГОСТ 2138-91

В марке песка присутствует одна из трех букв: К, Т, Ж, отражающих содержание глинистых составляющих в песке. Чем меньше глинистых составляющих в песке, тем выше качество песка. Содержание глинистых составляющих допускается:

К – в кварцевом песке до 2%,

Т – в тощем песке от 2 до 12%,

Ж – в жирном песке от 12 до 50%..

ГОСТ 2138-91 содержит 7 таблиц, с использованием которых, по результатам испытаний, определяют группы и марку песка.

 

Классификация кварцевых песков по содержанию глинистых составляющих

Таблица 1

Группа	Массовая доля глинистой составляющей,% не более
	0,2
	0,5
	1,0
	1,5
	2,0

 

 

Классификация кварцевых песков по содержанию кремнезема (определяется химическим путем в специальных лабораториях)

Таблица 2

Группа	Массовая доля диоксида кремния, % не менее
К1	99,0
К2	98,0
К3	97,0
К4	95,0
К5	93,0

Классификация песков по коэффициенту однородности

Таблица 3.

Группа	Коэффициент однородности, % не более
О1	Св.80,0
О2	От 70,0 до 80,0
О3	От 60,0 до 70,0
О4	От 50,0 до 60,0
О5	до 50,0

 

 

Классификация песков по среднему размеру зерна

Таблица 4

Группа	Средний размер зерна, мм
	До0,14
	От 0,14 до до0,18
	От 0,19 до 0,23
	От 0,24 до 0,28
	Св. 0,28

 

 

Классификация тощих песков по содержанию глинистых составляющих

Таблица 5

Группа	Массовая доля глинистой составляющей, % не более
	4,0
	8,0
	12,0

 

 

Классификация тощих песков по содержанию кремнезема

Таблица 6

Группа	Массовая доля диоксида кремния, % не менее
Т1	96,0
Т2	93,0
Т3	90,0

 

Классификация жирных песков по пределу прочности при сжатии

Таблица 7

Группа	Предел прочности при сжатии во влажном состоянии, МПа
Ж1	Св. 0,08
Ж2	От 0,05 до 0,08
Ж3	До 0,05

 

1.1.5.Определение среднего размера зерна и коэффициента однородности (ГОСТ29234.3-91).

Массовую долю песка на сите (Х) в процентах вычисляют по формуле

Х = (m1/m)100% (1.2.)

где m1- масса остатка на сите, г

m – исходная масса навески, г.

1.1.6.Определение среднего размера зерна испытуемого песка.

Для определения среднего размера зерна и коэффициента однородности строят интегральную кривую распределения массы частиц по фракциям сит. По оси абсцисс откладывают в логарифмическом масштабе размер сторон ячеек сит, а по оси координат в линейном масштабе последовательно суммируют относительную массу частиц по всем фракциям сит в процентах (рис. 1.3.).

На оси ординат интегральной кривой (рис.1.3) определяют точку, соответствующую 50% (через сито проходит 50% испытуемого песка) и проводят горизонталь до пересечения с интегральной кривой, соответствующей Дср. По таблице 4 определяют группу по среднему размеру песка.

1.1.7. Определение однородности испытуемого песка.

Для определения коэффициента однородности (О) на оси абсцисс от среднего диаметра (Дср) влево и вправо откладывают точки, соответствующие 2/3 Дср и 4/3 Дср

Из полученных точек на оси абсцисс проводят вертикали до пересечения с интегральной кривой. Затем проводят горизонтали, до пересечения с ось ординат. Коэффициент однородности равен разности: О = 83-20=63 (рис. 1.3.). Затем по таблице 3 определяют однородность - О₃. Данные результатов гранулометрического состава песка заносятся в протокол.

Рис.1.3. Интегральная кривая распределения частиц по размерам

 

Определение марки песка по ГОСТ

При определении марки кварцевого песка пользуются таблицами 1 – 4. Для тощих песков – 4 – 6, и для жирных песков используют таблицы 7 и 4.

Пример марок песков: 3К₃О₂02 – кварцевый песок с содержанием глинистых не более 1 %, кремнезема – 97 %, однородность-70-80%, зерновой состав песка 0,18 – 0,23.