новая папка 2 / 45424

где К – содержание олеиновой кислоты в прессмассе, мас.ч. (задается преподавателем).

Взвешивают рассчитанное количество связующего и олеиновой кислоты с точностью до 0,1 г. В смеситель загружают древесный наполнитель. Включают привод смесителя, загружают связующее и олеиновую кислоту. Закрывают крышку смесителя и перемешивают компоненты в течение 30 минут. По окончании времени перемешивания выгружают прессмассу в металлическую кювету. Равномерно распределяют прессмассу по поверхности кюветы. Кювету помещают в сушильный шкаф и высушивают прессмассу при температуре 90±2оС до влажности 7…11%. В процессе сушки прессмассу периодически перемешивают и контролируют влажность с помощью электрического влагомера. Высушенную прессмассу выгружают в эксикатор и закрывают крышкой.

Определяют насыпную плотность прессмассы и содержание в ней сухой неотвержденной смолы.

Определение насыпной плотности Взвешивают металлический стакан с точностью до 0,01 г. Стакан ставят

на лист бумаги и насыпают в него из эксикатора прессмассу с горкой. Излишки прессмассы снимают с помощью металлической линейки. Стакан с прессмассой взвешивают с точностью до 0,01 г. Насыпную плотность вычисляют с точностью до 1 кг/м3 по формуле

	m m0	1000,
	v

где m – масса стакана с прессмассой, г; m0 – масса пустого стакана, г; v – объем стакана, см3.

Определения содержвания в прессмассе сухой неотвержденной смолы В предварительно взвешенный стеклянный бюкс помещают около 5 г

прессмассы, взвешивают с точностью до 0,001 г и заливают этиловым спиртом. Бюкс закрывают крышкой и ставят в сушильный шкаф, нагретый до 50…60оС на 75 мин. Затем спирт сливают и проводят вытяжку смолы указанным способом еще два раза. После этого бюксы с открытыми крышками высушивают при температуре 100…105оС в течение двух часов. Содержание смолы вычисляют с точностью до 1% по формуле

Q	(m m1 )100
		,
	m1

где m – масса исходной прессмассы, г; m1 – масса отмытой спиртом и высушенной прессмассы, г.

Лабораторная работа №3.

Переработка древесной прессовочной массы в изделия

Цель работы

Изучение режимов переработки древесных прессмасс в изделия методом

11

компрессионного прессования

Материалы и реактивы

- масса древесная прессовочная

Аппаратура

Весы технические; обогреваемая разъемная пресс-форма; гидравлический пресс.

Ход работы

Рассчитывают количество прессмассы, г, необходимое для изготовления образца размером 12×1,7×1,2 см по формуле

G lbh(100 W ) ,

100000

где ρ – плотность образца (1320…1380 кг/м3); l,b,h – соответственно длина, ширина и толщина образца, см; W – влажность прессмассы, %.

Рассчитанное количество прессмассы, взвешенное с точностью до 0,1 г, загружают в пресс-форму, нагретую до 150±5оС. Прессформу помещают в гидравлический пресс. Прессование ведут по следующему режиму:

-температура прессования 150±5оС; -давление прессования 60 МПа;

-время выдержки в прессе 1 мин/мм толщины образца.

По окончании времени прессования снимают давление, извлекают прессформу из пресса и выгружают образец. После охлаждения напильником удаляют облой с граней образца.

Лабораторная работа №4.

Определение показателей физико-механических свойств древесной прессовочной массы

Цель работы

Приобретение навыков определения показателей физико-механических свойств древесной прессовочной массы. Определение соответствия изготовленной прессмассы требованиям стандарта.

Аппаратура

Штангенциркуль, весы технические, испытательная машина, маятниковый копер.

При проверке качества изделий из древесных прессмасс и их соответствия требованиям стандарта определяют основные физико-механические показатели: плотность, пределы прочности при статическом изгибе и сжатии, ударную вязкость, водопоглощение. Определение плотности, разрушающего напряжения при статическом изгибе и ударную вязкость проводят на образцах размерами 120×17×12 мм.

