KUM TANE BOYUTU VE DAĞILIMININ ELEK ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ 1. DENEYİN AMACI Kalıp kumlarının ana maddesi silistir. Silis ise bir silisyum oksididir ( SiO2 ), çok sert ve 1700 C sıcaklıklara kadar dayanır. Silis tanelerinin irilikleri ve dağılışları; kumun gaz geçirgenlik, dayanım ve ısıya karşı dayanımları ile yüzey kalitesini etkiler. Bilindiği gibi aynı irilikte olan kum taneleri arasında küçük boşluklar oluşur. Buna karşılık tane iriliği farklı olan kumda, küçük taneler ara boşlukları doldurarak kapatırlar. Döküm anında meydana gelen kalıp, bu boşluklardan geçeceğinden gaz geçirgenliğini olumsuz yönde etkilerler. Bunun içinde yeni kalıp kumlar kullanılmadan önce, hatta satın alınmadan önce tane iriliği deneyine tabi tutulmalıdırlar. Atölyede kullanılan kumlarında, kil tayini yapılıp kum yıkandıktan sonra kurutularak elek analizine geçilebilir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Laboratuvar eleği Yeni silis kumu veya kili yıkanmış silis kumu Hassas terazi Fırça Döküm kumunun ana maddesini oluşturan silis tanelerinin irilik ve dağılışlarını belirlemek için foto~ 2.55 de görülen elekler kullanılır. Bunlar, titreşimli ve salınımlı olarak çalışırlar. Bunların çalışma şiddeti çalışma zamanı ayarlanabilir şekildedir. Cihazın üst kısmında sıralanmış numaralı elekler vardır. En üstte iri gözlü elek olmak üzere sıralama DIN a göre ve (mm) cinsinden şu şekildedir: 1,40-1,00-0,71-0,50-0,355-0,25-0,18-0,125-0,09-0,063- Tava. 1. Zaman ayar saati 2. Sarsma şiddetini ayarlayan anahtar 3. Gövde 4. Numaralı standart elekler 5. Elekleri bağlama sistemi Şekil 1. Laboratuvar elekleri.
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) Kum şeklinin elek analizine uygun olup olmadığının bilinmesi gerekmektedir. Mesh kavramını anlayabilmek için ölçü birimlerinde dönüşümlerin iyi bilinmesi gerekmektedir. DENEYİN YAPILIŞI: Mikron altı tozlar ile çalışılıyor ise ekstra güvenlik önleminin alınması (maske takılması, eldiven giyilmesi gibi). 1. Cihaz üzerindeki elekleri, en iri gözlüsü üstte ve tava en altta olmak üzere numara sırasına göre yerleştiriniz. 2. Analizi yapılacak kumdan 50 veya 100 gr tartınız. (Kullanılmış kumlarda, kil oranı yıkanarak bulunmuş ve kum kurutulmuş olmalıdır.) 3. Tarttığınız kumu, en üstteki elek içerisine boşaltınız ve elek kapağını kapatarak bağlama sistemini sıkınız. 4. Kumun tane durumuna göre, sarsma şiddetini ayarlayarak cihazı 15 dakika (kum miktarına ve boyut dağılımına göre değişebilir) çalıştırınız. 5. Zaman dolup cihaz durduğunda, bağlama sistemini sökünüz ve en üstteki elekten başlamak üzere, her elek üzerinde kalan kumları tek tek hassas terazide tartınız. 6. Bulduğunuz değerleri analiz tablosundaki yerlerine elek numarasına göre yazınız (Tablo 1). *NOT: Kullandığınız eleğin AFS veya DIN normuna göre olan tablosunu doldurunuz. 7. Deneye 100 gramdan az kum girmişse bunu % 100 e tamamlayınız. (Örneğin; deneye 50 gr kum girmişse, her elek üzerinde kalan miktarın 2 katını alarak % kolonuna yazınız.) 8. Tartım sonuçlarını alta toplayınız ve deneye giren kum miktarı ile karşılaştırınız. 9. Yüzde (%) kolonunda bulunan rakamları, her elek hizasındaki sabit faktör sayılan ile çarpınız. Bulunan değerleri, toplam çarpım sonucu kolonuna alt alta yazınız ve sonra hepsini toplayınız. 10. Aşağıdaki formüle göre, kumun tane incelik numarasını bulunuz. TANE İNCELİK NO = TOPLAM ÇARPIM SONUCU ELEK ÜSTÜ % TOPLAMI 11. Yine tartım sonuçlarına göre, kumun tane dağılım diyagramını çiziniz. Sonuçlan tane incelik ve tane dağılım yönünden yorumlayınız (Tablo 2).
Tablo 1. Kumun elek analiz tablosu. KUMUN CİNSİ TANE ŞEKLİ ASİT DENEYİ % KİL MİKTARI % RUTUBET MİKTARI % KAYIP DENEYİ ELEK CİNSİ AFS DIN No. mm. mm. Gr. % AFS FAKTÖR DIN TOPLAM ÇARPIM SONUCU 6 1,68 1,40 5 6 12 1,19 1,00 7,5 9 20 0,841 0,71 11,5 15 30 0,595 0,5 20 25 40 0,420 0,355 30 35 50 0,297 0,25 40 45 70 0,210 0,18 50 60 100 0,193 0,125 70 81 140 0,105 0,09 100 118 200 0,074 0,063 140 164 270 0,053 Tava 200 275 TOPLAM TANE İRİLİĞİ Açıklamalar: Tava 300
Tablo 2. Kum taneleri dağılım diyagramı çizimtablosu. Genelde döküm kumlarının tane incelik numarası 40-220 arasındadır. Bulunan değer küçük olursa (örneğin 40-50 gibi) kum tanelerinin büyük, bulunan değer büyük olursa da kum tanelerinin küçük olduğu anlaşılır. Diyagramda çıkan eğrinin biçimine göre kumla ilgili bilgiler ve alınacak önlemler belirlenir. Eğrinin tek çan biçiminde olması arzu edilir. Bu, kum tanelerinin irili ufaklı olarak karışık olmadığını, gaz geçirgenliğe elverişli olduğunu ve çoğunluğunun eşit irilikte olduğunu gösterir. Diyagramda birden fazla çan eğrisi oluşursa, kum karışık tanelidir. Kalıp kumları tane iriliklerine göre şu şekilde sınıflandırılır; İri taneli kum; 0,2 mm den büyük tanelerin miktarı %50 den fazla ise, Orta taneli kum; 0,1 mm den büyük tanelerin miktarı %50 den az ise, İnce taneli kum; 0,1 mm büyüklüğündeki taneler %50 den az ise.