Файл: Медведев Я.И. Технологические испытания формовочных материалов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 137
Скачиваний: 1
Наиболее простой способ определения текучести влажных смесей предложен X. Дитертом. Он основан на замере индикатором деформации стандартного образца 50x50 мм при уплотнении его на копре между четвертым и пятым ударами. Величину теку чести находят по формуле
где є — деформация образца между четвертым и пятым ударами копра в мм.
Основной недостаток метода — это его несоответствие физикомеханической сущности явления текучести, выраженной приве
денным |
выше определением. Данный метод ско- |
|
. |
|||||||
рее пригоден для определения уплотняемости. |
|
I |
||||||||
Неудобством |
метода |
является |
также |
искус |
|
|
||||
ственно суженный диапазон измерения теку |
|
|
||||||||
чести |
смеси. |
С помощью |
метода X. Дитерта |
|
|
|||||
были определены примерные величины текуче |
|
|
||||||||
сти (уплотняемости) |
для |
следующих |
смесей: |
|
3 |
|||||
песчано-масляных 88—98, безглинистых на |
|
|||||||||
сульфатной барде 82—92, |
облицовочных |
при |
|
. 3 |
||||||
формовке по-сырому 70—85, песчано-глини- |
|
|||||||||
стых |
62—75. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В «Союзформлитье» предложен метод опре |
Рис. |
44. Определе |
||||||||
деления |
текучести, |
основанный |
на измерении |
|||||||
веса смеси, продавливаемой через очко ударами |
ние |
текучести сме |
||||||||
си |
методом «Союз- |
|||||||||
копра |
|
[104]. Стандартный уплотненный |
одним |
формолитье» |
||||||
ударом |
образец / весом 170 г |
вместе |
с |
гиль |
|
|
зой 2 устанавливают на специальную втулку-подставку 3 с отвер стием 25 мм (рис. 44); затем по образцу производят два удара копра. Часть смеси продавливается через отверстие подставки.
Величина |
текучести определяется отношением (в процентах) |
веса смеси, |
прошедшей через отверстие подставки, к весу исход |
ного стандартного образца. Показатель текучести является вели чиной относительной, зависящей от диаметра отверстия, через которое продавливается смесь: чем оно больше тем, выше теку честь.
Существует несколько вариантов данного метода, отличаю щихся от описанного выше варианта диаметром и формой входных кромок очка и способом продавливания смеси: в одних случаях копер ударяет непосредственно по образцу, а в других — по втулке с отверстием.
Поданным работы [7], наиболее удачной является конструкция гильзы, в которой уплотненная копром смесь (160 г) перетекает при трех ударах копра вверх из цилиндра сечением 20 см2 в ци линдр сечением 10 см2. Показателем текучести в этом случае будет высота столба смеси, выдавленной в сечение 10 см2.
Большая группа методов определения текучести основана на замере твердости торцовых поверхностей уплотненных стандарт ных образцов [143]. Величину текучести вычисляют по формуле
T = -jfr 100%,
где Нн и Нв — твердость соответственно нижнего (по отношению к уплотняющей колодке копира) и верхнего торцов образца.
Твердость определяют специальным чувствительным твердо мером.
%
I 1 |
s 60 |
|
|
|
|
2 |
|
050 |
|
|
\ |
|
|
|
|
8» |
=320 |
|
|
|
|
|
|
1. |
& 10 |
111 |
|
77,1 |
<5>I |
|
|
|
|
і |
11 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
см |
43 |
і* |
|
|
|
|
|
|
Текучесть |
|
|
|
|
Рис. 45. |
Технологическая проба Г. М. Орло |
||||||
ва для определения текучести смеси (а) и ре |
|||||||
зультаты |
замеров текучести двух смесей |
(б): |
|||||
1 — |
п е с ч а н о - г л и н и с т о й , |
а с ж- = |
0,4 |
кгс/см2; |
2 — |
||
б и т у м н о - б е н т о н и т о в о й , |
ас |
0,85 |
кгс/'см2 |
||||
Г. М. Орлов [ПО] на основе исследования перетекания |
смеси |
в объеме опоки при прессовании пришел к выводу, что оценка текучести смеси по твердости образца теоретически оправдана. Предложенная им методика испытания текучести для случая ста тического уплотнения (прессования) заключается в том, что твер дость замеряется в точках А и В ступенчатой пробы (рис. 45, а) на расстоянии 30 мм между плоскостями замера твердости. Вес уплотняемой смеси 100—120 г. Методика дает удовлетворительную воспроизводимость опытов и обладает достаточной чувствитель ностью (рис. 45, б).