Определение плотности Образец взвешивают с точностью до 0,1 г. Штангенциркулем измеряют

12

длину, ширину и толщину образца с точностью до 0,1 мм. Плотность образца вычисляют с точностью до 1 кг/м3 по формуле

lbhm 103 ,

где m – масса образца, г; l, b, h – соответственно длина, ширина и толщина образца, см.

Определение разрушающего напряжения при статическом изгибе Штангенциркулем измеряют ширину образца в средней трети длины и

толщину с точностью до 0,01 мм. Образец укладывают на опоры испытательной машины широкой стороной так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна опорам. Устанавливают скорость перемещения головки испытательной машины 10 мм/мин и производят нагружение образца. Фиксируют разрушающую нагрузку. Разрушающее напряжение при статическом изгибе вычисляют с точностью до 1 МПа по формуле

		3Pl	,
	ИЗГ	2bh 2

где P – разрушающая нагрузка, Н; l – расстояние между опорами испытательной машины, мм; b и h – соответственно ширина и толщина образца, мм.

Результат испытания на образце, разрушившемся не на средней трети его длины, а также на образце, в котором в процессе испытания были обнаружены дефекты (раковины, пустоты, инородные включения) в расчет не принимают.

Определение ударной вязкости Измеряют ширину и толщину образца с точностью до 0,01 мм. Испыта-

ния проводят на маятниковом копре. Маятник копра взводится на угол 90 о. Стрелку индикатора маятника устанавливают на 0 о. Маятник освобождают и после остановки по индикатору определяют угол его холостого хода. Устанавливают испытуемый образец на опоры копра так, чтобы удар маятника приходился на узкую его часть (12 мм). Маятник копра взводят на угол 90 о. Стрелку индикатора маятника устанавливают на 0 о. Освобождают маятник. После разрушения образца и остановки маятника определяют по индикатору угол рабочего хода. Ударную вязкость вычисляют с точностью до 0,1 кДж/м2 по формуле

а SA ,

где А – работа, затрачиваемая на разрушение образца, кДж; S – площадь поперечного сечения образца, м2.

A 9,8PL(cos cos ) 10 3 ,

где P – масса маятника (1 кг); L – длина маятника (0,43 м); β – угол рабочего хода маятника, град; α – угол холостого хода маятника, град.

За результат принимают среднее арифметическое всех параллельных определений. Результат округляют до целого числа.

13

Определение разрушающего напряжения при сжатии Определение разрушающего напряжения при сжатии проводят на образ-

цах размерами 30×17×12 мм. Измеряют ширину и толщину образца с точностью до 0,01 мм. Усилие сжатия должно быть направлено перпендикулярно усилию прессования. Устанавливают скорость перемещения головки испытательной машины 20 мм/мин. Фиксируют разрушающую нагрузку по шкале машины. Разрушающее напряжение при сжатии вычисляют с точностью до 1 МПа по формуле

СЖ 0,1 РFСЖ ,

где РСЖ – разрушающая нагрузка, кг; F – площадь образца, см2.

За результат принимают среднее арифметическое всех параллельных определений.

Определение водопоглощения Определение водопоглощения проводят на образцах размерами 15×17×12

мм. Взвешивают образцы с точностью до 0,001 г и помещают в сосуд с дистиллированной водой так, чтобы они были полностью покрыты водой, не соприкасались между собой и стенками сосуда. Образцы выдерживают в воде в течение 24 ч. Затем вынимают из воды, вытирают фильтровальной бумагой и по истечении не более 1 мин после извлечения из воды взвешивают. Показатель водопоглощение вычисляют с точностью до 1% по формуле

W	m1	m	100	,
		m

где m и m1 – соответственно масса образца до и после выдержки в воде, г.

Для определения соответствия прессмассы требованиям стандарта результаты испытаний сравнивают с данными, представленными в приложении А.

Лабораторная работа № 5. Изготовление цементно-стружечной плиты

Цель работы

Овладение навыками расчѐта состава цементно-стружечной плиты. Изучение технологического процесса изготовления цементно-стружечных плит.

Материалы и реактивы

-резаная стружка от дискового станка влажностью 6…8%;

-портланд-цемент марки 400 или 500;

-стекло натриевое жидкое;

-20% - ный водный раствор сульфата алюминия;

-оксид кальция.

Аппаратура

Металлические поддоны; металлические рамки; замки; гидравлический

14

пресс; весы торговые; весы технические; мерный цилиндр; емкости для взвешивания стружки и приготовления цементно-стружечной смеси; сушильный шкаф.

Ход работы

Проводят расчет расхода компонентов цементно-стружечной плиты в соответствии с представленной ниже рецептурой.

Состав 1 м3 цементно-стружечной смеси, кг.

Стружка а.с.

300

	Портланд-цемент	750
	Стекло натриевое жидкое 38% -й кон-
		60
	центрации
		40
	Сульфат алюминия а.с.
		400
	Вода

Расход стружки, кг, с учетом влажности составит:

	ДW	Д (100 W )	,
		100

где Д – расход а.с. стружки, кг; W – абсолютная влажность стружки, %. Количество воды, содержащееся в стружке, кг:

ВД = ДW - Д

Расход сульфата алюминия в виде 20%-го раствора, кг:

А 100 ,

А20% С

где А – расход а. с. сульфата алюминия, кг; С – концентрация раствора сульфата алюминия, %.

Количество воды, содержащееся в растворе сульфата алюминия, кг:

ВА = А20% – А

Количество воды, содержащееся в жидком стекле, кг:

ВС С 0,62 ,

где С – расход жидкого стекла 38%-ной концентрации, кг. Расход воды для приготовления цементно-стружечной смеси, кг:

В ВР ВД ВА ВС ,

где ВР – расход воды, в соответствии с рецептурой, кг.

Далее рассчитывают количество компонентов цементно-стружечной смеси для изготовления двух плит размером 150×150×10 мм. Результаты расчетов сводят в таблицу 1.

Приготовление цементно-стружечной смеси Стружку и портланд-цемент и взвешивают на торговых весах с точностью

до 5 г. Химические добавки взвешивают на технических весах с точностью до 1 г. Воду отмеряют цилиндром.

15

Таблица 1. Расход компонентов для изготовления цементно-стружечных плит

Компонент цементно-стружечной	Расход компонента, г
смеси	На одну плиту	На две плиты
Стружка с влажностью W%
Портланд-цемент
Жидкое стекло 38%-ное
Сульфат алюминия 20%-ный раствор
Вода

В емкость для смешивания последовательно загружают стружку, воду раствор сульфата алюминия, жидкое стекло и цемент. Продолжительность перемешивания смеси после загрузки очередного компонента составляет 2…3 мин.

Формирование брикета На металлический поддон, предварительно смазанный эмульсией мине-

рального масла в воде, устанавливают металлическую рамку с толщиной равной толщине готовой плиты. В рамку вставляют деревянную насадку высотой 110 мм. В воронку послойно укладывают цементно-стружечную смесь, равномерно распределяя ее по высоте и площади насадки. По окончании укладки смесь подпрессовывают вручную и аккуратно извлекают насадку из рамки. Подпрессованный брикет накрывают вторым металлическим поддоном и помещают его в гидравлический пресс. Прессование ведут до посадки верхнего поддона на рамку. Поддоны скрепляют замками, снимают давление, размыкают плиты пресса и закрытую кассету извлекают из пресса.

Термообработка плит Замкнутую кассету с плитой помещают в сушильный шкаф. Термообра-

ботку ведут при температуре 80оС и влажности воздуха не менее 60% в течение 4 часов. После термообработки кассету помещают в гидравлический пресс, поднимают давление до величины позволяющей снять замки. Кассету разбирают, плиту помещают в полиэтиленовый пакет и выдерживают в течение 14…18 суток.

Сушка плит По окончании выдержки плиты высушивают в термошкафу при темпера-

туре 90оС до влажности 6…12%.

Лабораторная работа № 6. Испытания цементно-стружечной плиты

Цель работы

Приобретение навыков определения показателей физико-механических свойств арболита. Определение соответствия изготовленного арболита требованиям стандарта.

16

Аппаратура

Штангенциркуль, толщиномер, весы технические, сушильный шкаф, испытательная машина.

Определение плотности Образец взвешивают с точностью до 0,1 г. Измеряют длину, ширину и

толщину образца с точностью до 0,1 мм. За длину и ширину образца принимают среднее арифметическое значение результатов измерений по двум параллельным сторонам. Плотность образца рассчитывают с точностью до 1 кг/м3 по формуле

lbhm 103 ,

где m – масса образца, г; l, b, h – соответственно длина, ширина и толщина образца, см.

Определение разрушающего напряжения при статическом изгибе Измеряют ширину и толщину образца. Ширину образца измеряют по его

поперечной оси штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. Толщину образца измеряют на середине его длины в двух точках. Измерение проводят толщиномером с точностью до 0,01 мм. Затем образец укладывают на опоры испытательной машины так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна опорам. Устанавливают скорость перемещения головки испытательной машины 10 мм/мин и производят нагружение образца. Фиксируют разрушающую нагрузку. Разрушающее напряжение при статическом изгибе рассчитывают с точностью до 0,5 МПа по формуле

		3Pl	,
	ИЗГ	2bh 2

где P – разрушающая нагрузка, Н; l – расстояние между опорами испытательной машины, мм; bи h – соответственно ширина и толщина образца, мм.

Определение водопоглощения и разбухания по толщине Образцы взвешивают с точностью до 0,1 г и определяют их толщину с

точностью до 0,01 мм. Измеренные образцы погружают в вертикальном положении в ванну с водой, так чтобы они не соприкасались друг с другом и боковыми стенками ванны. Уровень воды в ванне должен быть выше образцов на 20 ±2 мм. Вода в ванне должна иметь температуру 20±1оС. Образцы выдерживают в воде 24 ч. Не позднее чем через 10 мин после извлечения из воды образцы взвешивают и измеряют их толщину.

Разбухание образца по толщине рассчитывают с точностью до 0,1% по формуле

h	h1	h	100,
		h

где h и h1 – соответственно толщина образца до и после выдержки в воде, мм. Водопоглощение образца рассчитывают с точностью до 0,1% по формуле

17

W	m1	m	100	,
		m

где m и m1 – соответственно масса образца до и после выдержки в воде, г. Определение влажности Образец взвешивают с точностью до 0,01 г и помещают в сушильный

шкаф. Образец высушивают до постоянной массы при температуре 103±2оС. Массу считают постоянной, если разность между двумя последовательными взвешиваниями не превышает 0,1% массы. Первое взвешивание проводят через 4 ч, последующие через каждые 2 ч.

Влажность образца рассчитывают с точностью до 0,1% по формуле

W	m1 m0	100,
	m0

где m1 и m0 – соответственно масса образца до и после сушки, г.

Для определения соответствия плит требованиям стандарта результаты испытаний сравнивают с данными, представленными в приложении Б.

Лабораторная работа № 7. Изготовление арболита

Цель работы

Овладение навыками проектирования и расчета состава арболитовой смеси. Изучение технологического процесса получения строительного материала на основе минеральных вяжущих веществ.

Материалы и реактивы

Древесный заполнитель – дробленка из отходов:

-лесопиления и деревообработки хвойных пород;

-лесозаготовок хвойных пород;

-лесопиления и деревообработки смешанных пород;

-лесозаготовок смешанных пород;

-дубильно-экстрактивного производства (одубина) Вяжущее – портланд-цемент марки 400 или 500. Химические добавки:

-водный раствор хлорида кальция 20% -й концентрации;

-стекло натриевое жидкое;

-водный раствор сульфата алюминия 20%-й концентрации;

-оксид кальция.

Аппаратура

Разъемные формы; весы торговые; ѐмкости для взвешивания дробленки и изготовления арболитовой смеси; весы технические; мерный цилиндр.

