Materialfeuchte

Insbesondere für Gießereiformstoffe gilt, dass die Einstellung und Einhaltung eines der Verdichtungsart und Verdichtungsintensität angepassten Wassergehaltes Grundvoraussetzung für eine hohe Formstoff- und Formqualität ist. Die Angabe als messtechnische Größe erfolgt in Prozent und ist die Masseangabe vom nassen Material zum trockenen Material (Glg. 1).

Glg. 1:
Feuchte = frac{Nassgewicht - Trockengewicht}{Gesamtgewicht} - 100lbrack \% brack

Übliche Feuchtewerte liegen beim Altsand nach dem Auspacken zwischen 0,5 und 1,5 %. Für frisch aufbereiteten synthetischen Formsand bewegen sich die Werte der Formsandfeuchtigkeit zwischen 3 und 4 %. Bei Natursanden liegen sie in der Regel um 1 bis 2 % über denen des synthetischen Formstoffes.Das Gesamtwasser des Formsandes setzt sich aus dem freien Wasser, der Oberflächenfeuchtigkeit (Oberflächenwasser, welches durch Adhäsion an der Kornoberfläche gehalten wird), dem Kapillarwasser (inneres, hygroskopisch gebundenes Wasser) und dem Kristallwasser zusammen (s. Feuchtigkeit).

Das Oberflächenwasser hat keine starken Bindungskräfte und lässt sich durch mechanische Kräfte (Sandschleuder hinter dem Mischer) am schnellsten entfernen.

Das Kapillarwasser ist durch molekulare Nahkräfte (van der Waalsche Kräfte) sehr stark gebunden (ähnlich der Quellung des Montmorillonits im Bentonit) und kann durch mechanische Kräfte nicht mehr entfernt werden kann. Diese Restfeuchte ("zweiter Ordnung") kann nur durch Trocknung entfernt werden.

Das Kristallwasser ist in das Kristallgitter eines Minerals oder einer chemischen Substanz eingebaut und kann nur durch starke Erhitzung (500 - 600 °C) des Kristalls bzw. durch seine Zerstörung beseitigt werden. Der Kristallwassergehalt kann das physikalische und chemische Verhalten des Gutes beeinflussen.

Wie sich das Wasser aufteilt und wo es sich gerade befindet, ist in Formstoffsystemen ein dynamischer Prozess, der sich ständig verändert. Abgesehen von eventuellen Verdunstungsprozessen bewegt es sich durch Lagerung (Mauken) des Formstoffes immer in Richtung Montmorillonit und lagert sich dort in die Zwischenschichtgitter ab. Damit erzwingt es die gewünschte Quellung des Bentonits und somit den Aufbau seiner Bindefähigkeit. Bei erster Sichtprüfung erscheint der Sand nach einigen Stunden trockener, was aber nach einer thermisch-gravimetrischen Feuchteprüfung im Labor nicht feststellbar ist. Mit Ausnahme von Verdunstungsverlusten hat sich Feuchtigkeitsgehalt kaum verändert.

Marktübliche Messgeräte sind nicht in der Lage, differenziert den Aufenthaltsort des Wassers zu bestimmen. Es wird nur ein Summensignal erfasst.

Die Materialfeuchte ist nicht eichfähig, Messgeräte zur Messung derselben können nicht kalibriert werden.

Weiterführende Stichworte:
Formsandprüfung
Formstoffmanagement, Formstoffrückgewinnung
Formstoffverfestigung, Formstoffverdichtung, Verdichtbarkeitsprüfung

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