膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)硅氧四面體夾一層鋁氧八面體膨潤(rùn)土組成的2：1型晶體結(jié)構(gòu)，由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽(yáng)離子，如Cu、Mg、Na、K等，且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固，易被其它陽(yáng)離子交換，故具有較好的離子交換性。國(guó)外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24領(lǐng)域100多個(gè)部門(mén)中應(yīng)用，有300多個(gè)產(chǎn)品,因而人們稱(chēng)之為"萬(wàn)能土"。

　　膨潤(rùn)土也叫斑脫巖，皂土或膨土巖。我國(guó)開(kāi)發(fā)使用膨潤(rùn)土的歷史悠久，原來(lái)只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦，當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)膨潤(rùn)土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來(lái)年歷史。美國(guó)最早發(fā)現(xiàn)是在懷俄明州的古地層中，呈黃綠色的粘土，加水后能膨脹成糊狀，后來(lái)人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土，統(tǒng)稱(chēng)為膨潤(rùn)土。其實(shí)膨潤(rùn)土的主要礦物成分是蒙脫石，含量在85-90%，膨潤(rùn)土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等?？梢猿芍旅軌K狀，也可為松散的土狀，用手指搓磨時(shí)有滑感，小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍，在水中呈懸浮狀，水少時(shí)呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。

　　鑄造用膨潤(rùn)土工藝性能試驗(yàn)方法

　　14強(qiáng)度試驗(yàn)用混合料的配制方法

　　14.1提要

　　仿照鑄造生產(chǎn)實(shí)際的型砂配制方法，配制實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度試驗(yàn)用混合料。

　　本方法引用標(biāo)準(zhǔn)為JB/T9227—1999鑄造用膨潤(rùn)土和粘土，以及GB2684-81鑄造用原砂及混合料試驗(yàn)方法。

　　14.2儀器和材料

　　14.2.1SHN型碾輪式混砂機(jī)。

　　14.2.2SAC-A型錘擊式制樣機(jī)。

　　14.2.3標(biāo)準(zhǔn)砂（JB/T9224—1999）

　　14.3試驗(yàn)程序

　　將2000g標(biāo)準(zhǔn)砂放入SHN型混砂機(jī)內(nèi)，加水40ml左右，混碾2min，再加100g試驗(yàn)用的膨潤(rùn)土，混碾8min。按GB2684—81中2.4（或見(jiàn)本文2濕壓強(qiáng)度的測(cè)定方法）規(guī)定測(cè)定緊實(shí)率，當(dāng)緊實(shí)率小于43%時(shí)，可加少量水，補(bǔ)加水量可按每毫升水達(dá)到1.5%緊實(shí)率估計(jì)，再混碾2min，檢查緊實(shí)率大于47%，將試料過(guò)篩一兩次，再檢查緊實(shí)率。緊實(shí)率在43—47%的范圍內(nèi)即可。

　　14.4存放

　　混制好的試驗(yàn)用混合料應(yīng)密封存放，防止水分揮發(fā)，以備進(jìn)行試驗(yàn)，混合料應(yīng)放置10min后進(jìn)行測(cè)定，但超過(guò)1h則不得再進(jìn)行測(cè)定。

　　15緊實(shí)率的測(cè)定方法

　　15.1提要

　　緊實(shí)率是指濕態(tài)混合料在一定的緊實(shí)力作用下其體積變化的百分率，用以判斷型砂適宜的干濕程度。

　　本方法引用標(biāo)準(zhǔn)為GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗(yàn)方法。

　　15.2儀器和材料

　　15.3試驗(yàn)程序

　　調(diào)整篩底至標(biāo)準(zhǔn)試樣筒的上端面距離為140mm，將試驗(yàn)用混合料（1.4）通過(guò)帶有6目篩子的漏斗，落入到有效高度為120mm的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣筒內(nèi)，用刮刀將試樣筒上多余的混合料刮去，然后將裝有混合料的樣筒，在錘擊式制樣機(jī)上沖擊三次?；旌狭象w積壓縮的程度，即為緊實(shí)率，以百分比表示其數(shù)值，可直接從制樣機(jī)上讀出。也可按下式進(jìn)行計(jì)算：

　　H0-H1

　　V=×100

　　H0

　　式中：V—混合料的緊實(shí)率，%；

　　H0—混合料緊實(shí)前的高度，120mm；

　　H1—混合料緊實(shí)后的高度，mm。

　　16濕壓強(qiáng)度值的測(cè)定方法

　　16.1提要

　　濕壓強(qiáng)度是表示混合料制成的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在外部壓力作用下，破壞時(shí)單位面積上承受力的大小。其單位為MPa或KPa。濕壓強(qiáng)度值的大小可以評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土的濕態(tài)粘結(jié)能力。

　　本方法引用資料：

　　（1）GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗(yàn)方法；

　?。?）GZG93—01非金屬礦物化性能測(cè)試規(guī)程。

　　16.2儀器和材料

　　16.2.1SHN型碾輪式混砂機(jī)。

　　16.2.2SAC-A型錘擊式制樣機(jī)。

　　16.2.3SWY型液壓強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。

　　16.2.4塞尺總厚4mm。

　　16.2.5標(biāo)準(zhǔn)砂(JB/T9224—1999)

　　16.3試驗(yàn)程序

　　16.3.1稱(chēng)取150-155g已制備好的混合料(1.4)均勻裝入圓柱形試樣筒中，將該試樣筒放在錘擊式制樣機(jī)規(guī)定的位置上，即定位孔中，慢慢抬起扳手，使沖頭輕輕壓入試樣筒中，用右手連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪三次，使重錘對(duì)混合料沖擊三次。此時(shí)，中心軸上端面應(yīng)在刻度盤(pán)右側(cè)三條刻度線之間。如果上端面超過(guò)上線或低于下線，應(yīng)減少或增加混合料質(zhì)量，重新做試樣，至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。即圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑為50±1mm，高度為50±1mm，用上述方法再制兩塊試樣。

　　16.3.2按使用說(shuō)明書(shū)調(diào)整、校正好強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)。

　　16.3.3將抗壓夾具置于強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上，并將壓力表指針拔回零位。

　　16.3.4將標(biāo)準(zhǔn)試樣放在夾具上，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，以每分鐘0.2MPa的加荷速度作用于試樣上，直到試樣破碎。壓力表指針停留的位置所指抗壓圈刻度值，即為測(cè)試的濕壓強(qiáng)度值。

　　16.3.5同法測(cè)定另外兩塊標(biāo)準(zhǔn)試樣。

　　16.4計(jì)算

　　本試驗(yàn)測(cè)出三個(gè)數(shù)值，取算術(shù)平均值，以兩位有效數(shù)字表示。參與平均的單值與平均值的相對(duì)誤差不得超過(guò)10%，否則試驗(yàn)應(yīng)重新進(jìn)行。

　　17熱濕拉強(qiáng)度值的測(cè)定方法

　　17.1提要

　　將型砂標(biāo)準(zhǔn)試樣一端加熱，使之形成一定厚度的干砂層及其水分凝聚區(qū)，然后施加拉力負(fù)荷，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試樣中水分凝聚區(qū)的抗拉強(qiáng)度，稱(chēng)為熱濕拉強(qiáng)度，以KPa表示。

　　本方法引用資料：

　　JB/T9227—1999鑄造用膨潤(rùn)土和粘土；

　　GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗(yàn)方法；

　　DZJ93—06非金屬礦物化性能測(cè)試規(guī)程。

　　17.2主要儀器和材料

　　17.2.1SAC-A型錘擊式制樣機(jī)。

　　17.2.2SHN型碾輪式混砂機(jī)。

　　17.2.3SQR型型砂熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀。

　　17.2.4塞尺總厚度4mm。

　　17.2.5標(biāo)準(zhǔn)砂(JB/T9224—1999)。

　　17.3試驗(yàn)程序

　　17.3.1按使用說(shuō)明書(shū)，將型砂熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀調(diào)整到等待工作狀態(tài)。

　　17.3.2稱(chēng)取已經(jīng)制備好的混合料(1.4)150g左右，倒入裝有連接套及托盤(pán)的試樣筒內(nèi)，放在制樣機(jī)底座上，沖擊三次，如試樣高度合格(50±1mm)，需繼續(xù)做兩個(gè)試樣。如試樣高度不合格，則需增加或減少混合料，重新制樣，直到合格為止。小心地取下連接套。

　　17.3.3將試樣筒連同試樣筒環(huán)一起送入熱濕拉強(qiáng)度儀試樣導(dǎo)軌上，并推至導(dǎo)軌的終端。

　　17.3.4按下加熱板上升按扭，同時(shí)將記錄儀上的記錄及測(cè)量開(kāi)關(guān)拔至‘通’處，此時(shí)儀器即可自動(dòng)使加熱板上升加熱試樣，加熱到規(guī)定時(shí)間后，通過(guò)加載、測(cè)力、自動(dòng)記錄、自動(dòng)復(fù)位等程序進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。

　　17.3.5取出試樣筒及試樣筒環(huán)，觀察試樣斷面是否平整，水分是否比原混合料高。如果試樣被拉斷的表面平整，水分增多，砂樣底表面干層很明顯，說(shuō)明試樣加熱時(shí)間是合適的；如果試樣被拉斷的上部斷面成凸形，則需延長(zhǎng)加熱時(shí)間；如果上部斷面是凹形，則應(yīng)當(dāng)縮短加熱時(shí)間。一般試樣加熱時(shí)間為20秒。

　　17.4結(jié)果的計(jì)算

　　按下式計(jì)算熱濕拉強(qiáng)度值P：

　　P=K(Na-Nb)

　　式中：K——儀器常數(shù)，‘當(dāng)變換量程開(kāi)關(guān)’置50處，K=0.5克/厘米格。

　　Na——總負(fù)載對(duì)應(yīng)的最大值（格）。

　　Nb——試樣筒和剩余試樣負(fù)載對(duì)應(yīng)值（格）。

　　熱濕拉強(qiáng)度以三個(gè)有效測(cè)定值的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果，計(jì)算至一位小數(shù)。如果同一混合料測(cè)定三個(gè)試樣，其中任何一個(gè)數(shù)值與平均值相差超出10%，試驗(yàn)需重新進(jìn)行。

　　18膨潤(rùn)土熱穩(wěn)定性的測(cè)定方法

　　18.1提要

　　膨潤(rùn)土受到不同溫度加熱后，粘結(jié)力會(huì)有不同程度的下降。

　　本文引用資料為胡彭生主編的《型砂》第二版P.607上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1994年8月

　　18.2工藝試樣法

　　18.2.1稱(chēng)取膨潤(rùn)土試樣60-70g。放在容積為250ml的蒸發(fā)皿中，輕輕搖平樣品表面。

　　5.2.2把盛有膨潤(rùn)土的蒸發(fā)皿，放進(jìn)已在550±15℃下恒溫的箱式電爐中，關(guān)好爐門(mén)，待升溫到550℃時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，恒溫30分鐘，取出在空氣中冷卻10—15分鐘，放入干燥器中冷卻至室溫。

　　18.2.3配制強(qiáng)度試驗(yàn)用混合料，按1強(qiáng)度試驗(yàn)用混合料的配制方法進(jìn)行。

　　18.2.4測(cè)定混合料的濕壓強(qiáng)度，按3濕壓強(qiáng)度值的測(cè)定方法進(jìn)行。

　　18.2.5測(cè)定混合料的熱濕拉強(qiáng)度，按4熱濕拉強(qiáng)度值的測(cè)定方法進(jìn)行。

　　18.3吸藍(lán)量法

　　將存有3-5g膨潤(rùn)土的坩堝(25-35ml)，排放在鎳支架上，坩堝底距離爐堂底面20-30毫米。把鎳支架連同坩堝一起，放入550±15℃在下的箱式電爐中，關(guān)好爐門(mén)，升溫到550℃時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，恒溫60分鐘。取出放在干燥器中，冷卻至室溫，測(cè)定吸藍(lán)量。