Пробу песка отбирают либо непосредственно на том участке карьера, из которого в данный момент песок поступает на завод, либо из вагонеток, в которых песок подают в цех силикатного кирпича. В карьере песок отбирают из разных мест, отдельные пробы смешивают между собой и затем из полученной смеси отбирают среднюю пробу.
Определение влажности. Для определения влажности песка (или другого материала) берут навеску средней пробы весом 50 или 100 г и помещают в фарфоровую чашку, которую предварительно выдерживают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,001 г. Навеску в чашке помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 110° С в течение 2—4 ч до постоянного веса.
После этого навеску песка взвешивают повторно. Содержание влаги в песке W определяют по формуле
где р — вес пробы до высушивания, г; р1 — вес пробы после высушивания, г.
Влажность песка (и других материалов) можно определять с помощью влагомера (рис. 111), который состоит из весов 1, инфракрасной лампы 2 мощностью 500 вт и трансформатора 4. На коромысло весов устанавливают фарфоровую или стеклянную чашку с пробой песка 3. Накал лампы регулируют поворотом рукоятки трансформатора. Шкала весов имеет две градуировки: верхняя указывает количество испарившейся влаги в %, а нижняя— абсолютную убыль в весе материала в г. По мере высыхания навески стрелка прибора перемещается по шкалам, указывая одновременно количество испарившейся влаги и убыль в весе материала.
Сушка считается законченной, если стрелка весов в течение 6—7 мин будет находиться в одном и том же положении. Отсчет по шкале записывают в журнал. На высушивание, взвешивание и определение влажности требуется около 20 мин.
Рис. 111. Влагомер:
1 — весы, 2 — инфракрасная лампа, 3 — проба песка, 4 — трансформатор
Определение потерь при прокаливании. Убыль в весе песка (или другого материала) при прокаливании (при 1000°С), выраженная в процентах, называется потерей при прокаливании (ппп).
Навеску материала весом 0,5 г кладут в предварительно взвешенный тигель, помещают тигель с навеской в муфельную печь и прокаливают при температуре 1000° С в течение 40—60 мин до тех пор, пока проба не будет иметь постоянного веса. Затем тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Расчет ведут по формуле
где р — вес материала до прокаливания, г; р1 — вес материала после прокаливания, г; W—содержание влаги, %.
Содержание органических примесей в песке определяют следующим образом.
Мензурку емкостью 250 мл заполняют до уровня 130 мл воздушно-сухим песком и заливают его до уровня 200 мл 3%-ным раствором едкого натра. Затем содержимое мензурки энергично перемешивают и оставляют в покое на 24 ч.
Для приготовления эталона составляют 2%-ный раствор танина в 1%-ном растворе алкоголя. Затем 2,5 мл полученного раствора добавляют к 97,5 мл 3%-ного раствора едкого натра. Полученную смесь взбалтывают и оставляют в покое на 24 ч, после чего эталон считают готовым.
После выдерживания сравнивают цвет жидкости над песком с цветом эталона. Если при сравнении окажется, что жидкость над песком не имеет окраски или окрашена заметно светлее эталона, то песок считают пригодным для изготовления силикатного кирпича; если жидкость над песком будет окрашена темнее эталона, песок непригоден для производства силикатного кирпича.
Содержание в песке глинистых и пылевидных примесей. Для определения содержания в песке глинистых частиц его просеивают и высушивают до постоянного веса. Затем берут навеску 1000 г и засыпают ее в цилиндрический стеклянный сосуд высотой 400 мм и диаметром 300 мм. В цилиндр наливают воду с таким расчетом, чтобы высота слоя воды над песком была около 200 мм. Песок тщательно перемешивают с водой и оставляют в покое на 2 ч. Затем содержимое сосуда энергично взбалтывают и оставляют в покое на 2 мин. Сливают мутную воду с помощью сифона, конец которого должен находиться на расстоянии не менее 30 мм от поверхности песка. Затем вновь все перемешивают и оставляют на 2 мин в покое, после чего мутную воду перекачивают в другой сосуд.
Циклы описанных операций повторяют до тех пор, пока сливаемая вода не станет прозрачной. Тогда песок извлекают из сосуда, высушивают до постоянного веса и определяют его вес в сухом состоянии.
Содержание в песке глинистых и пылевидных примесей Пгл вычисляют по формуле
где р — вес песка до промывки, г; р1 — вес песка после промывки, г.
Форму песчинок и характер их поверхности определяют, просматривая пробы песка через лупу.
Определение содержания в песке кремнезема (SiО2). Навеску в 0,4 г тонко измельченного прокаленного песка, взвешенного с точностью до 0,0002 г, помещают в предварительно прокаленный и взвешенный платиновый тигель, смачивают (до увлажнения) несколькими каплями воды, прибавляют пять капель серной кислоты (уд. вес 1,835) и 8—10 мл 4%-ной фтористоводородной кислоты. Нагревают тигель на песчаной бане (под тягой) до прекращения выделения белых паров серного ангидрида. Затем снимают тигель, стирают с его стенок и дна приставшие снаружи крупинки песка, накрывают крышкой и прокаливают в течение 25 мин в муфеле или на газовой горелке, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют до получения постоянного веса.
Процентное содержание окиси кремния вычисляют по формуле
где р — навеска испытуемого песка, г; р1 — вес остатка в тигле после прокаливания, г.
Содержание в песке кремневой кислоты можно определять также методом сплавления песка с содой.
Определение зернового (гранулометрического) состава песка производят методом ситового анализа — просеиванием песка через стандартные контрольные металлические сита с круглыми и квадратными отверстиями.
Ситовому анализу подвергается средняя проба песка, отобранная в соответствии с ГОСТ 8735—65.
Сита характеризуются числом отверстий на 1 см2 и обозначаются условным номером.
Стандартный набор контрольных сит для просеивания песка состоит из пяти сит с величиной отверстий сеток в свету: 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,14 мм.
Ситовой анализ проводят следующим образом. Среднюю пробу песка высушивают до постоянного веса, берут навеску в 1000 г и помещают на верхнее сито стандартного набора, состоящего из сит 2,6; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 и поддона.
Весь набор сит закрывают крышкой и просеивают пробу многократным встряхиванием. Полноту просеивания проверяют встряхиванием каждого сита отдельно над листом глянцевой бумаги.
Просеивание требует много времени; значительно быстрее просеивание происходит на механизированных ситах. Имеется несколько типов аппаратов для механического просеивания порошковых материалов. На рис. 112 показано вибрационное сито, состоящее из серьги 1
для подвешивания рамы 5, мотора 2, вибратора 3, пружины 4, набора стандартных сит 6.
Величины, характеризующие зерновой состав песка, получают в результате определения частных и полных остатков на каждом сите стандартного набора.
Остаток на каждом сите взвешивают отдельно и выражают вес его в процентах по отношению к весу всей навески; при таком расчете получают величины частного остатка на каждом сите.
Расчет производят по формуле
Q1.25 = p/p1 * 1000
где Q1.25 — частный остаток на сите 1,25 (номер сита дан условно), %; p1— вес остатка на сите, г; p — вес всей навески, г.
Полным остатком на сите называется соотношение суммы частных остатков на данном сите и ситах с более крупными ячейками ко всей навеске песка, выраженное в процентах.
Оценку качества песка по гранулометрическому составу можно также производить по модулю крупности — условному показателю, вычисленному по данным ситового анализа. Модулем крупности (Мк) называется частное от деления на 100 суммы всех полных остатков песка, полученных на всех ситах стандартного набора и выраженных в процентах.
Величина модуля крупности зависит в основном от величины остатков на более крупных ситах и в меньшей степени от величины остатков на меньших ситах. Поэтому чем крупнее песок, тем больше его модуль крупности. Модуль крупности (Mk) песков составляет: крупного —3,5—2,4; среднего— 2,5—1,9; мелкого — 2,0—1,5; очень мелкого—1,6—1,2; тонкого — меньше 1,2.
Рис. 112. Лабораторное вибрационное сито:
1 — серьга для подвешивания рамы, 2 — мотор, 3 — вибратор, 4 — пружина, 5 — рама, 6 — набор сит.
Модуль крупности, превышающий 3,5, характеризует обычно крупнозернистые пески, состоящие из однородных по размеру зерен.
В производстве силикатного кирпича к таким пескам добавляют молотый или более мелкий песок. Результаты просеивания пробы песка приведены в качестве примера в табл. 24.
Определение объемного веса песка в рыхлом и уплотненном состоянии. Песок предварительно высушивают до постоянного веса, а затем охлаждают до комнатной температуры.
Рис. 113. Воронка:
1 — мерный сосуд емкостью 1 л, 2 — воронка
Таблица 24
Результаты просеивания пробы песка
| Остатки после просеивания | Величина отверстий сит, мм | Прошло через сито с отверстиями размером 0,15 мм | Модуль крупности Mk | |||||
| 5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,315 | 0,14 | |||
| Остатки, г, при просеивании 1 кг песка | 10 | 160 | 370 | 190 | 130 | 80 | 60 | 3,25 |
| Частные остатки, % | 1 | 16 | 37 | 19 | 13 | 8 | 6 | |
| Полные остатки, % | 1 | 17 | 54 | 73 | 86 | 94 |
Высушенный песок помещают в воронку (рис. 113) и через нее наполняют мерный цилиндрический сосуд высотой 10 см и емкостью 1 л. Песок насыпают в сосуд до тех пор, пока основание песчаного конуса не совпадет1 с верхним краем сосуда. Избыток песка снимают линейкой, сосуд взвешивают, затем вычитают из полученного веса вес пустого сосуда, определяют объемный вес песка в рыхлом состоянии.
Объемный вес песка в уплотненном состоянии определяют таким же методом, но при этом насыпанный в мерный сосуд рыхлый песок уплотняют встряхиванием сосуда, одновременно добавляя в него недостающее количество песка.
