
哈爾濱石膏粉性能的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。其關(guān)系到模型的強(qiáng)度、表面硬度以及光滑度。表示細(xì)度的方法有篩目(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局篩規(guī)格,每一直線英寸的篩孔數(shù))、粒徑(mm)、比表面積(cm2/g)。一般用篩目(目數(shù))表示石膏粉的細(xì)度,目數(shù)值越大,表示石膏粉越細(xì)。一般而言,石膏粉的細(xì)度越細(xì),其顆粒的比表面積大,與水的接觸面積大,與水結(jié)合后反應(yīng)充分,形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多,則模型強(qiáng)度越高,但吸水率相應(yīng)降低。
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(qiáng)石膏粉)。β石膏粉的細(xì)度糙,一般在80~90目,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大,模型強(qiáng)度低;α石膏粉的細(xì)度細(xì),一般在100~180目,標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量小,模型強(qiáng)度高。
目前國(guó)內(nèi)衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)做石膏模型用的石膏粉一般在100~120目,高不超過160目。而國(guó)外使用的石膏粉的細(xì)度在180~250目,這也是他們石膏模型質(zhì)量總體比我們好的原因之一。
在我國(guó)早期的衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中,由于是地?cái)偵a(chǎn)且對(duì)石膏模型強(qiáng)度等要求不高,一般采用普通的β石膏粉,細(xì)度一般在80~90目,且一般是企業(yè)自己采購石膏礦石,然后破碎、粉碎,自炒自用;而從上世紀(jì)八十年代末、九十年代初開始,隨著機(jī)械化組合立式澆注成型工藝技術(shù)裝備的國(guó)外引進(jìn),以及國(guó)內(nèi)組合立式澆注成型工藝技術(shù)的發(fā)展,對(duì)石膏模型乃至石膏粉的強(qiáng)度、質(zhì)量要求提高,高強(qiáng)度α石膏粉(一般在100~120目)得到廣泛應(yīng)用。
檢測(cè)石膏粉細(xì)度(目數(shù))的方法:一般采用篩分法,檢測(cè)、計(jì)算其篩余量。檢測(cè)時(shí)篩余量應(yīng)符合表1的規(guī)定,無殘?jiān)ㄟ^更好。在實(shí)際生產(chǎn)中,針對(duì)你所使用(所知道)石膏粉的目數(shù),選擇標(biāo)準(zhǔn)篩的目數(shù)。
檢測(cè)步驟如下:
①取待測(cè)樣品約60g置于電熱鼓風(fēng)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(dāng)有效干燥時(shí)間相隔1h的兩次稱量之差不超過±0.2g時(shí),即為恒重)。
②準(zhǔn)確稱取50±0.1g試樣置于篩內(nèi),用手指輕輕壓碎團(tuán)塊,蓋上篩蓋,套上篩盤,按以下方法進(jìn)行操作:一只手拿住篩,略為傾斜,搖動(dòng)篩子,使其撞擊另一只手,搖動(dòng)的速度為每分鐘125次,篩擺的幅度約為20cm。每搖動(dòng)25次應(yīng)使篩子向一定方向旋轉(zhuǎn)90度角,使試樣均勻散開(也可采用機(jī)械振動(dòng)法過篩),直到篩到1min內(nèi)通過篩子的試樣少于0.1g時(shí)為止,稱取篩上物質(zhì)量(篩余),準(zhǔn)確至0.01g。
③按以下公式計(jì)算篩余量:C=B/A×100%
式中:C—篩余量,%;
B—篩上物的質(zhì)量,單位為克(g);
A—試樣的原始質(zhì)量,單位為克(g);
如果某種石膏粉之前不知道其細(xì)度(目數(shù)),可采用套篩(比如80目、100目、120目、140目、160目、180目等),機(jī)械振動(dòng)法過篩,檢測(cè)各篩目篩余量,以確定該石膏粉的細(xì)度(目數(shù))到底是多少,也可以反映出該石膏粉的細(xì)度(顆粒)分布。
二、關(guān)于凝結(jié)時(shí)間
凝結(jié)時(shí)間包括初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是在標(biāo)稠(標(biāo)準(zhǔn)稠度)用水量下,從石膏粉撒入水中至石膏漿失去流動(dòng)性開始變稠時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間;終凝時(shí)間是在標(biāo)稠用水量下,從石膏粉撒入水中到石膏漿體固化時(shí)所經(jīng)過的時(shí)間。按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),質(zhì)量合格石膏粉凝結(jié)時(shí)間應(yīng)該是:在標(biāo)準(zhǔn)稠度下,一般初凝時(shí)間不小于7min,終凝時(shí)間不大于30min。
凝結(jié)時(shí)間是注模制造中重要的技術(shù)參數(shù)。適宜的凝結(jié)時(shí)間是石膏粉生產(chǎn)中能否正常使用的先決和必要的條件。生產(chǎn)中我們需要石膏粉的凝結(jié)時(shí)間“初凝不要過短、終凝不要過長(zhǎng)”,或者說,“初凝時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)、終凝時(shí)間短一點(diǎn)”。因?yàn)椋跄龝r(shí)間過短或終凝時(shí)間過長(zhǎng)都不好,都會(huì)影響生產(chǎn)。初凝時(shí)間太短,小于7min,表現(xiàn)為生產(chǎn)中注桶,耽誤生產(chǎn);若終凝時(shí)間太長(zhǎng),遠(yuǎn)大于30min,表現(xiàn)為注模時(shí)漿體太稀易跑漿,甚至石膏漿不凝固,也影響生產(chǎn)。在大生產(chǎn)中,結(jié)合實(shí)際,考慮到操作等各種因素,初凝時(shí)間掌握在12min左右,終凝時(shí)間掌握在25~30min即可。凝結(jié)時(shí)間(初凝、終凝)的長(zhǎng)短主要與石膏粉和水的比例(膏水比)有很大的關(guān)系。膏水比越大,則凝結(jié)時(shí)間越短。
生產(chǎn)中檢測(cè)凝結(jié)時(shí)間,并非一定要在標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量下進(jìn)行,而應(yīng)以大生產(chǎn)膏水比進(jìn)行,這樣更有實(shí)際指導(dǎo)意義。
測(cè)定方法:目前檢測(cè)方法有劃割試餅法(劃痕法)、維卡儀法(類似水泥行業(yè)檢測(cè))。我們常用簡(jiǎn)便的劃割試餅法(劃痕法)。
方法步驟如下:
①按標(biāo)準(zhǔn)稠度(或大生產(chǎn)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(nèi)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(nèi)(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(shí)每隔10s劃割一次),每次劃后用軟布將玻璃棒擦凈。當(dāng)劃痕兩邊的料漿剛好不再合攏時(shí)即為初凝(以試樣放入水中開始計(jì)時(shí)至初凝的時(shí)間間隔就是初凝時(shí)間)。
③在測(cè)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(dāng)按壓至印痕邊緣沒有水份出現(xiàn)時(shí)即為終凝(以試樣放入水中開始計(jì)時(shí)至終凝的時(shí)間間隔就是終凝時(shí)間)。
三、關(guān)于強(qiáng)度
石膏模型的機(jī)械強(qiáng)度是關(guān)系到其使用壽命的重要性能指標(biāo)。模型(石膏粉)的強(qiáng)度指標(biāo)一般有抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。抗折強(qiáng)度是描述模型強(qiáng)度常用的指標(biāo)。抗折強(qiáng)度有2h濕抗折強(qiáng)度和40℃干燥抗折強(qiáng)度。2h濕抗折強(qiáng)度,是指石膏粉從放入水中算起,2h后在抗折儀上測(cè)試的強(qiáng)度;40℃干燥抗折強(qiáng)度,是試樣在40±4℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥至恒重后測(cè)試的抗折強(qiáng)度。β石膏粉的濕抗折強(qiáng)度一般2.7Mpa以上,干燥抗折強(qiáng)度一般6Mpa以上;α石膏粉的濕抗折強(qiáng)度一般4Mpa以上,干燥抗折強(qiáng)度一般7Mpa以上。
在陶瓷行業(yè),通常檢測(cè)石膏粉的抗折強(qiáng)度,抗壓強(qiáng)度一般不檢測(cè)。石膏粉的2h濕抗壓強(qiáng)度一般為6Mpa以上,干抗壓強(qiáng)度12Mpa以上。
抗折強(qiáng)度檢測(cè)方法:
①計(jì)算制作尺寸為40×40×60㎜的石膏試條3個(gè)所用的石膏粉及水的質(zhì)量(按石膏粉的標(biāo)準(zhǔn)稠度或大生產(chǎn)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(nèi)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(nèi),將模子的一端用手抬起約10mm后再落下,如此振動(dòng)5次,以排除氣泡。當(dāng)?shù)竭_(dá)初凝時(shí),用刮刀刮去溢漿,待終凝后脫模。
②測(cè)試濕強(qiáng)度和干強(qiáng)度的試條應(yīng)分別制備,各制3條。用于測(cè)2h濕強(qiáng)度的試條脫模后,垂直立放在實(shí)驗(yàn)室工作平臺(tái)上,從石膏粉投入水中開始2h后在抗折試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試;用于測(cè)干強(qiáng)度的試條脫模后,放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中,以40±4℃的溫度烘干至恒重(注:當(dāng)有效干燥時(shí)間相隔24h的兩次稱量之差不超過±0.5g時(shí),即為恒重)。恒重后將試條放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫,在抗折試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。
③抗折強(qiáng)度計(jì)算。采用以下公式:F=3PL/2BH2
式中:F——抗折強(qiáng)度,單位為兆帕(MPa)
P——試驗(yàn)機(jī)的負(fù)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(jì)算3條試件的抗折強(qiáng)度值并計(jì)算其算數(shù)平均值。如果測(cè)試計(jì)算的3個(gè)值中有1個(gè)值與3個(gè)值的算術(shù)平均值的相對(duì)偏差大于10%,則取另兩個(gè)值得算數(shù)平均值為測(cè)試結(jié)果;如果測(cè)試計(jì)算的3個(gè)值中有2個(gè)或2個(gè)以上值與3個(gè)值的算術(shù)平均值的相對(duì)偏差大于10%,則應(yīng)重新取樣進(jìn)行測(cè)試。