Tiêu chuẩn TCVN 6530-4:2016 Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Xác định độ chịu lửa

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6530-4:2016

VẬT LIỆU CHỊU LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỊU LỬA

Refractory materials - Test methods - Part 4: Refractory products - Determination of pyrometric cone equivalent (refractoriness)

Lời nói đầu

TCVN 6530-4:2016 thay thế TCVN 6530-4:1999.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 6530-1÷13:2016, Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử, bao gồm các phần sau:

- TCVN 6530-1:2016, Phần 1: Xác định độ bền nén ở nhiệt độ thường của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc;

- TCVN 6530-2:2016, Phần 2: Xác định khối lượng riêng;

- TCVN 6530-3:2016, Phần 3: Xác định khối lượng thể tích, độ xốp biểu kiến, độ hút nước, độ xốp thực của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc;

- TCVN 6530-4:2016, Phần 4: Xác định độ chịu lửa;

- TCVN 6530-5:2016, Phần 5: Xác định độ co nở phụ sau khi nung của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc;

- TCVN 6530-6:2016, Phần 6: Xác định nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng;

- TCVN 6530-7:2016, Phần 7: Xác định độ bền sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa định hình sít đặc;

- TCVN 6530-8:2016, Phần 8: Xác định độ bền xỉ;

- TCVN 6530-9:2016, Phần 9: Xác định độ dẫn nhiệt bằng phương pháp dây nóng (Hình chữ thập và nhiệt điện trở);

- TCVN 6539-10:2016, Phần 10: Xác định độ bền uốn ở nhiệt độ cao;

- TCVN 6530-11:2016, Phần 11: Xác định độ chịu mài mòn ở nhiệt độ thường;

- TCVN 6530-12:2016, Phần 12: Xác định khối lượng thể tích vật liệu chịu lửa dạng hạt;

- TCVN 6530-13:2016, Phần 13: Xác định độ bền oxy hóa của vật liệu chịu lửa chứa carbon.

TCVN 6530-1÷13:2016 do Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

VẬT LIỆU CHỊU LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỊU LỬA

Refractory materials - Test methods - Part 4: Refractory products - Determination of pyrometric cone equivalent (refractoriness)

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ chịu lửa của các sản phẩm và nguyên liệu có độ chịu lửa đến 2000 °C.

2 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

2.1

Độ chịu lửa (Refractoriness)

Tính chất đặc trưng của vật liệu chịu lửa, khả năng chịu được ở nhiệt độ cao trong môi trường và điều kiện sử dụng.

2.2

Côn tiêu chuẩn (Pyrometric reference cone)

Hình chóp tam giác cụt hơi nghiêng, cạnh sắc, có kích thước, hình dạng và thành phần xác định, để khi gắn lên đế và nung trong điều kiện xác định côn cong theo kiểu định trước tương ứng nhiệt độ nung của nó.

2.3

Nhiệt độ so sánh, hoặc nhiệt độ côn tiêu chuẩn gục (Reference temperature; temperature of collapse)

Nhiệt độ mà đầu của côn tiêu chuẩn cong chạm vào mặt đế gắn nó, khi nung với tốc độ và điều kiện xác định.

3 Nguyên tắc

Độ chịu lửa của mẫu thử được đánh giá bằng cách so sánh độ cong (gục) của côn mẫu thử (mẫu thử) và côn tiêu chuẩn trong cùng điều kiện nung.

4 Thiết bị, dụng cụ

4.1 Lò nung

4.1.1 Trong điều kiện thử nghiệm, nhiệt độ trong vùng chứa mẫu thử và côn tiêu chuẩn, chênh lệch nhiệt độ thấp nhất và cao nhất không lớn hơn 10 °C.

4.1.2 Lò nung có khả năng tăng nhiệt đạt nhiệt độ yêu cầu theo tốc độ tăng nhiệt được quy định tại 6.3.2.

4.1.3 Lò nung phải có môi trường ôxi hóa trong suốt quá trình thử nghiệm.

4.1.4 Trường hợp sử dụng lò gas phải có cách ly ngọn lửa trực tiếp vào mẫu thử và côn tiêu chuẩn và những tác động khác của gas.

4.2 Côn tiêu chuẩn, (côn chuẩn) phải có các thông tin đầy đủ số côn, nhiệt độ chịu lửa. Trên côn tiêu chuẩn phải có ký hiệu số côn, mã hiệu. Các loại côn chuẩn tham khảo Phụ lục A.

Có thể sử dụng côn tiêu chuẩn thay thế, côn tiêu chuẩn thay thế phải có thông tin nhiệt độ chịu lửa tương ứng từng số côn, sai số nhiệt độ chịu lửa của từng số côn chuẩn, quy định tốc độ tăng nhiệt.

4.3 Đế gắn côn tiêu chuẩn và mẫu thử,

4.3.1 Vật liệu chịu lửa, dạng trụ tròn hoặc hình khối chữ nhật, bề mặt phẳng, các mặt đối diện song song với nhau.

4.3.2 Đế gắn côn và vữa gắn côn không xảy ra phản ứng với mẫu thử và côn chuẩn trong quá trình thử nghiệm.

4.3.3 Để giảm ảnh hưởng của phân bố nhiệt độ lò nung, đế gắn côn nên quay quanh trục thẳng đứng, tốc độ khoảng 3 r/min, trong khi thử nghiệm.

4.4 Cối đồng và cối sứ.

4.5 Sàng, có kích thước lỗ 2,0 mm và 0,2 mm.

4.6 Khuôn, tạo mẫu thử.

4.7 Mực chịu lửa.

5 Chuẩn bị mẫu thử

5.1 Mẫu thử có hình dáng giống côn chuẩn, chiều cao từ 100 % đến 120 % chiều cao côn chuẩn.

5.2 Mẫu thử có thể cắt bằng máy cắt từ viên mẫu thí nghiệm thì chuẩn bị theo 5.2.1. Nếu không cắt, tạo mẫu thử theo 5.2.1, thì chuẩn bị mẫu thử theo 5.2.2.

5.2.1 Chuẩn bị mẫu thử bằng phương pháp cắt.

5.2.1.1 Mẫu dạng sản phẩm định hình, cắt bỏ lớp vỏ của mẫu khi chế tạo mẫu thử.

5.2.1.2 Các mẫu không định hình như bê tông chịu lửa, hỗn hợp đầm, vữa chịu lửa được tạo hình và nung đến nhiệt độ dự kiến sử dụng. Mẫu thử được cắt từ mẫu sau khi nung. Nhiệt độ nung mẫu được ghi lại trong báo cáo thử nghiệm.

5.2.1.3 Từ viên mẫu cắt các viên hình hộp chữ nhật có kích thước phù hợp (15 × 15 × 40) mm cho mẫu thử có chiều cao 30 mm, nếu mẫu có các hạt thô hoặc liên kết kém thì bổ sung thêm keo liên kết cho mẫu sau khi cắt.

Hình hộp chữ nhật sau đó được cắt, tạo thành mẫu thử theo kích thước côn chuẩn.

5.2.2 Chuẩn bị mẫu thử bằng phương pháp đúc

5.2.2.1 Mẫu được nghiền nhỏ lọt qua sàng 2,0 mm, dùng phương pháp chia tư lấy mẫu đủ để chế tạo các mẫu thử theo yêu cầu. Nghiền toàn bộ mẫu này lọt hết qua sàng 0,2 mm. Trong quá trình nghiền, thường xuyên sàng để mẫu thử không có quá nhiều hạt mịn. Quá trình thực hiện tránh lẫn các tạp chất vào mẫu thử.

5.2.2.2 Mẫu thử được trộn thêm nước để nhào trộn. Nếu mẫu thử không có độ dẻo tạo hình thì trộn thêm chất kết dính hữu cơ có độ tro không lớn hơn 0,5 %. Nếu mẫu thử phản ứng với nước, sử dụng chất lỏng khác thay thế.

5.2.2.3 Đúc mẫu thử bằng khuôn.

5.2.2.4 Nếu mẫu thử có biến đổi hình dạng hoặc phân hủy khi nung thì phải ổn định bằng cách nung sơ bộ mẫu trước khi thí nghiệm độ chịu lửa. Đối với mẫu là đất sét cần nung xấp xỉ 1000 °C; sau khi nung tạo mẫu thử theo 5.2.1.

6 Cách tiến hành

6.1 Lựa chọn côn chuẩn

6.1.1 Sơ bộ

Thông qua các chỉ tiêu thành phần hóa học, khối lượng thể tích, ngoại quan của mẫu để dự đoán nhiệt độ chịu lửa. Chọn một côn chuẩn có nhiệt độ chịu lửa cao hơn hai số côn và một côn chuẩn có nhiệt độ chịu lửa thấp hơn hai số côn nhiệt độ dự đoán. Tiến hành thử nghiệm so sánh sơ bộ theo 6.3. Nếu mẫu thử có nhiệt độ chịu lửa thấp hơn hai côn chuẩn, thay thế các côn chuẩn trên bằng các côn chuẩn có nhiệt độ chịu lửa thấp hơn hai số côn. Tiến hành làm thí nghiệm lại bằng cách tương tự. Nếu mẫu thử có nhiệt độ chịu lửa cao hơn hai côn chuẩn thì thực hiện thí nghiệm lại bằng cách thay côn chuẩn có nhiệt độ chịu lửa cao hơn, số côn thí nghiệm mới cao hơn hai số côn.

6.1.2 Chính thức

Căn cứ kết quả thử nghiệm sơ bộ, xác định côn chuẩn để so sánh theo Bảng 1.

Bảng 1 - Chọn côn tiêu chuẩn so sánh

6.2 Gắn côn lên đế

6.2.1 Gắn hai mẫu thử và các côn chuẩn lựa chọn theo 6.1 lên đế, bố trí theo sơ đồ Hình 1, tùy theo đế hình tròn hay chữ nhật. Bố trí đảm bảo các côn khi gục không bị cản trở. Dùng vữa chịu lửa phù hợp để gắn côn lên đế.

6.2.2 Mẫu thử và các côn chuẩn được gắn sao cho cạnh hoặc bề mặt phía ngoài nghiêng so với mặt thẳng đứng góc phù hợp được quy định bởi nhà sản xuất côn chuẩn (Hình 2).

Kích thước tính bằng milimet

CHÚ DẪN:

C là mẫu thử

N là côn tiêu chuẩn dự đoán

N-1 và N+1 là số côn thấp hơn và cao hơn côn chuẩn dự đoán một bậc

Hình 1 - Ví dụ sơ đồ bố trí côn trên đế

Hình 2 - Góc nghiêng giữa mặt chuẩn hoặc cạnh chuẩn của côn với phương thẳng đứng

6.3 Xác định độ chịu lửa

6.3.1 Đặt đế có mẫu thử và côn chuẩn vào vùng nhiệt độ đồng nhất của lò nung.

6.3.2 Tăng nhiệt độ lò, trong thời gian 1,5 h đến 2,0 h đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ chịu lửa của mẫu thử khoảng 200 °C. Sau đó tăng dần nhiệt độ với tốc độ 2,5 °C/min. Duy trì tốc độ tổng nhiệt như vậy để các thời điểm trong khoảng đo chênh lệch không lớn hơn 10 °C.

6.3.3 Khi mẫu thử gục, đầu côn mẫu thử chạm đế thì dừng cấp nhiệt. Nếu không quan sát được mẫu thử thì sử dụng hỏa quang kế hoặc các cặp nhiệt điện xác định nhiệt độ lò nung. Dừng tăng nhiệt khi các thiết bị đo xác định nhiệt độ lò nung đạt nhiệt độ chịu lửa giả định.

6.3.4 Lấy đế có mẫu thử và côn tiêu chuẩn ra khỏi lò nung và ghi lại số côn chuẩn có độ gục tương đương với mẫu thử, nếu không có côn tiêu chuẩn gục tương đương với mẫu thử thì ghi lại số côn tiêu chuẩn thấp hơn và số côn cao hơn một bậc so với độ gục của mẫu thử.

6.3.5 Phép thử được thực hiện lại nếu một hoặc nhiều mẫu thử hoặc côn tiêu chuẩn gục không bình thường hoặc hai mẫu thử có độ gục khác nhau, lớn hơn ½ bậc côn chuẩn.

6.3.6 Độ chịu lửa xác định bằng phương pháp so sánh côn được ghi lại bằng số côn chuẩn và nhiệt độ tương đương theo 6.3.4

7 Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm gồm ít nhất các thông tin sau:

a) thông tin vật liệu được thử nghiệm: loại vật liệu, (số lô sản xuất, cơ sở sản xuất, v.v... nếu có)

b) viện dẫn tiêu chuẩn này;

c) kết quả thử nghiệm, được xác định theo Điều 6.

Phụ lục A

(tham khảo)

Các hệ côn chuẩn và nhiệt độ tham chiếu