Анализы и испытания формовочных песков

Качественно технологические свойства формовочных песков могут быть надежно установлены только в результате специальных лабораторных исследований, методики проведения которых в большинстве случаев строго регламентированы соответствующими ГОСТами. Решающее значение для оценки качества и определения марки формовочных песков имеет их зерновой состав, что предопределяет необходимость производства гранулометрических анализов (с определением глинистой составляющей) по всем отобранным рядовым и средним пробам. По всем указанным пробам для кварцевых и тощих песков (классов ОбК, К и Т) должна быть найдена их газопроницаемость, определение которой для полужирных песков класса П целесообразно производить по единичным пробам. Газопроницаемость жирных и очень жирных песков (классы Ж и ОЖ) не определяется. Для этих классов (П, Ж и ОЖ) ГОСТом лимитируется их прочность на сжатие, вследствие чего при проведении поисковых и разведочных работ во всех пробах песков с содержанием глинистой составляющей больше 10% должна определяться прочность их на сжатие. Установление прочности целесообразно производить также и в тощих песках при повышенном содержании в них глинистой составляющей (от 8 до 10% ).

Наибольшая прочность глинистого песка при прочих равных условиях достигается при оптимальной влажности, т. е. при таком содержании воды, при котором на поверхности всех зерен образуется сплошная оболочка увлажненного глинистого материала. Количество требуемой воды для придания глинистому песку наибольшей прочности зависит от содержания и минерального состава глины, а также от величины зерен песка. Установлено, что для разных песков максимальная прочность достигается при влажности от 4 до 8%. Поэтому определение прочности глинистых песков следует выполнять при трех различных величинах влажности: 4,6 и 8%.

Химический состав песков на месторождениях, имеющих промышленное значение, как правило, достаточно выдержан. При однородном составе песков колебание содержания лимитируемых действующим стандартом окислов щелочноземельных и щелочных металлов, а также окислов железа незначительно. Сравнительно постоянно (в пределах требований ГОСТ) и содержание кремнезема. Это позволяет при поисках и разведке месторождений формовочных песков химические анализы выполнять не по всем отобранным пробам, а по их части.

На стадии поисковых работ определение содержания SiO2 и других, лимитируемых ГОСТом компонентов, следует осуществлять по всем отобранным пробам. При разведке месторождения анализам должно подвергаться такое количество проб, которое позволяет правильно охарактеризовать средний химический состав каждой из основных разновидностей песков, но не менее 10% всех отобранных проб, причем каждая разновидность песков должна быть охарактеризована не менее чем пятью пробами. Химическим анализам в этот период подвергаются объединенные или рядовые пробы, отобранные из выработок, равномерно расположенным по редкой сети. Общее количество проанализированных проб должно обеспечить классификацию песков по действующему ГОСТу.

Определение минерального состава песков, формы зерен, их окатанности на стадии поисков целесообразно производить по всем пробам.

При минералогическом анализе пески следует разделять на фракции: основную (остаток на трех основных смежных ситах), крупную (остаток крупнее основных сит) и мелкую (остаток ниже основных сит).

Крупная фракция подвергается обычному микроминералогическому описанию под микроскопом или бинокулярной лупой. Основная и мелкая фракции разделяются на тяжелые и легкие минералы с определением содержания и описания раздельно тяжелых и легких минералов. При минералогическом анализе следует изучать и описывать характер поверхности кварцевых зерен (коррозия, трещиноватость), их окатанность, включение внутри зерен кварца других минералов, пленки на поверхности зерен и др.

На стадии разведки количество минералогических анализов устанавливается в зависимости от однородности песков. Практика показывает, что минеральный состав песков при разведке следует определять не более чем в двух — трех средних пробах для каждой их разновидности.

Кроме минерального состава при разведке месторождений формовочных песков следует определять их огнеупорность. Вследствие того что огнеупорность относится к числу относительно стабильных показателей литологически однородных песков, ес определение производится по ограниченному числу проб и только на стадии детальной разведки. Определение огнеупорности целесообразно осуществлять на трех — пяти пробах для каждой марки песка. С целью установления зависимости огнеупорности от минерального и химического состава песков навески (50—100 г) для определения огнеупорности целесообразно отбирать из средних проб, по которым производились химические и минералогические анализы.