Vzorek ostřiva je zkoumaný pod mikroskopem při zvětšení 20 ~ 100 x pro tvar zrna a 50 ~ 500 x pro povrch zrna. Výsledkem je subjektivní posouzení charakteru tvaru a povrchu zrn ostřiva.
Během vytvrzování se měří vaznost pojivových můstků pomocí vaznoměru ve zvolených časových intervalech. Získané hodnoty se graficky zpracují a vzniká tzv. vytvrzovací křivka znázorňující růst pevnosti v čase. Z vytvrzovací křivky poté můţeme zjistit ţivotnost směsi a dobu rozebíraní forem (jader).
Postup měření:
1. Do misky nasypeme a mírně upěchujeme namíchanou směs.
2. Průběţně měříme vaznost směsi v intervalu σ = 0 – 350 kPa (1 kPa = 0,1 N/cm2).
3. Po dosaţení σ = 350 ± 30 kPa formu vyjmeme a změříme pevnost na obrácené straně. Hodnoty by se neměly od sebe příliš lišit.
8.6 Měření pevnosti ve štěpu Zkušební zařízení:
Laboratorní mísič
Speciální dělený jaderník s příslušenstvím
Pěchovadlo
Přístroj pro měření pevnosti s příslušenstvím
Měřič času
Váha
Princip metody:
Pevnost ve štěpu se zjišťuje tlakem, působícím kolmo na osu zkušebního válečku.
K destrukci zkušebního válečku dochází tahem.
Postup měření:
1. Namíchanou směs vsypeme do kovového jaderníku a upěchujeme.
2. Po uplynutí poţadované doby vyjmeme zkušební válečky ( 50 x 50 mm) a změříme pevnost ve štěpu. Vysokotlaký přípravek (louskáček) je přitom na pozici 1 a odčítáme pevnost ze stupnice Rt3.
8.7 Měření zbytkové pevnosti Zkušební zařízení:
Laboratorní mísič
Speciální dělený jaderník s příslušenstvím
Pěchovadlo
Přístroj pro měření pevnosti s příslušenstvím
Elektrická pec s automatickou regulací a rozsahem do 1500 °C.
Měřič času
Váha Princip metody:
Zbytková pevnost je pevnost, kterou má zkušební tělísko o konečné pevnosti (po 24 nebo 48 hod) a po definované tepelné expozici (teplota, čas).
Postup měření:
1. Pouţijeme neporušená zkušební tělíska, získaná podle postupu v kap. 8.7, vytvrzených na konečnou pevnost (24 nebo 48 hod).
2. Zkušební tělíska vloţíme do pece vyhřáté na danou teplotu.
3. Po uplynutí stanovené doby (obvykle 2 hod) pec vypneme a necháme pec i zkušební tělíska vychladnout. Dveře pece jsou po celou dobu zavřené.
4. Po vychladnutí zkušební tělíska vyjmeme z pece a změříme pevnost podle daného postupu.
9 VÝSLEDKY PRÁCE
9.1 Charakterizace ostřiva
9.1.1 Stanovení granulometrické skladby ostřiva
Průměrné hodnoty ze tří měření podle postupu v kapitole 8.1, jsou zaznamenány v příslušných tabulkách ve sloupci “Zbytek na sítě“. Z těchto hodnost byl sestrojen graf sítového rozboru ostřiva, pomocí součtové křivky pro příslušná ostřiva.
9.1.1.1 LK-SAND®
Graf sítového rozboru pro ostřivo LK-SAND® je na obr. 15. Hodnoty, které jsme z grafu vyčetli, jsou zaznamenány v tab. 2.
Naváţka [g] 100
Obr. 15 Sítový rozbor ostřiva LK-SAND® Tab. 1 Granulometrická skladba ostřiva LK-SAND®
Tab. 2 Hodnoty ze sítového rozboru
Střední zrno d50 ostřiva nabývá hodnoty 0,3 mm, coţ je běţná velikost zrn pro výrobu masivních odlitků. V grafu můţeme vidět tendenci součtové křivky se zplošťovat. Tento jev přímo souvisí se zvětšováním vzdálenosti mezi d25 a d75, které slouţí pro výpočet stupně stejnorodosti. Stupeň stejnorodosti vyšel 57,5 %, coţ naznačuje poměrně různorodé velikostní sloţení ostřiva.
