آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته

آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته

تعداد بازدید: 1729
چهارشنبه 03 دي 1393

آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته

آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته (Indirect Measurement of Clay Plasticity)، علیرغم عوامل چندگانه ای که در پلاستیسیته دخیل هستند، برای تعیین شاخص عددی پلاستیسیته به کار می روند. در ادامه به برخی از آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته به ویژه آزمون هایی که پلاستیسیته ذاتی، و نه صلبیت یا نقطه تسلیم را، برآورد می کنند اشاره می شود.

پلاستیسیته یک بدنه سرامیکی با افزایش میزان رس بدنه و با کوچکتر شدن دانه های رس افزایش می یابد. البته این دو عامل در موارد حاد منجر به چسبناکی بدنه می شوند. این شرایط منجر به آزمون های غیر مستقیم زیادی برای به دست آوردن پلاستیسیته شده است که در این روش ها به جای پلاستیسیته خواصی که به طور تقریبی با پلاستیسیته ارتباط دارند، اندازه گیری می شوند. گروهی از این آزمون ها بر اساس اندازه گیری مقدار رطوبت لازم برای رسیدن به یک غلظت دلخواه استوار شده اند. چون افزایش مقدار رس و یا ریز دانه شدن آن منجر به افزایش سطح ویژه ذرات و بنابراین بالا رفتن مقدار رطوبت برای رسیدن به یک غلظت معین می شود، منطقی است که رطوبت بالا را به پلاستیسیته و بالعکس نسبت دهند.

 

آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته بر اساس میزان رطوبت یا سایر خواص مانند استحکام، معیاری را برای سنجش پلاستیسیته ارائه می دهند. از مهمترین روش های اندازه گیری پلاستیسیته بر اساس رطوبت می توان به آزمون های ففرکورن، آتربرگ و عدد ریکه اشاره کرد، که در ادامه به آن ها پرداخته خواهد شد.

آزمون ففرکورن

شاید یکی از معروف ترین آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته، آزمون ففرکورن باشد که در آن یک استوانه به طول 4 سانتی متر و قطر 2.8 سانتی متر از گلی که قبلا به وسیله دست به خوبی ورز داده شده است ساخته می شود و تحت ضربه یک دیسک 1 کیلوگرمی که از ارتفاع استاندارد (مثلا 16 سانتی متر) سقوط می کند قرار می گیرد. میزان تغییر فرم که با نسبت ارتفاع اولیه به ارتفاع ثانویه بیان می شود، محاسبه و سپس میزان رطوبت اندازه گیری می شود. این آزمون بر روی نمونه هایی با درصد های مختلف آب تکرار شده و بدین وسیله منحنی نسبت تغییر فرم به میزان آب نمونه ترسیم می شود. عدد ففرکورن که مبین پلاستیسیته نمونه است، عبارت است از درصد آبی که در آن نسبت تغییر فرم برابر با مقدار استاندارد (برای مثال2.5 ، 3 یا 3.3) باشد. باید توجه کرد که در آزمایشگاه های مختلف ممکن است از نسبت های استاندارد، اسباب و نمونه های متفاوت استفاده می شود.

تلاش های زیادی برای بهبود کیفیت آزمون ففرکورن، برای مثال جهت وارد کردن یک ضریب تصحیح برای مواد بسیار حساس به تغییرات رطوبت، انجام گرفته است. در نتیجه این تلاش ها عدد ففرکورن تصحیح شده تعریف شده است. این عدد حاصل تقسیم عدد ففرکورن بر شیب منحنی نسبت به تغییر فرم بر حسب رطوبت در نقاط مناسب است.

   

آزمون آتربرگ

در سنجش پلاستیسیته به روش آتربرگ که در سطح بین المللی توسط دانشمندان خاک شناس به کار برده می شود، درصد رطوبت در دو حد پلاستیک و حد روانی اندازه گیری می شود. حد پلاستیک عبارت است از درصد رطوبتی که در زیر آن ماده دیگر رفتار پلاستیک نداشته باشد و شکننده شود. این حد هنگامی به دست می آید که پس از آن دیگر نتوان رس را به صورت رشته ای سالم با قطر یک هشتم اینچ لوله کرد.

آزمون اتربرگ،آزمون آتربرگ

حد روانی رطوبتی است که ماده در بالای آن به صورت یک سیال و در زیر آن به صورت یک جامد پلاستیک رفتار می کند. البته در واقع یک ماده در بالای حد روانی هنوز خواص پلاستیک از خود بروز می دهد. این حد با ساختن خمیری از ماده، قرار دادن آن بر روی یک ظرف برنجی با طرح استاندارد و یافتن تعداد ضربات استانداردلازم برای بستن شکافی بر روی گل درون ظرف به دست می آید. این آزمون در طوبت های مختلف تکرار می شود و حد روانی (با اکستراپوله کردن) به عنوان درصد رطوبتی که در آن 25 ضربه نیاز است، تعیین می شود. آنگاه شاخص پلاستیسیته آتربرگ از اختلاف حد پلاستیک و حد روانی به دست می آید. از آنجایی که این شاخص محدوده رطوبتی را که در بالای آن ماده پلاستیک است را اندازه گیری می کند، وسیله ای برای اندازه گیری یکی از ویژگی هایخاص پلاستیسیته یعنی عدم حساسیت ماده به تغییر رطوبت است. گریم (Grim) آزمون آتربرگ را بر روی چند مینرال رسی انجام داده است که نتایج آن در جدول زیر آورده شده است. به نظر می رسد که این آزمایشات بر روی مواد نسبتا خالص صورت گرفته است، زیرا برای رس های طبیعی حاوی مواد غیرپلاستیک و نیز بدنه های حاوی رس مقادیر کمتری به دست می آید.

مینرال رسی حد پلاستیک حد روانی شاخص پلاستیسیته
کائولینیت (a) 36 58 22
کائولینیت (b) 30 35 5
{{ایلیت}} (a) 40 83 43
ایلیت (b) 44 95 51
ایلیت (c) 46 85 39
مونت موریلونیت (a) 47 700 603
مونت موریلونیت (b) 81 117 36
آتاپولژیت 117 178 61
هالویزیت 52 62 10

 

عدد ریکه و سایر روش های بر پایه اندازه گیری رطوبت

یک شاخص تقریبا مشابه که آن هم بر اساس اختلاف بین دو درصد رطوبت معین است عدد ریکه نام دارد. این شاخص از اختلاف درصد رطوبت در حالت کارپذیری معمولی (مثلا حاصل از آزمون ففرکورن) و حد پلاستیک (مثلا حاصل از آزمون آتربرگ) به دست می آید. برخی معتقدند این شاخص بهترین شاخص کارپذیری پلاستیسیته است.

روش های دیگری نیز برای توصیف غلظت مورد استفاده قرار گرفته است که در آن ها مقدار عددی رطوبت به صورت شاخص پلاستیسیته بیان می شود. ذیلا به چند روش اشاره می شود:

- در روش Cohn مقدار رطوبتی که به وسیله آن، یک میله با وزن استاندارد در مدت زمان معین تا ارتفاع مشخص در تکه ای از گل فرو می رود، شاخص پلاستیسیته است.

- در روش Russell و Hunk مقدار رطوبتی که در آن، ماده تحت آزمایش تنش فشاری، تنش تسلیمی برابر 5 پوند بر اینچ مربع داشته باشد، شاخص پلاستیسیته است.

- در روش Thiemecke مقدار رطوبتی که نشانگر تغییر خواص از حالت پلاستیک به الاستیک باشد شاخص پلاستیسته است.

- در روش Enslin رطوبت جذب شده توسط ماده بسیار ریزدانه در هنگامی که از طریق یک فیلتر شیشه ای متخلخل در تماس با آب قرار گرفته است شاخص پلاستیسیته است.

انتقادات زیادی به این روش های ارزیابی غیر مستقیم پلاستیسیته شده است، زیرا این روش ها یک ارزیابی واقعی از پلاستیسیته و مقدار رطوبت به دست نمی دهند. به ویژه اگر چه معمولا تغییرات این شاخص ها در شرایط ساده قابل پیش بینی است (مثلا آن ها با افزودن رس ریزدانه زیاد و با افزودن مواد غیر پلاستیک کم می شوند)، اما هیچ تضمینی برای تغییرات پیچیده تر وجود ندارد. با این وجود، چون این شاخص ها نیاز به وسایل نسبتا ساده ای دارند، بدون شک همچون گذشته برای کنترل روزمره صنعت سرامیک مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

آزمون های غیر مستقیم اندازه گیری پلاستیسیته بر اساس خواص دیگر

یکی از روش های غیر مستقیم ارزیابی پلاستیسیته اندازه گیری مدول گسیختگی در بدنه های خشک شده است. هر قدر استحکام قطعه بالاتر باشد آن بدنه پلاستیک تر است. در این آزمون نیز میزان رس و ریزدانه بودن آن بر روی استحکام موثر است. اگر چه در عمل بین استحکام و پلاستیسیته خاک ارتباط برقرار است، اما در برخی موارد به ویژه در بدنه ها، چنین چیزی مشاهده نمی شود. اگر چه استحکام خام می تواند به وسیله خاصیت اتصال دهندگی رس های ریزدانه بهبود یابد، از طرف دیگر به میزان فشردگی حاصل از ذرات متوسط و درشت نیز بستگی دارد، لذا افزودن ذرات متوسط و ریز می تواند سبب افزایش استحکام شود، بدون آنکه ارتباطی با پلاستیسیته داشته باشد و یا حتی ممکن است منجر به کاهش پلاستیسیته نیز بشود. اما اگر فقط بخواهیم در یک بدنه، رسی را به جای رس دیگر (بدون تغییر دیگر اجزا) وارد کنیم ارتباط معقولی بین استحکام و پلاستیسیته بر قرار است. با این وجود تردید ناشی از غیر مستقیم بودن این روش ها پا بر جاست.

برخی از محققین سعی کرده اند که پلاستیسیته خاک را با قدرت چسبندگی آن اندازه گیری کنند. برای این کار خاک مورد نظر با مقادیر مختلفی از یک ماده غیر پلاستیک (مانند کوارتز) مخوط می شود و بدنه شکل داده شده و خشک می شود و مدول گسیختگی آن اندازه گیری می شود. مقدار کوارتز اضافه شده به بدنه برای دست یابی به یک استحکام معین معیار پلاستیسیته است.

در آزمون Bancroft یک قرص دارای غلظت مناسب از ماده به مدت 24 ساعت در هوا خشک شده و سپس در آب غوطه ور می شود. زمان لازم برای فروپاشی قطعه (که معمولا از 4 دقیقه تا 3 ساعت طول می کشد) معیاری از پلاستیسیته است. برخی دیگر از روش های غیر مستقیم بر اساس مقدار ماده کلوئیدی حاضر بنا شده اند. در این روش ها پلاستیسیته با اندازه گیری مقدار جذب یک رنگ (سبز مالاکیت) توسط رس (روش Ashley) یا با اندازه گیری کدورت یک سوسپانسیون دراولترامیکروسکوپ (روش France) به دست می آید. روش های غیر مستقیم فوق، همانند آزمون هایی که بر اساس مقدار رطوبت هستند، معمولا می توانند تغییرات ناشی از افزودن تدریجی رس ریزدانه یا مواد غیر پلاستیک را به خوبی پیش بینی کنند، اما مشخص نیست که آیا در شرایط پیچیده تر قابل اعتماد هستند یا خیر.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

علیرضا میر حبیبی، مبانی شکل دادن سرامیک ها جلد اول رئولوژی سیستم های سرامیکی، پژوهشکده رنگ ایران، 1380.

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

چهاردهمین نمایشگاه بیمارستان سازی، تجهیزات و تاسیسات بیمارستانی
عنوان:چهاردهمین نمایشگاه بیمارستان سازی، تجهیزات و تاسیسات بیمارستانی شهر: ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
چاپ جنرال کاتالوگ شرکت پاکمن
جنرال کاتالوگ شرکت پاکمن: جنرال کاتالوگ پاکمن، در 6 فصل و 228 صفحه به چاپ رسی ...بیشتر
نوزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان اهواز
عنوان: نوزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان اهواز شهر: اهواز تاریخ ش ...بیشتر
گزارش حضور پاکمن در هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات اصفهان
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان 97 با حضو ...بیشتر
سمينار آموزشی مزايای استفاده از تجهيزات گرمايشی نوين
عنوان : سمينار آموزشی مزايای استفاده از تجهيزات گرمايشی نوين شرکت پاکمن شه ...بیشتر
نمایشگاه استاندارد های صنعت ساختمان
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه استاندارد های صنعت ساختمان شهر : گرگان ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه صنعت ساختمان البرز شهر : تهران س ...بیشتر
هشتمین نمایشگاه صنعتی سازی و فناوریهای نوین صنعت ساختمان
عنوان: هشتمین نمایشگاه صنعتی سازی و فناوریهای نوین صنعت ساختمان شهر: ...بیشتر
نهمین نمایشگاه درب و پنجره ، ماشین آلات و صنایع وابسته مشهد
عنوان : نهمین نمایشگاه درب و پنجره ، ماشین آلات و صنایع وابسته مشهد شهر : ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر