Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 67, Issue: 3, 2015
  • pp: 324-332

download: article (EN)

An analysis of factors influencing the determination of refractory materials’ compression strength

Abstract (EN)

Cold crushing strength (CCS) testing is one of the basic tests conducted in order to characterize a refractory product. Compression strength is frequently a condition that must be fulfilled by a product to be technically accepted, and the result obtained in the test strongly depends on measuring conditions. For this reason, the applied measuring procedures must guarantee the repeatability and reproducibility of the obtained results. The standards in force specify CCS testing methods depending on the density of a product (dense and insulating products) and its form (shaped and unshaped products). These standards specify the requirements to be fulfilled by the dimensions of CCS test samples, their perpendicularity and parallelism, the requirements to be met by the machine used for CCS testing, the number of test samples as well as the sample loading rate during the test. However, not all standards sufficiently define all the requirements. Imprecise testing procedures and difficult to test inhomogeneous materials, such as refractories are, make it difficult to obtain repeatable and reproducible results and to compare them by different laboratories.

The presented investigations are an initial part of international project ReStaR, aimed at specifying the factors which significantly influence among others the result of CCS testing. The investigations were based on experimental design methods and variance analysis, which allowed minimizing the number of experiments necessary to identify factors that have a considerable influence on CCS testing of refractory materials: dense shaped, insulating and unshaped products. It has been proved that the obtained result of CCS testing is significantly influenced by the quality of sample preparation and sample dimensions. In the case of insulating and unshaped products, an important factor turned out to be the rate of loading the sample during the test. In the case of all the types of materials subjected to testing, the use of a cardboard washer had a negative impact on the test result, reducing the value of strength and the repeatability of the obtained results.

Keywords (EN): Cold crushing strength, Sample preparation, Experimental design, Testing standard

Analiza czynników wpływających na oznaczenie wytrzymałości na ściskanie materiałów ogniotrwałych

Gerle A., Czechowski J., Podwórny J., Dahlem E.

Abstract (PL)

Badanie wytrzymałości na ściskanie w temperaturze otoczenia (CCS) jest jednym z podstawowych badań wykonywanych w celu scharakteryzowania wyrobu ogniotrwałego. Wytrzymałość na ściskanie jest często warunkiem odbioru technicznego wyrobu, a wynik uzyskany w trakcie badania silnie zależy od warunków pomiarowych. Sprawia to, że stosowane procedury pomiarowe muszą gwarantować powtarzalność i odtwarzalność uzyskiwanych wyników. Obowiązujące normy precyzują metody badania CCS w zależności od gęstości wyrobu (wyroby zwarte i izolacyjne) oraz od postaci wyrobu (wyroby formowane i nieformowane). Normy te określają wymagania dotyczące wymiarów próbek do badania CCS, ich prostopadłości i równoległości, wymagań, które musi spełniać maszyna stosowana do oznaczania CCS, ilości badanych prób oraz szybkości obciążania próbki w trakcie badania. Jednak nie wszystkie normy definiują wszystkie wymagania w wystarczającym stopniu. Nieprecyzyjne procedury badawcze w połączeniu z trudnym do badań, niejednorodnym materiałem, jakim  jest materiał ogniotrwały, utrudnia otrzymywanie powtarzalnych i odtwarzalnych wyników oraz ich porównywanie między laboratoriami.

Prezentowane badania stanowią początkową część międzynarodowego projektu ReStaR, mającą na celu wskazanie czynników istotnie wpływających między innymi na wynik badania CCS. W badaniach wykorzystano metody planowania eksperymentów i analizy wariancji, co pozwoliło na zminimalizowanie ilości eksperymentów niezbędnych do zidentyfikowania czynników istotnie wpływających na wynik badania CCS ogniotrwałych wyrobów zwartych formowanych, izolacyjnych i nieformowanych. Wykazano, że istotny wpływ na uzyskiwany wynik badania CCS ma jakość przygotowania próbki oraz jej wymiary. W przypadku wyrobów izolacyjnych i nieformowanych istotna okazała się szybkość obciążania próbki w trakcie badania. W przypadku wszystkich trzech badanych rodzajów materiałów stosowanie tekturowej podkładki negatywnie wpływało na wynik badania, obniżając wartość wytrzymałości i zmniejszając powtarzalność uzyskanych rezultatów.

Keywords (PL): wytrzymałość na ściskanie, przygotowanie próbek, planowanie eksperymentu, normy badawcze

return…