Для оценки текучести при динамическом уплотнении (встря хивании, виброуплотнении) более подходит методика, разрабо танная А. Я. Калашниковой [56]. Образец в виде усеченного конуса уплотняют однократным встряхиванием на специальном столе с высотой подъема 15 мм (рис. 46). Смесь засыпают в форму для образца через сито 2,5, После однократного встряхивания
формы (в положении большим основанием вверх) и срезания из бытка смеси образец вытряхивают на плексигласовую пластинку, закрепляемую на встряхивающем столе. Текучесть смеси харак теризуется расползанием основания конусного образца при 10кратном встряхивании с частотой два удара в секунду. Мерой текучести является разность между диаметром конуса после встря хивания D2 и исходным диаметром уплотненного образца D г . Измерение производят в двух вза имно перпендикулярных направле ниях. Для облегчения измерения на плексигласовую пластинку заранее наносят концентрические круги с шагом 1 мм. Диаметры исходного образца составляют 110 и 35 мм, вы сота 75 мм.
Промежуточное положение между |
|||
методами Дитерта и «Союзформлитье» |
|||
занимает метод О. Магера, при |
кото |
||
ром определенную навеску смеси за |
|||
сыпают в специальную |
тонкостен |
||
ную кассету, |
вставляемую |
в ступен |
|
чатую гильзу малым диаметром 50 мм |
|||
и большим |
диаметром |
74,5 |
мм |
(рис. 47). После уплотнения |
смеси |
||
в кассете кассету вынимают, а |
остав |
||
шийся в гильзе образец уплотняют с |
той |
же энергией, что и в первом слу |
|
|
|
чае; |
при этом смесь перетекает в рас |
Рис. 46. Определение текучести |
||
труб ступенчатой гильзы. |
по методу А. Я- |
Калашниковой: |
||
Текучесть смеси определяют по |
ка; 3— к у л а ч о к д л я подъема |
в с т р я |
||
|
|
/ — р е г у л и р у ю щ и е |
винты; 2— |
с т о й |
формуле |
х и в а ю щ е г о стола; |
4 — стол; |
5 — |
т = |
|
100 |
%, |
|
|
п л е к с и г л а с о в а я |
пластина; 6 — об |
||
•Й1 |
(32) |
р а з е ц |
смеси |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где h0 и hx |
соответственно высоты смеси в узкой части ступен |
||||||||
|
чатой |
|
гильзы |
при |
|
первоначальном |
уплотнении |
||
|
и после |
вторичного |
уплотнения; |
|
|
||||
^іоо |
— высота |
уплотненного |
|
образца в узкой части сту |
|||||
|
пенчатой гильзы для смеси, текучесть которой |
||||||||
|
принимается за 100% |
|
(максимально текучая смесь). |
||||||
Высота раструба hx ступенчатой |
|
гильзы равна |
10 |
мм. |
|||||
А. А. Степанов [134] установил, |
|
что проба на |
заполняемость |
раструба (рис. 47) при соответствующей обработке результатов исследования может дать теоретически обоснованные значения текучести Т как величины, обратной динамической вязкости смеси,
где |
Q — |
нагрузка на образец смеси; |
|
|
т — длительность действия |
нагрузки; |
|
|
mvy — |
количество движения, |
получаемое смесью; |
|
AS — |
изменение поверхности образца при перетекании в рас |
|
|
|
труб гильзы. |
|
За последнее время расширились теоретические исследования процесса уплотнения смесей, в частности в связи с разработкой и внедрением процессов прессования форм на автоматических ли ниях [71, 140]. Существенно продвинулись и работы по определе нию теоретически обоснованных характеристик текучести смесей на основе понятий механики грунтов.
