Rola zagęszczenia mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi w kształtowaniu ich wytrzymałości osiąganych po utwardzaniu mikrofalowym

W pracy podjęto próbę uzupełnienia informacji na temat wpływu zagęszczenia masy formierskiej ze spoiwami nieorganicznymi na podstawowe parametry wytrzymałościowe, tj.: wytrzymałość na rozciąganie i zginanie mas formierskich z uwodnionym krzemianem sodu po procesie szybkiego nagrzewania mikrofalowego. W badaniach zastosowano świeży piasek kwarcowy średni oraz trzy gatunki handlowego niemodyfikowanego uwodnionego krzemianu sodu o module molowym (SiO₂/Na₂O) w przedziale od 1,9 do 3,4. Masy sporządzone z 0,5% cz. mas. wody i 1,5% cz. mas. spoiwa zagęszczano wibracyjnie tak, aby osiągnąć różną gęstość pozorną (ϱ₀) masy formierskiej. Badane parametry wytrzymałościowe po utwardzeniu i ostudzeniu próbek mas odnoszono do gęstości pozornej. Wyniki badań nad wpływem zróżnicowanego zagęszczenia odnoszono do dostępnych danych literaturowych. Występowanie zależności między gęstością pozorną a wytrzymałością na rozciąganie i zginanie utwardzonych mas potwierdzono za pomocą modeli liniowych dla korzystnego nagrzewania mikrofalowego, podobnie jak to ma miejsce w dotychczas opisanych przypadkach stosowania chemicznych metod sieciowania spoiw nieorganicznych. Ponadto na podstawie wykonanych badań stwierdzono występowanie podobnych przyrostów wytrzymałości na skutek zmian gęstości pozornej mas nagrzewanych mikrofalowo do tych, które zaobserwowano w masach utwardzanych chemicznie. Wyniki badań posłużyły do oceny jakości spoiw chemicznych stosowanych w odlewnictwie według kryteriów wytrzymałości przypadających na 1% wag. spoiwa w masie. W przypadku wszystkich badanych spoiw nieorganicznych stwierdzono korzystny stosunek wytrzymałości przeliczonej na udział 1% wag. spoiwa powyżej wartości 1,20 g/cm³ gęstości pozornej mas na osnowie piasku kwarcowego średniego.

The study attempts to complement the information on the effect of the density of moulding sands with inorganic binders on basic strength parameters, i.e. the tensile and bending strength of moulding sands with hydrated sodium silicate, after the process of fast microwave heating. The tests applied fresh medium quartz sand and three types of commercial non-modified hydrated sodium silicate with a molar module (SiO₂/Na₂O) ranging from 1.9 to 3.4. The masses made of 0.5 wt. % of water and 1.5 wt. % of binder underwent vibrational densification so as, to obtain different apparent densities (ϱ₀) of the moulding sand. The examined strength parameters, after hardening and cooling of the mass samples, were compared to apparent density. The results of the studies of the effect of a diversified density were referred to in the literature data. The occurrence of relations between the apparent density and the tensile and bending strength of the hardened masses was confirmed by means of linear models for advantageous microwave heating, similarly to the previously discussed cases of the use of chemical methods of curing inorganic binders. Also, based on the performed tests, similar strength increases were established, as a result of the changes in the apparent density of the microwave heated masses to those which were observed in the chemically hardened masses. The tests results were used to evaluate the quality of the chemical binders applied in casting according to the strength criteria per 1 wt. % of binder in the mass. In the case of Poall the tested inorganic binders, an advantageous ratio of strength recalculated to 1 wt. % of binder above the value of 1.20 g/cm³ of the apparent density of the masses based on medium quartz sand, was established.