9.1.1.2 Biała Góra
Graf sítového rozboru pro ostřivo Biała Góra je na obr. 16. Hodnoty, které jsme z grafu vyčetli, jsou zaznamenány v tab. 4.
Naváţka [g] 100
Tab. 3 Granulometrická skladba ostřiva Biała Góra
Tab. 4 Hodnoty ze sítového rozboru
Obr. 16 Sítový rozbor ostřiva Biała Góra
Střední zrno d50 ostřiva Biała Góra je 0,29 mm. Součtová křivka je na první pohled
Hodnoty pro stanovení granulometrické skladby ostřiva GL35 byly převzaty z dodacího dokumentu od dodavatelské firmy Grudzeń Las Sp. z o.o.
Tab. 6 Hodnoty ze sítového rozboru
Obr. 17 Sítový rozbor ostřiva GL35
Střední zrno d50 je 0,41 mm a stupeň stejnorodosti 59,6 %. Můţeme říci, ţe doposud pouţívaná formovací směs pro výrobu čepů válce je sloţená z hrubozrnějšího ostřiva, s přibliţně stejným stupněm stejnorodosti, jak testované ostřivo LK-SAND®.
9.1.2 pH a elektrická vodivost ostřiva
Podle postupu v kapitole 8.2 bylo provedeno měření pH a elektrické vodivosti ostřiva LK-SAND® a Biała Góra. Naměřené hodnoty jsou zaznamenány v tab. 7.
pH el. vodivost [μS.cm-1]
LK-SAND® 6,80 8,7
Biała Góra 6,17 6,9
GL35 6,44 6,9
Bylo zjištěno, ţe LK-SAND®, Biała Góra a GL35 mají slabě kyselou povahu. Hodnoty elektrické vodivosti dosahují velmi nízkých hodnot. Lze tudíţ usuzovat, ţe obě studované ostřiva mají čistý povrch a jsou doprovázena minimem příměsí.
9.1.3 Ztráta žíháním spalitelné podíly (ţivce, organické sloučeniny), které by při lití produkovaly plyny a sniţovaly pevnost formovací směsi. Dosaţené výsledky potvrzují charakter ostřiv, který byl zjištěn při stanovení elektrické vodivosti.
Tab. 7 Naměřené hodnoty pH a elektrické vodivosti
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
c)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
9.1.4 Tvar a povrch ostřiva
Pomocí digitálního mikroskopu KEYENCE, HX 6000 byl zkoumán tvar a povrch zrn ostřiva v rozlišení X50, X200 a X500.
9.1.4.1 LK-SAND®
Na obr. 18 jsou zvětšené snímky ostřiva LK-SAND®. Granulometrická skladba ostřiva v kap. 9.1.1.1 predikovala různorodost tohoto ostřiva. Obrázek a) potvrzuje toto tvrzení.
Vidíme na něm jasně nepravidelné velikosti zrn. Dále si můţeme povšimnout bílých odstínů křemenného ostřiva a šedých odstínů ostřiva na bázi Al2O3. Detailnější pohled při větším zvětšení ukazuje, jak jsou zrna ostrohranná a povrch zrn s lesklými šupinami.
Obr. 18 Snímky čistého ostřiva LK-SAND® z digitálního mikroskopu a) zvětšení 50X, b) zvětšení 200X, c) zvětšení 500X
a)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
b)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
a)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
c)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
9.1.4.2 Biała Góra
Na obr. 19 jsou zvětšené snímky ostřiva Biała Góra. Toto ostřivo má poměrně pravidelnou zrnitost. Zrna jsou oválná. Při zvětšení (X500) na obrázku c) vidíme jak je povrch zrn lesklý a hladký.
Obr. 19 Snímky čistého ostřiva Biała Góra z digitálního mikroskopu a) zvětšení 50X, b) zvětšení 200X, c) zvětšení 500X
b)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
a)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
c)
Tab. 8 Ztráta žíháním ostřiva LK-SAND® a Biała Góra
9.1.4.3 Grudzeń Las
Na obr. 20 jsou zvětšené snímky ostřiva GL35. Zrnitostní sloţení tohoto ostřiva má nepravidelnou velikost. Zrna těchto ostřiv mají oválný tvar a hladký povrch.
Obr. 20 Snímky čistého ostřiva GL35 z digitálního mikroskopu a) zvětšení 50X, b) zvětšení 200X, c) zvětšení 500X
9.2 Stanovení zpracovatelnosti
Zpracovatelnost směsi získáváme z grafu vytvrzovací křivky, kterou proloţíme lineární spojnicí tendru. Z vygenerované lineární rovnice tendru vypočítáme čas zpracovatelnosti směsi, která je rovna hodnotě x.
Podle postupu v kapitole 8.6 bylo provedeno měření pro sloţení směsi:
100 % ostřiva
4 % pojiva Geopol 550®
18 % tvrdidla vztaţeného k pojivu
a. Teplota ostřiva 10°C/20°C/30°C, podíl tvrdidla 12 % SGU1 / 6 % SGU5 b. Teplota ostřiva 10°C/20°C/30°C, podíl tvrdidla 9 % SGU1 / 9 % SGU5 c. Teplota ostřiva 10°C/20°C/30°C, podíl tvrdidla 6 % SGU1 / 12 % SGU5 Vzorky po celou dobu vytvrzování tvrdly v provozní hale, kde okolní teplota byla cca 15 °C.
9.2.1 LK-SAND®
Hodnoty získané během měření jsou vyobrazeny v grafech na obr. 21 – 23.
Nejprve byla hodnocena rychlost vytvrzování při různém poměru esterových tvrdidel SGU1 a SGU5. Tato tvrdidla byla speciálně vyvinuta pro vytvrzování směsí pojených pojivem GEOPOL 550®.
Obr. 21 Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 10 °C LK-SAND®
Na první pohled je patrné (obr. 21), jak rychlost vytvrzování roste se zvyšujícím se mnoţstvím tvrdidla SGU5. Můţeme tedy říci, ţe tvrdidlo SGU5 vyvolává rychlou polymeraci GEOPOL 550® a tvrdidlo SGU1 pomalou polymeraci. Různým dávkováním těchto tvrdidel můţeme řídit rychlost vytvrzování.
Obr. 22 Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 20 °C LK-SAND®
Srovnáme-li výsledky dosaţené na obr. 22, lze rovněţ konstatovat, ţe rychlost vytvrzovací reakce roste se zvyšujícím se obsahem tvrdidla SGU5. Porovnáme-li oba grafy, můţeme si všimnout rychlejšího vytvrzení směsi při teplotě ostřiva 20 °C a to pro všechny poměry tvrdidel.
Obr. 23 potvrdil, ţe se zvyšujícím se obsahem tvrdidla SGU5 dochází k rychlejšímu vytvrzení směsi. Taktéţ rychlost vytvrzování roste se zvyšující se teplotou ostřiva.
Obr. 23 Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 30 °C LK-SAND®
Následně byla vypočítána zpracovatelnost směsi, coţ je doba, po kterou můţeme se směsí manipulovat, aniţ by se sníţila konečná pevnost směsi. V grafech na obr. 21 – 23 si můţete všimnout rovnic pro jednotlivé poměry tvrdidel. Z těchto rovnic bylo vyjádřeno x, kterému náleţí čas zpracovatelnosti směsi tab. 9.
Poměrná spotřeba tvrdidla byla přepočítána na celkovou procentuální spotřebu tvrdidla SGU5 tzn., ţe 9 % SGU1/ 9 % SGU5 náleţí hodnota 50 % tvrdidla SGU5.
