Порядок проведення роботи

Дослідну глину у повітряно-сухому стані подрібнюють у ступці, просіюють крізь сито № 05, додають попередньо розраховану кількість води, щоб отримати пластичну масу заданої вологості, та проминають протягом 30 хв. Керамічну масу попередньо добре гомогенізують шляхом перемішування, проминання, вилежування протягом однієї доби в ексикаторі та повторного проминання.

Підготовлена маса закладається в циліндричну нержавіючу чашу висотою 60–100 мм, діаметром 60–200 мм. Маса не повинна містити пустот та повинна знаходитися у чаші врівень з її краями, маючи рівну поверхню.

Для визначення пластичної міцності маси використовується конічний пластометр Ребіндера типу КП–4 (рис. 1.2), який складається з основи 1 зі встановленими гвинтами 2 та закріпленої на основі станини 3 з направляючим вузлом 4. У направляючий вузол вмонтовано стопорний механізм з пусковою кнопкою 5. До верхньої частини направляючого вузла за допомогою кріплення 6 приєднаний індикатор годинникового типу 7. У направляючому вузлі у вертикальному напрямку рухається штанга 8 із закріпленими до неї дисками 9 для установки вантажів та опорним кронштейном 10. На нижньому кінці штанги кріпиться вимірювальний конус 11. У центрі основи розташовано підйомний столик 12, на якому розміщується піддон 15 з чашею 16, наповненою дослідною масою. Для фіксування столика в потрібному положенні служить стопорний гвинт 13. Для точного регулювання положення столика, що забезпечує торкання вершини конуса до поверхні дослідної маси, служить мікрометрична гайка 14. Гвинт 17 служить для фіксування мікрометричної гайки. Піддон, чаша та вимірювальні конуси виготовлені з нержавіючої сталі для запобігання їх корозії при контакті з дослідними масами, які можуть містити хімічно агресивні компоненти [2].

Установити пластометр на основі, що забезпечує стійке положення пристрою і виключає вплив вібрації та штовхань. За допомогою гвинтів 2 забезпечити горизонтальне положення основи пластометра. Закріпити вимірювальний конус на штанзі 8. Перемістити штангу у верхнє положення, в якому вона буде зафіксована стопорним механізмом. Розмістити опорний кронштейн 10 над вимірювальним стрижнем індикатора. Відрегулювати положення опорного кронштейну на штанзі таким чином, щоб вимірювальний стрижень індикатора впирався в кронштейн із натягом не менше 9 мм за шкалою індикатора. Після регулювання і реєстрації початкового положення індикатора h₀ кронштейн міцно закріпити на штанзі!

Рисунок 1.2 – Пластометр Ребіндера конічний

Для проведення досліджень слід встановити на підйомному столику 12 піддон та чашу з дослідною масою та закріпити стопорним гвинтом 13 (див. рис. 1.2) столик у такому положенні, при якому відстань від вершини конуса до поверхні маси складатиме 1–5 мм. Обертанням мікрометричної гайки дійти такого положення столика, при якому поверхня маси торкнеться вершини вимірювального конуса. Встановити та зареєструвати необхідну вагу на диску. При цьому слід мати на увазі, що загальне навантаження на систему, кг,дорівнюватиме:

m_заг = m_ш+ m_к+ m_в (1.1)

де m_ш – маса штанги з дисками для важків та опорного кронштейна, кг (0,349 кг для даного приладу); m_к– маса конуса, кг; m_в – маса важка, кг. Для даного прибору маса конусів m_к з кутом 30 ° складає 0,028 кг, 45 ° – 0,051 кг, 60 ° – 0,086 кг.

Вибір конуса здійснюється з урахуванням «жорсткості» маси: для більш «жорстких» пластичних мас (вогнетривких, керамічних мас для напівжорсткої та жорсткої екструзії) краще користуватись конусом з меншим кутом при верхівці.

Після того, як чашу з дослідною масою встановлено під вістря конуса, а індикатор відрегульовано, легко натиснути на пускову кнопку і тим самим визволити штангу разом з конусом. У цей момент відмічають початок досліду за секундоміром. Під дією власної ваги конус занурюється в дослідну масу. По мірі занурення конуса площа його зіткнення з масою зростає, разом з тим напруга зменшується. В результаті цього швидкість занурення згасає допоки швидкість практично не дорівнюватиме нулю. Слід враховувати, що зазвичай занурення закінчується після 3 хв, після чого, як показав цілий ряд дослідів, конус занурюється на таку незначну величину, що нею можна знехтувати. Закінчивши дослід, реєструють кінцеве показання індикатора (h + h₀). Дослід повторюють не менше п’яти разів із постійно зростаючою масою важка, яка не повинна перевищувати 5 кг. Результати вимірювань заносять до табл. 1.1.

Пластичну міцність керамічної маси розраховують за формулою:

(1.2)

де P_m – пластична міцність маси, МПа (Н/мм²); K_α – постійна конуса; F – сила тяжіння, Н; h – глибина занурення конуса, мм.

Постійна конуса розраховується з точністю до 0,001 за формулою

(1.3)

де α – кут при верхівці конуса (може дорівнювати 30 °, 45 °, 60 °).

Сила тяжіння, Н, розраховується за формулою:

F = m_заг · g (1.4)

де m_заг – загальне навантаження на систему, кг; g – прискорення вільного падіння (9,81 м/с²).

Таблиця 1.1 – Результати вимірювань

Після отримання експериментальних даних вони перевіряються на наявність грубих помилок (промахів). Для цього необхідно здійснити такі обчислення.

1) Розрахувати середнє арифметичне значення результатів спостережень x_і:

. (1.5)

2) Обчислити середнє квадратичне відхилення результату спостереження:

. (1.6)

3) Знайти відхилення V_п допустимого промаху X_П від :

. (1.7)

4) За числом дослідів n, включаючи дослід з допустимим промахом, та прийнятій для вимірювання довірчій імовірності Р = 0,95 в табл. Д 1.2 Додатку 1 знайти нормоване вибіркове відхилення нормального розподілення Z (P, n).

5) Визначити чи є передбачуваний промах X_П дійсно промахом: якщо V_П < Z·S (X), то результат спостереження X_П не є промахом; якщо
V_П ≥ Z·S (X), то результат спостереження X_П є промахом.

6) Виявлений промах виключити з результатів спостережень в табл. 1.1.

7) Повторити перелічені вище операції для інших результатів, які допустимо можуть вважатися промахами.

8) За результат вимірювання прийняти середнє арифметичне значення результатів спостережень, з яких виключені промахи.

Приклад алгоритму реєстрації та обробки експериментальних результатів наведено у Додатку 1.

Запитання для самоконтролю

1. Дайте пояснення таким явищам, як релаксація, пружна післядія і тиксотропія, характерних для колоїдно-дисперсних глинистих систем.

2. За допомогою яких характеристик керамічних мас можна оцінити їх формувальні властивості?

3. Що таке пластична міцність керамічних мас?

4. Охарактеризуйте методи визначення пластичної міцності керамічних мас та лабораторне обладнання, що для цього використовується.

Лабораторна робота 2

Поиск по сайту: