Badanie, podczas którego wygrzewa się próbki piasku formierskiego w temperaturze 900÷1000°C, a następnie określa ubytek masy próbek, stosowane jest do oznaczenia
A. koloidalności glin.
B. temperatury spiekania.
C. strat przy prażeniu.
D. wilgotności.
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2020 (arkusz M.37-SG-20.01).
W tym badaniu chodzi o oznaczenie strat przy prażeniu, czyli ubytku masy próbki po wygrzaniu jej w wysokiej temperaturze, zwykle około 900÷1000°C. W praktyce odlewniczej próbkę piasku formierskiego najpierw przygotowuje się i waży, potem praży w piecu laboratoryjnym, a po ostudzeniu w eksykatorze waży ponownie. Różnica masy pokazuje, ile składników lotnych, organicznych albo rozkładających się termicznie było w masie. Mogą to być np. resztki lepiszcz żywicznych, dodatki węglonośne, części organiczne, woda związana chemicznie czy produkty rozkładu bentonitu. Moim zdaniem to jedno z tych badań, które świetnie pokazuje, że masa formierska to nie jest tylko zwykły piasek. Wynik strat przy prażeniu jest ważny, bo zbyt duża ilość składników palnych może zwiększać gazotwórczość masy, powodować pęcherze gazowe, przypalenia albo pogorszenie jakości powierzchni odlewu. W dobrej praktyce laboratoryjnej pilnuje się stałej temperatury pieca, czasu wygrzewania, dokładnego ważenia i chłodzenia próbki bez dostępu wilgoci. Takie postępowanie daje powtarzalny wynik, a nie przypadkową liczbę z wagi.
Badanie opisane w pytaniu nie służy do wyznaczania temperatury spiekania, choć wysoka temperatura może trochę mylić. Temperatura spiekania dotyczy zachowania ziaren osnowy piaskowej przy nagrzewaniu, czyli momentu, gdy ziarna zaczynają się łączyć, mięknąć albo tracić sypkość. Ocenia się ją innymi metodami, często przez obserwację zmian kształtu, odporności na działanie temperatury i skłonności do przypaleń. Sam ubytek masy po prażeniu nie mówi wprost, kiedy piasek zaczyna się spiekać. To typowa pułapka: ktoś widzi 900÷1000°C i od razu kojarzy to z ogniotrwałością, ale tutaj ważniejsze jest ważenie przed i po nagrzaniu. Koloidalność glin też jest czymś innym. Odnosi się do zdolności drobnych cząstek ilastych, np. bentonitu, do tworzenia zawiesin i wiązania wody, a pośrednio do właściwości wiążących masy. Takie oznaczenia wykonuje się metodami związanymi z sedymentacją, pęcznieniem albo analizą frakcji drobnych, a nie przez wypalanie próbki do wysokiej temperatury i sprawdzanie ubytku masy. Wilgotność natomiast oznacza się zwykle przez suszenie w znacznie niższej temperaturze, najczęściej około 105÷110°C, tak aby usunąć wodę wolną, ale nie spalać dodatków organicznych ani nie rozkładać składników mineralnych. Przy 900÷1000°C dzieje się dużo więcej niż zwykłe odparowanie wody, dlatego taki wynik nie może być traktowany jako wilgotność. Z mojego doświadczenia najłatwiej zapamiętać to tak: suszenie daje wilgotność, prażenie daje straty przy prażeniu, a badania ogniotrwałości i spiekania to osobna bajka technologiczna.