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石膏粉物理性能參數/檢測方法

作者:冠亞水分儀 | 發布時間:2019-05-11 08:25 | 瀏覽量:5017
       石膏粉是衛生陶瓷生產中用于制做成形用石膏模型的重要材料。目前,市場上石膏粉種類繁多,國內生產石膏粉的廠家也多,因石膏原礦的性質、企業規模大小、管理水平、生產工藝設備水平不一,故各廠家生產的石膏粉的質量參差不齊。
 
一、關于細度
     它是描述半水石膏粉(以下簡稱石膏粉)性能的一項重要的指標。其關系到模型的強度、表面硬度以及光滑度。表示細度的方法有篩目(美國標準局篩規格,每一直線英寸的篩孔數)、粒徑(mm)、比表面積(cm2/g)。一般用篩目(目數)表示石膏粉的細度,目數值越大,表示石膏粉越細。一般而言,石膏粉的細度越細,其顆粒的比表面積大,與水的接觸面積大,與水結合后反應充分,形成的網絡結構多,則模型強度越高,但吸水率相應降低。一些篩目、篩孔尺寸、篩孔數對比見表1。
石膏粉有兩種晶型,一是β石膏粉(也稱普通石膏粉),另一是α石膏粉(也稱高強石膏粉)。β石膏粉的細度糙,一般在80~90目,標準稠度需水量大,模型強度低;α石膏粉的細度細,一般在100~180目,標準稠度需水量小,模型強度高。
      目前國內衛生陶瓷生產做石膏模型用的石膏粉一般在100~120目,最高不超過160目。而國外使用的石膏粉的細度在180~250目,這也是他們石膏模型質量總體比我們好的原因之一。
      在我國早期的衛生陶瓷生產中,由于是地攤生產且對石膏模型強度等要求不高,一般采用普通的β石膏粉,細度一般在80~90目,且一般是企業自己采購石膏礦石,然后破碎、粉碎,自炒自用;而從上世紀八十年代末、九十年代初開始,隨著機械化組合立式澆注成型工藝技術裝備的國外引進,以及國內組合立式澆注成型工藝技術的發展,對石膏模型乃至石膏粉的強度、質量要求提高,高強度α石膏粉(一般在100~120目)得到廣泛應用。
      檢測石膏粉細度(目數)的方法:一般采用篩分法,檢測、計算其篩余量。檢測時篩余量應符合表1的規定,無殘渣全通過更好。在實際生產中,針對你所使用(所知道)石膏粉的目數,選擇標準篩的目數。
檢測步驟如下:
①取待測樣品約60g置于電熱鼓風干燥箱中,在40±4℃下烘干至恒重,將烘干后的試樣放入干燥器中冷卻備用(注:當有效干燥時間相隔1h的兩次稱量之差不超過±0.2g時,即為恒重)。
②精確稱取50±0.1g試樣置于篩內,用手指輕輕壓碎團塊,蓋上篩蓋,套上篩盤,按以下方法進行操作:一只手拿住篩,略為傾斜,搖動篩子,使其撞擊另一只手,搖動的速度為每分鐘125次,篩擺的幅度約為20cm。每搖動25次應使篩子向一定方向旋轉90度角,使試樣均勻散開(也可采用機械振動法過篩),直到篩到1min內通過篩子的試樣少于0.1g時為止,稱取篩上物質量(篩余),精確至0.01g。
③按以下公式計算篩余量: C=B/A×100%
式中:C—篩余量,%;
B—篩上物的質量,單位為克(g);
A—試樣的原始質量,單位為克(g);
如果某種石膏粉之前不知道其細度(目數),可采用套篩(比如80目、100目、120目、140目、160目、180目等),機械振動法過篩,檢測各篩目篩余量,以確定該石膏粉的細度(目數)到底是多少,也可以反映出該石膏粉的細度(顆粒)分布。
 
二、關于凝結時間
      凝結時間包括初凝時間和終凝時間。初凝時間是在標稠(標準稠度)用水量下,從石膏粉撒入水中至石膏漿失去流動性開始變稠時所經過的時間;終凝時間是在標稠用水量下,從石膏粉撒入水中到石膏漿體固化時所經過的時間。按相關標準,質量合格石膏粉凝結時間應該是:在標準稠度下,一般初凝時間不小于7min,終凝時間不大于30min。
     凝結時間是注模制造中重要的技術參數。適宜的凝結時間是石膏粉生產中能否正常使用的先決和必要的條件。生產中我們需要石膏粉的凝結時間“初凝不要過短、終凝不要過長”,或者說,“初凝時間長一點、終凝時間短一點”。因為,初凝時間過短或終凝時間過長都不好,都會影響生產。初凝時間太短,小于7min,表現為生產中注桶,耽誤生產;若終凝時間太長,遠大于30min,表現為注模時漿體太稀易跑漿,甚至石膏漿不凝固,也影響生產。在大生產中,結合實際,考慮到操作等各種因素,初凝時間掌握在12min左右,終凝時間掌握在25~30min即可。凝結時間(初凝、終凝)的長短主要與石膏粉和水的比例(膏水比)有很大關系。膏水比越大,則凝結時間越短。
     生產中檢測凝結時間,并非一定要在標準稠度用水量下進行,而應以大生產膏水比進行,這樣更有實際指導意義。
測定方法:目前檢測方法有劃割試餅法(劃痕法)、維卡儀法(類似水泥行業檢測)。我們常用簡便的劃割試餅法(劃痕法)。
方法步驟如下:
①按標準稠度(或大生產的)膏水比例稱取100ml水所需的石膏粉試樣,把水倒入500ml容器中,將試樣1min內均勻地撒入水中,靜置30s,快速攪拌30s,并把石膏漿體立即倒入放置在玻璃板上的銅管內(注:玻璃板、銅管事先擦勻麻油),隨后緩慢垂直向上提起銅管20mm,使石膏漿體平鋪成直徑為100mm~120mm、厚約5 mm的試餅。
②用直徑約5 mm的玻璃棒劃割試餅,間隔30s劃一次(臨近初凝時每隔10s劃割一次),每次劃后用軟布將玻璃棒擦凈。當劃痕兩邊的料漿剛好不再合攏時即為初凝(以試樣放入水中開始計時至初凝的時間間隔就是初凝時間)。
③在測定初凝后的試餅上用大拇指以約50N的力按壓,間隔10s一次,當按壓至印痕邊緣沒有水份出現時即為終凝(以試樣放入水中開始計時至終凝的時間間隔就是終凝時間)。
 
三、關于強度
      石膏模型的機械強度是關系到其使用壽命的重要性能指標。模型(石膏粉)的強度指標一般有抗折強度和抗壓強度??拐蹚姸仁敲枋瞿P蛷姸瘸S玫闹笜???拐蹚姸扔?h濕抗折強度和40℃干燥抗折強度。2h濕抗折強度,是指石膏粉從放入水中算起,2h后在抗折儀上測試的強度;40℃干燥抗折強度,是試樣在40±4℃電熱鼓風干燥箱中干燥至恒重后測試的抗折強度。β石膏粉的濕抗折強度一般2.7Mpa以上, 干燥抗折強度一般6Mpa以上;α石膏粉的濕抗折強度一般4Mpa以上, 干燥抗折強度一般7Mpa以上。
      在陶瓷行業,通常檢測石膏粉的抗折強度,抗壓強度一般不檢測。石膏粉的2h濕抗壓強度一般為6Mpa以上,干抗壓強度12Mpa以上。
抗折強度檢測方法:
①計算制作尺寸為40×40×60㎜的石膏試條3個所用的石膏粉及水的質量(按石膏粉的標準稠度或大生產的膏水比例),并分別稱量。先把水注入2000ml容器中,將石膏粉在30s內均勻地撒入水中,靜置30s,接著快速攪拌1min,立即把石膏漿注入模子內,將模子的一端用手抬起約10mm后再落下,如此振動5次,以排除氣泡。當到達初凝時,用刮刀刮去溢漿,待終凝后脫模。
②測試濕強度和干強度的試條應分別制備,各制3條。用于測2h濕強度的試條脫模后,垂直立放在實驗室工作平臺上,從石膏粉投入水中開始2h后在抗折試驗機上進行測試;用于測干強度的試條脫模后,放入電熱鼓風干燥箱中,以40±4℃的溫度烘干至恒重(注:當有效干燥時間相隔24h的兩次稱量之差不超過±0.5g時,即為恒重)。恒重后將試條放入干燥器內冷卻至室溫,在抗折試驗機上進行測試。
③抗折強度計算。采用以下公式: F=3PL/2BH2
式中:F——抗折強度,單位為兆帕(MPa)
P——試驗機的負荷,單位為牛(N)
L——跨距,單位為毫米(mm)
B——試樣寬度,單位為毫米(mm)
H——試樣厚度,單位為毫米(mm)
④計算3條試件的抗折強度值并計算其算數平均值。如果測試計算的3個值中有1個值與3個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則取另兩個值得算數平均值為測試結果;如果測試計算的3個值中有2個或2個以上值與3個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則應重新取樣進行測試。
抗壓強度檢測方法:
①利用上述抗折強度測試后的半截試樣,做成40㎜×40㎜×40㎜的試塊。
②在液壓壓力機測試。開啟壓力機后,使試件在20s~40s內破壞,記錄其破壞荷載P。
③采用以下公式分別計算6塊試件的抗壓強度:
σc=4P/лD2 = P/ лR2 = P/ S
式中:σc——抗壓強度,單位為兆帕(MPa)
P——破壞時的壓力值,單位為牛(N)
D—試樣直徑,單位為毫米(mm)
R——試樣半徑,單位為毫米(mm)
S——試樣面積,單位為平方毫米(mm2)
④計算6塊試件的抗壓強度的算術平均值。如果所測得的6個值中有1個值與6個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則取其余5個值的算術平均值為測試結果;如果所測得的6個值中有2個或2個以上的值與6個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則應重新取樣進行測試。
 
四、關于吸水率
     吸水率其實是石膏模型的一項很重要的性能指標參數,也從另一方面體現了石膏粉的特性。吸水率是石膏模吸收水的質量與干石膏模質量之比,用百分數表示。
     從石膏粉與水混合后化學反應方程式:CaSO4·1/2H2O+3/2H2O→CaSO4·2H2O+19.2kJ/mol可知,化學反應僅需18.6%的水分,而模型生產中需要混合用水80%左右。摻加多余水的目的是為了保證石膏漿體的流動性,適應注模操作要求。同時,多余的水在干燥后形成氣孔,使模型有吸水能力。模型的氣孔種類有開口氣孔和封閉氣孔。模型的吸水率主要與模型的開口氣孔率有關,成正比關系。
     吸水率是模型吸水(吃漿)能力的反映。吸水率指標主要與混水量(膏水比)有直接的關系。石膏粉的混水量愈大,則模型干燥后形成的氣孔愈多,吸水率愈大。衛生陶瓷注漿石膏模型的吸水率一般在40~48%。
 
檢測方法:
①采用做抗折強度后的剩余試樣,做成尺寸15㎜×15㎜×15㎜的試樣3個。
②在40±4℃電熱鼓風干燥箱中烘干試樣冷卻到室溫,用電子天平稱其質量為N,放入水中浸泡1h,取出后用半濕毛巾擦拭,立即稱其質量為M。
③用以下公式計算3個試樣的吸水率:
S=(M-N)/ N×100%
式中:S—試樣的吸水率,%,精確到小數點后兩位;
N—干燥試樣的質量,單位為克(g);
M—吸水飽和試樣的質量,單位為克(g)。
④計算3件試樣吸水率的算術平均值。如果測試計算的3個值中有1個值與3個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則取另兩個值得算數平均值為測試結果;如果測試計算的3個值中有2個或2個以上值與3個值的算術平均值的相對偏差大于10%,則應重新取樣進行測試。
 
五、關于水分檢測
     在石膏的生成過程中,要抽檢樣品進行水分分析,如果工藝條件控制不好,石膏往往會生成層狀或針狀晶體,尤其是針狀晶體,形成的石膏顆粒小,粘性大,難以脫水,造成石膏漿液固體含量低等。
   當石膏如果水分過高,不僅影響脫硫系統和設備的正常運行,而且對石膏的儲存、運輸及后加工等都會造成一定的困難,
檢測方法:
     CS-01AL石膏水分測量儀產品榮獲《 一種工業產品的水分檢測設備》、《一種新型水分儀加熱處理系統設備》專利,它采用進口精密稱重系統稱量取樣,在測量樣品重量的同時,加熱單元和水分蒸發通道快速干燥樣品,在干燥過程中,持續測量并即時顯示樣品丟失的水分含量%,干燥程序完成后,最終通過7寸液晶觸摸大屏幕把測定的水分含量值被鎖定顯示,直接計算干燥前后樣品質量的變化來求取石膏含水率。
1、稱重范圍:0-120g
2、測試空間為3cm(特殊) 
3、水分測定范圍:0.00-100%
     干重測定范圍:100-0.00%
4、稱重系統精度:JQR/0.001g
5、樣品質量:0 -120g
6、加熱溫度范圍:環境溫度-229.9℃ 
            溫度誤差:±0.5℃
            溫度分辨率:0.1℃
7、加熱源:400w
8、水分含量可讀性:0.01%.
9、顯示:彩色7寸液晶觸摸屏
10、溫度窗口:實時顯示當下環境溫度
       環境溫度顯示誤差:±0.5℃
11、參數八種: 水分值%、干重%、當前溫度、設定溫度、當前重量、初始重量、測試時間、恒重時間
12、雙重通訊接口(選配):RS 232(打?。?nbsp;             
                                          USB(計算機)
13、操作模式:全屏幕觸控式
14、外型尺寸:380×205×325(mm)
15、凈重:4.5Kg
16、產品通過IS09001質量體系認證;
17、公司通過ISO14001環境體系認證;
18、專利(201820840286.8 新型快速固含量測定專利、201821218909.4 一種工業產品的水分檢測設備專利)
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石膏粉水分測定儀

文章標簽: 石膏粉物理性能參數  檢測方法   

文章作者:冠亞水分儀

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