Tab. 9 nám ukazuje, ţe na zpracovatelnost směsi má vliv teplota ostřiva. Můţeme vidět, ţe se zvyšující se teplotou ostřiva roste rychlost vytvrzování a tím se zkracuje ţivotnost směsi.
Taktéţ se zvyšujícím se obsahem tvrdidla SGU5 ve směsi, klesá ţivotnost směsi.
Teplota ostřiva
[°C]
Množství SGU5 [%]
33 50 67
čas [min]
10 42,73 28,13 17,52
20 31,57 18,53 9,41
30 29,08 15,97 7,62
Tab. 9 Zpracovatelnost směsi LK-SAND® s GEOPOL 550®
Obr. 24Zpracovatelnost směsi LK-SAND® s GEOPOL 550®
Obr. 24 zobrazuje vliv teploty ostřiva LK-SAND® na rychlost vytvrzovací reakce směsi pojené pojivem GEOPOL 550®. V grafu vidíme exponenciální závislost zpracovatelnosti směsi, pro danou teplotu ostřiva. Můţeme říci, ţe zpracovatelnost směsi závisí na teplotě ostřiva a to zejména v intervalu teplot 10 – 20 °C, kde je rozdíl největší. Mezi teplotami 20 – 30 °C jsou časy zpracovatelnosti směsi podobné. Důvodem proč zpracovatelnost směsi při teplotě 30 °C není kratší, neţ při 20 °C je pravděpodobně dána zvolenou metodikou měření.
Měřená směs se vytvrzovala v provozní hale, kde okolní teplota byla cca 15 °C. To znamená., ţe se neprojevil efekt vyšší teploty ostřiva na rychlost vytvrzovací reakce, z důvodu rychlého ochlazení ostřiva. Můţeme také vidět, jak ţivotnost směsi klesá s rostoucím obsahem tvrdidla SGU5, které vyvolává rychlejší vytvrzování směsi.
9.2.2 Biała Góra
Postup měření zpracovatelnosti směsi s ostřivem Biała Góra, byl stejný jak u LK-SAND®. Hodnoty získané během měření jsou vyobrazeny v grafech na obr. 25 – 27.
Výsledky z měření potvrdily předchozí dílčí závěry, ţe čím vyšší je obsah tvrdidla SGU5, tím rychlejší je vytvrzovací reakce směsi. Taktéţ zvyšující se teplota ostřiva proces vytvrzování urychluje.
V grafech vidíme určitou časovou prodlevu, neţ hodnoty vaznosti začnou stoupat. Tato prodleva se nazývá inkubační perioda. Obecně geopolymerní pojiva inkubační periodu nemají, jelikoţ k polymeraci dochází ihned po přidání tvrdidla. Z tohoto důvodu se pouţívají tvrdidla s různou rychlostí polymerace, aby se vytvrzovací reakce dala ovládat.
Obr. 25 Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 10 °C Biała Góra
Obr. 26 Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 20 °C Biała Góra
Jakmile skončí inkubační perioda, začíná vytvrzování směsi. Jak vidíme na obr. 27, s menším obsahem tvrdidla SGU5 má směs delší inkubační periodu a i čas zpracovatelnosti.
Čas zpracovatelnosti je důleţitý údaj, jelikoţ do této doby se musí model zaformovat, aby došlo ke správnému vytvrzení směsi.
Obr. 27Rychlost vytvrzení při teplotě ostřiva 30 °C Biała Góra
Na křivce vytvrzování se hodnotí další důleţitý údaj a tím je čas při vaznosti 350 kPa.
V tomto čase má vytvrzená směs dostatečnou pevnost, aby se dal vyjmout model z formy.
Kdy směs dosáhne této vaznosti, přímo závisí na rychlosti vytvrzování, kterou ovlivňuje mnoţství tvrdidla SGU5.