Ход работы

Преподаватель задаѐт марку арболита, вид древесного заполнителя, перечень химических добавок. На основании данных таблиц 1 – 4 проектируют со-

18

став арболитовой смеси по следующей форме:

Состав 1 м3 арболитовой смеси, кг

Портланд-цемент – Дробленка а. с. –

Стекло натриевое жидкое 38%-й концентрации; Хлорид кальция а. с. – Сульфат алюминия а. с. – Оксид кальция а. с. –

Таблица 1. Расход портланд-цемента на 1 м3 арболита

		Расход портланд-цемента, кг,
Вид заполнителя	в зависимости от класса арболита
	В0,5		В0,75	В1,0	В1,5	В2,0	В2,5
Дробленка из отходов:
- лесопиления и деревообработки хвойных	240		250	280	300	330	360
пород;
- лесозаготовок хвойных пород;	260		280	300	320	350	380
- лесопиления и деревообработки смешан-	270		290	310	330	360	390
ных пород;
- лесозаготовок смешанных пород;	290		310	330	350	380	400
- дубильно-экстрактивного производства	280		300	320	340	370	400
(одубина)

Таблица 2. Расход дробленки на 1 м3 арболита

		Расход а.с. древесного заполнителя, кг,
	Вид заполнителя	в зависимости от класса арболита
		В0,5	В0,75	В1,0	В1,5	В2,0	В2,5
	Дробленка из отходов:
	- лесопиления и деревообработки хвойных	140	160	180	200	220	240
	пород;
	- лесозаготовок хвойных пород;	150	170	190	210	230	250
	- лесопиления и деревообработки смешан-	180	180	200	220	240	250
	ных пород;
	- лесозаготовок смешанных пород;	140	160	180	200	220	240
	- дубильно-экстрактивного производства	160	180	200	220	275	290
	(одубина)

Таблица 3. Расход химических добавок на 1 м3 арболита

	Химическая добавка	Расход добавки, кг, в зависимости от вида заполнителя
		Древесная дробленка	Одубина
	Хлорид кальция а.с.	8	8 – 9
	Стекло натриевое 38%-ное	8	–
	Сульфат алюминия а.с.	20	–
	Оксид кальция а.с.	25	–

19

Таблица 4. Расход воды на 1 м3 арболита

		Расход воды, кг,
Вид заполнителя	в зависимости от класса арболита
	В0,5	В0,75	В1,0	В1,5		В2,0	В2,5
Дробленка из отходов:
- лесопиления и деревообработки хвойных	260	280	300	330		380	400
пород;
- лесозаготовок хвойных пород;	280	300	330	360		400	440
- лесопиления и деревообработки смешан-	310	330	360	390		430	460
ных пород;
- лесозаготовок смешанных пород;	310	330	360	390		430	460
- дубильно-экстрактивного производства	210	230	250	270		300	370
(одубина)

Расход дробленки с учетом влажности составит, кг:

Д	Д	Т (100	W )	,
		100

где ДТ – расход дробленки взятый по табл. 2, кг; W – абсолютная влажность дробленки, %.

Количество воды, содержащееся в дробленке, кг:

ВД = Д - ДТ

Расход химической добавки в виде раствора заданной концентрации, кг:

Х		Х Т	100		,
	Р		С

где ХТ – расход а. с. химической добавки взятый по табл. 4, кг; С – концентрация раствора химической добавки, %.

Количество воды, содержащееся в растворе химической добавки, кг:

ВХ = ХР – ХТ
Количество воды, содержащееся в жидком стекле, кг:
ВЖС	С 0,62,
где С – расход жидкого стекла, взятый по табл. 4, кг.
Расход воды для приготовления арболитовой смеси, кг:
ВС ВТ	ВД ВХ ВЖС ,

где ВТ – расход воды, взятый по табл. 3, кг.

Далее рассчитывают количество компонентов арболитовой смеси для изготовления двух изделий размером 100×100×100 мм. Результаты расчетов сводят в таблицу 5.

Приготовление арболитовой смеси Портланд-цемент и дробленку взвешивают на торговых весах с точно-

стью до 5 г. Химические добавки взвешивают на технических весах с точностью до 1 г. Воду отмеряют цилиндром.

В емкость для смешивания последовательно загружают древесную дроб-

20