Рис. |
47. Определение текучести |
по методу О. Магера: |
|
1 — н и ж н я я п о л у ф о р м а ; |
2 — к р е п л е н и е |
гильзы к н и ж н е й п о л у ф о р м е ; |
|
|
3 |
— г и л ь з а ; 4 — |
кассета |
Наиболее |
ранней является работа |
Косякова В. Ф. {69], в ко |
торой за характеристику текучести смеси принимается коэффи циент сопротивления сдвигу tg г]> или отношение величин сдвигаю щей и уплотняющей сил, действующих на образец.
В основу разработки методики положен закон Кулона, опре деляющий зависимость между действующими на образец верти кальной уплотняющей нагрузкой Q, сопротивлением сдвигу Р, удельной силой сцепления между зернами смеси С и коэффициен
том |
внутреннего трения /: |
|
|
|
|
Р = |
Cw + |
Qf, |
(33) |
где |
w — площадь сдвига |
|
|
|
|
После преобразования зависимость (33) приобретает вид |
|||
|
tgip = -y + |
f ' |
|
|
|
Р |
|
|
|
где |
tg =-q^7 — коэффициент |
сопротивления |
сдвигу; |
•ф — угол сопротивления сдвигу;
Q
q = —^ |
вертикальное |
давление. |
Прямолинейная зависимость между напряжениями вертикаль |
||
ного сжатия |
о и сдвига х с д |
устанавливается со значения о , |
при котором |
исчезает деформация |
Смеси |
с изменением |
объема, |
т. е. с момента перехода смеси в состояние сплошной среды. |
||||
Для определения коэффициента сдвига tg г|) Косяков В. Ф, |
||||
использовал |
специальный прибор |
(рис. |
48). Навеску |
смеси 4 |
(200 г) засыпают в гильзу 1, стоящую на поддоне 2. В гильзе имеется нож 3, который производит сдвиг смеси при определенной прес сующей нагрузке. Образец уплотняется при помощи гидропресса 6, пуансона 5 и упора 7. После достижения заданной нагрузки под ключают нож гибким тросиком, перекинутым через блок 8, к ко-
Рис. 48. Прибор для определения коэффициента сопротивления сдвигу в формовочных смесях
ромыслу 9, качающемуся в подшипниках 10, укрепленных в стой ках 11. Висящий на коромысле бачок 12 загружается дробью до момента срезывания образца. Дробь подается таким образом, чтобы скорость приложения нагрузки и деформация образца соот ветствовали друг другу.
Двойная площадь поверхности среза образца диаметром 50 мм составляет 39,25 см2; испытание длится не более 2 мин.
Зависимость tg "ф (текучести) от удельного прессования для различных смесей представлена на рис. 49.
С увеличением содержания в смеси глины сопротивление сдвигу
возрастает, а с |
увеличением давления |
прессования — |
падает. |
В работе Л. |
М. Мариенбаха и В. Г. |
Плясунова [92, |
93] пла |
стические свойства смесей характеризуются максимальной пла
стической деформацией образца s |
и модулем |
пластичности |
GnJl. |
На рис. 50 дана схема прибора |
ОПС для |
определения |
этих |
величин, в котором с целью исключения деформаций скалывания или среза пластические деформации происходят без заранее факсированных плоскостей сдвига. Образец смеси / находится между нажимной 2 и опорной 8 подвижными плитами. Контроль прижима
осуществляется индикатором 4. |
Подвижные опоры под действием |
силы Р катятся по плоскостям |
3 и 5 прибора, сила трения Fmp |