Časy zpracovatelnosti pro směs Biała Góra s GEOPOL 550® jsou v tab. 10. Mnoţství tvrdidla SGU5 bylo opět přepočítáno na celkovou spotřebu jako u směsi s ostřivem LK-SAND®
Tab. 10 Zpracovatelnost směsi Biała Góra s GEOPOL 550® Teplota
ostřiva [°C]
Množství SGU5 [%]
33 50 67
čas [min]
10 46,40 26,42 19,40
20 37,61 21,29 13,34
30 31,70 16,85 8,66
Obr. 28Zpracovatelnost směsi Biała Góra s GEOPOL 550®
Obr. 28 zobrazuje graf zpracovatelnosti směsi Biała Góra pojené pojivem GEOPOL 550®. V grafu vidíme exponenciální závislost zpracovatelnosti směsi, pro danou teplotu ostřiva, podobnou jak u ostřiva LK-SAND®.
Porovnáme-li zpracovatelnost směsi LK-SAND® a Biała Góra zjistíme, ţe při stejném dávkování tvrdidla a při stejné teplotě ostřiva má směs s ostřivem LK-SAND® kratší dobu zpracovatelnosti.
9.2.3 GL35 s pojivem DILAB
Hodnoty pro stanovení zpracovatelnosti směsi byly převzaty od autora [3]. Jedná se o směs tvořenou ostřivem GL35 pojenou modifikovaným vodním sklem DILAB. Obsah pojiva ve směsi byl 3 % a 14 % tvrdidla na obsah pojiva. Pouţitá tvrdidla byla na bázi diacetinu (DAC) a triacetinu (TAC) v poměru 30:70, 50:50 a 70:30.
Obr. 29 Zpracovatelnost směsi GL35 s pojivem DILAB
Směs s pojivem DILAB má exponenciální charakter ţivotnosti směsi, stejně GEOPOL 550®. Vidíme, jak ţivotnost směsi roste se sniţujícím se obsahem tvrdidla DAC. To znamená, ţe tvrdidlo DAC u pojiva DILAB urychluje vytvrzování směsi stejně jako tvrdidlo SGU5 u pojiva GEOPOL 550®.
Porovnáme-li ţivotnost směsi DILAB s ostřivem GL35 (3 % pojiva a 14 % tvrdidla) se směsí GEOPOL 550® s ostřivem LK-SAND® (4 % pojiva a 18 % tvrdidla) zjistíme, ţe směs s pojivem DILAB má kratší ţivotnost směsi.
9.3 Mechanické vlastnosti
V této kapitole byla zkoumána pevnost ve štěpu po 2, 4 a 24 hod pro sloţení směsi:
100 % ostřiva
3,5; 4 a 4,5 % pojiva GEOPOL 550®
18 % tvrdidla vztaţeného k pojivu (9% SGU1 a 9% SGU5)
Podle postupu v kap. 8.7 bylo provedeno měření pevnosti směsi ve štěpu. Získané hodnoty byly odečteny na hydraulickém přístroji LRU na stupnici Rt3.
Následně byla vyhodnocena zbytková pevnost podle postupu v kap. 8.8.
Získané hodnoty byly zpracovány do 3-D grafu, který vidíme na obr. 30.
Jak ukazuje obr. 30, dochází ke zvyšování stupně polymerace a rozšiřování geopolymerních řetězců, které s časem narůstají a zvyšují pevnost směsi. Tento růst pevnosti bude pokračovat, dokud se nevytvrdí veškeré pojivo nebo se nespotřebuje tvrdidlo. V případě spotřebování tvrdidla by směs byla nedostatečně vytvrzena a muselo by se upravit dávkování tvrdidel.
Obr. 30Pevnost ve štěpu LK-SAND® s GEOPOL 550®
Na pevnost směsi nemá vliv jen doba vytvrzování, ale i dávkovací mnoţství pojiva. Jak vidíme na obr. 30, se zvyšujícím se mnoţstvím pojiva roste pevnost ve štěpu, avšak při obsahu pojiva 4,5 % tomu tak není. Podíváme-li se na zbytkovou pevnost tak zjistíme, ţe je nejvyšší u směsi s 4,5 % pojiva. Důvodem proč směs se 4,5 % pojiva má během vytvrzování menší pevnost oproti směsi se 4 %, je zřejmě velké mnoţství vody v pojivových mezerách.
Během vytvrzování vzniká volná voda, která při určitém obsahu sniţuje pevnost směsi.
Zbytková pevnost při 4,5 % pojiva je největší, jelikoţ se během teplotní expozice vypařila veškerá voda.
Obr. 31 Pevnost ve štěpu Biała Góra s GEOPOL 550®
Obr. 31 ukazuje graf pevnosti ve štěpu pojiva GEOPOL 550® s ostřivem Biała Góra.
V grafu vidíme stejný průběh jako při pouţití ostřiva LK-SAND®, liší se pouze zbytková pevnost. U všech tří obsahů pojiva se nepodařilo zjistit hodnotu pevnosti ve štěpu. Jelikoţ stupnice Rt3 dosahuje maximální hodnoty 1,6 MPa, je v grafu zaznamenána tato hodnota, avšak ve skutečnosti je pevnost ve štěpu pro všechny obsahy pojiva větší.
Porovnáme-li pevnosti ve štěpu směsi s pojivem GEOPOL550® a DILAB (obr. 32) zjistíme, ţe DILAB dosahuje vyšších konečných pevností ve štěpu a to i při niţším dávkování pojiva. Hodnoty pro porovnání pevností ve štěpu pojiva DILAB byly převzaty od autora [3].
Důvodem niţší pevnosti směsi GEOPOL550® můţe být, ţe ostřivo LK-SAND® má ostré hrany, které jsou iniciátory napětí a vzniku trhlin, oproti ostřivu GL35, které má hladké oválné tvary.
Obr. 32Porovnání pevnosti ve štěpu směsi GEOPOL550®(LK-SAND®) a DILAB (GL35)
9.4 Hodnocení destrukce pojivových obálek
Odzkoušené vzorky ze zkoušek pevnosti ve štěpu byly podrobně zkoumány pod digitálním mikroskopem KEYENCE, HX 6000. Na vzorcích se hodnotil typ dané destrukce.
V kap. 5.4.3 jsme se dozvěděli, ţe směsi pojené geopolymerním pojivem mají adhezní typ destrukce. Tento typ destrukce se vyznačuje oddělením pojivového mostu od zrna daného ostřiva. Pod mikroskopem by měly být patrné zbytky pojivových mostů miskovitého tvaru, které by střídaly obnaţené povrchy ostřiva připomínající „měsíční krátery“. Tento adhézní typ destrukce je typický pro organické pojivové systémy s dobrou regenerovatelností ostřiva.
Jak vidíme na obr. 33 směs LK-SAND® se 4,5 % pojiva GEOPOL 550® má opravdu adhezní typ destrukce. Černá šipka ukazuje na zbytek pojivového mostu, který se odtrhl od zrna ostřiva. Vidíme jej jako tlustou úsečku připomínající spíše kohezní typ destrukce. Kdyby však byl vzorek otočen o 90°, byla by patrná plocha oválného typu, která by se směrem do středu prohlubovala stejně jako miska. Oranţová šipka ukazuje na obnaţený povrch ostřiva, od kterého se odtrhlo protější zrno a po kterém zbyl na povrchu zrna tzv. kráter.
Můţeme si všimnout, ţe hranatá zrna ostřiva LK-SAND® nejsou rovnoměrně obalena pojivem, ale pojivo spíše segreguje v místech dotyku mezi zrny.
Obr. 33 Pohled na adhezní typ destrukce pojiva GEOPOL550® s LK-SAND®
Během vytvrzování GEOPOL 550® vytváří na hranicích zrn bílé krystalky, které pojí zrna ostřiva, jak ukazuje černá šipka na obr. 34. Na samém obrázku je moţné pozorovat neporušený pojivový most mezi zrny (oranţová šipka).
Obr. 34 Pohled na pojivový most GEOPOL550® s LK-SAND®
V důsledku ostrohranosti zrn ostřiva LK-SAND® nemají pojivové můstky takovou pevnost jako je tomu u zrn ostřiva GL35, která mají zaoblené hrany. Jak ukazuje obr. 35, pojivové můstky u ostřiva GL35 jsou protáhlé podél oválného zrna, bez jakýchkoli míst vyvolávajících růst trhlin.
Obr. 35 Pohled na pojivový most ostřiva GL35 s GEOPOL550®
Z tohoto důvodu je zapotřebí vynaloţit vyšší iniciační sílu na destrukci pojivové síly mezi ostřivem a pojivem.
Černá šipka na obr. 36 ukazuje typickou adhezní destrukci formovací směsi, kde po odtrţení zrna zůstal dobře viditelný kráter.
Obr. 36 Pohled na adhezní typ destrukce ostřiva GL35 s GEOPOL550®
9.5 Praktické měření v provozu
Praktické měření probíhalo na formovně Divize Slévárna válců (DSV), která je součástí komplexu Vítkovické slévárny spol. s r.o.
Byla sledována rychlost vytvrzovací reakce a ţivotnost formovací směsi pro pouţívanou cementovou směs a ST-směs GL35 s pojivem DILAB. Rychlost vytvrzovací reakce byla porovnána s vlastnostmi studované směsí LK-SAND® s pojivem GEOPOL550®.
Cementová směs byla namíchána na ramenovém mísiči (obr. 37) a ST-směs s pojivem DILAB na dvouramenném průběţném mísiči Wöhr (obr. 38). ST-směs s pojivem GEOPOL550® byla namíchána na průběţném mísiči OMEGA Spartan 300, který dodává firma SAND TEAM, spol. s.r.o. (obr. 39).
Obr. 39 Mísič Spartan 300
Obr. 38 Dvouramenový žlabový mísič [3]
Obr. 37 Ramenový mísič na cementové směsi [3]
Měření probíhalo podle kapitoly 8.6. Během měření byla okolní teplota na formovně 22 °C, teplota ostřiva GL35 pouţívaného pro cementovou směs 20 °C. Směs s pojivem GEOPOL550® byla namíchána ve vedlejší hale, kde byla okolní teplota niţší a proto teplota ostřiva LK-SAND® měla 14 °C. Po namíchání směsi se vzorek přenesl na formovnu, kde byl vytvrzován při okolní teplotě 22 °C.
Získané hodnoty jsou zaznamenány na obr. 40.
Cementová směs má pomalou vytvrzovací rychlost a dosáhla na rozebíratelnou pevnost 350 kPa v čase cca 110 min od namíchání směsi.
Pouţívaná směs DILAB s ostřivem GL35 (2,5 % pojiva a 14 % tvrdidla na obsah pojiva) dosáhla rozebíratelné pevnosti v čase 58 min. od namíchání směsi. Nově zkoumaná směs GEOPOL550® s ostřivem LK-SAND® (4 % pojiva a 18 % tvrdidla na obsah pojiva) dosáhla rozebíratelné pevnosti jiţ ve 40 min od namíchání směsi.
Obr. 40 Rychlost vytvrzování vybraných směsí
Jelikoţ zaformování čepu trvá cca 15 minut je zapotřebí, aby ST-směs měla zpracovatelnost delší jak 15 minut.
Z vypočítaných ţivotností u sledovaných směsí (tab. 11) je patrné, ţe cementová směs má zpracovatelnost cca 12 minut. ST-směs DILAB má ţivotnost 24 min a ST-směs GEOPOL550® má ţivotnost 19 min. Ţivotnost ST-směsí je dostatečně dlouhá na zaformování
Tab. 11 Zpracovatelnost vybraných směsí
formy čepu. Jelikoţ cementová směs je namíchána vţdy těsně před pouţitím na formování čepu, znamená to, ţe ţivotnost 12 minut je dostačující.
Životnost směsi
Životnost směsi