قالب گیری
به طور کلی جرم های ریختنی بخصوص اگر قرار است تحت شرایط دمای بالا و یا رطوبت ، کار شوند باید بلافاصله درون قالب ریخته شوند. به هیچ وجه نباید فاصله زمانی بین آماده شدن جرم و ریختن آن از 30 دقیقه تجاوز نماید. این محدودیت برای جرم های حاوی سیمان های کلسیم آلومینات پر خلوص 15 دقیقه است.
قالب ها باید عاری از هرگونه مواد اضافی و زنگ بوده و صاف باشند. در مواردی که انبساط حرارتی گیره های فولادی مسئله ساز باشند باید آن ها را نیز با قیر یا پوشش پلاستیکی و یا حتی گریس به ضخامت حدود یک میلیمتر پوشاند.
لایه ریخته شده باید در قطعات کوچک ریخته شود و این قطعات به وسیله درزهای انبساطی و کنترل ترک به یکدیگر متصل شوند. درزهای انبساطی سطح مورد نظر باید به صورت قائمه قرار گیرند. این کار جهت جلوگیری از تغییرات حجمی و تنش های مخرب در جرم ریختنی انجام می گیرد. زیرا در آغاز حرارت دهی، لایه در دمای Cᵒ200-50 به علت از دست دادن آب و در Cᵒ1000-900 به علت زینتر شدن (Sintering) منقبض می شود و در دماهای خارج از این محدوده ها جرم منبسط می شود. در عملیات حرارت دهی بعدی دیگر جرم دچار تغییرات حجمی نخواهد شد، بنابراین وجود درزهای انبساطی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
مساحت قطعات نباید از 1/5 مترمربع و طول آن ها از 1/2 متر بیشتر باشد. قابل ذکر است که در قطعات نسبتا بزرگ باید سعی نمود جرم به صورت یکپارچه ریخته شود و در صورتی که ممکن باشد سعی شود قبل از سفت شدن ریزش اول مرحله دوم ریخته شود تا اتصال برقرار شده و بین آن ها فاصله نیافتد.
تقسیم بندی جرم به قطعات کوچکتر باعث می گردد که انقباض کلیه لایه کاهش یافته و این انقباض در قطعات کوچکتر توزیع گردد. میزان درصد انبساط جرم های ریختنی در برگ مشخصات فنی قید شده و می توان درزهای انبساطی مورد نیاز برای هر جرم را محاسبه نمود. در هنگام ریختن جرم، درون قالب، این جرم باید ویبره گردد به طوری که حباب های هوا خارج گردد.
در ویبره کردن جرم ها نباید افراطی نمود به طوری که آب جرم در سطح آن جمع شود. ویبره باید به آرامی از جرم خارج شده تا حفره و شیار از خود به جا نگذارد. سطح جرم را باید توسط ماله قبل از سفت شدن صاف نمود تا حفره و شیار از خود به جا نگذارد. لازم به ذکر است که عملیات جرم ریزی قبل از اینکه جرم شروع به سفت شدن نماید باید خاتمه یافته باشد.
جهت جلوگیری از خشک شدن سطح جرم و اطمینان از هیدراتاسیون سیمان و سخت شدن آن ، باید سطح جرم به وسیله رزین و یا پوشش های پلاستیکی و یا پارچه مرطوب پوشش داده شود.
باید در نظر داشت زمان ماندن جرم در قالب بستگی به دما ، مقدار آب و نوع سیمان مصرفی دارد. معمولا قالب را 8 الی 12 ساعت بعد از ریختن می توان باز نمود. اکثر سیمان های مورد مصرف در جرم های ریختنی نسوز، بعد از 24 ساعت به 80 تا 90 درصد مقاومت نهایی خود می رسند.
واکنش آب و سیمان به آهستگی انجام شود و دمای بالا باعث می شود جرم فورا سخت گردد. جرم ریخته شده تا 24 ساعت باید در دمای Cᵒ25-16 قرار گیرد. (Curing time) تا خواص خود را حفظ نماید و اگر درجه حرارت محیط زیر 4 درجه سانتی گراد باشد باید جرم به وسیله مواد عایق پوشانده شود تا از یخ زدگی آن جلوگیری گردد (یخ زدن جرم به علت رفتار نامتعادل آب و انبساط حجمی به میزان 9% باعث از هم پاشیدگی آن می گردد). اگر دما در هنگام ریختن و خشک کردن جرم مناسب باشد، بعد از آن سرد شدن و یخ زدگی تاثیری بر روی خواص جرم نخواهد داشت.
حرارت دهی اولیه
جرم سخت شده هنوز دارای آب است. آب آزاد جرم در حدود Cᵒ100 و آب کریستالیزاسیون در دمای بین Cᵒ8720 – 205 خارج می گردد. همچنین بیشترین مقدار رطوبت در دمای بالاتر از Cᵒ300 خارج می شود. لذا باید جرم را به آرامی حرارت داد تا آب بتواند بدون آن که به آن آسیب برساند خارج گردد. جهت لایه ریخته شده ، وجود یک برنامه زمانبندی حرارت دهی ضروری است. رژیم حرارت دهی برای جرم های مختلف فرق می کند و دستورالعمل واحدی ندارد. به هرحال می توان مطابق منحنی زیر عمل نمود.
دمای ارائه شده در این منحنی دمای گاز داغ روی سطح جرم می باشد که معمولا توسط ترموکوپلی که حدود 1/5 سانتیمتر روی سطح فوقانی جرم قرار گرفته است ، اندازه گیری می شود. زمان سخت شدن در منحنی فوق حداقل 24 ساعت است.
در مواردی به ازای هر اینچ جرم ریخته شده باید دما به مدت یک ساعت در محدوده های Cᵒ260 – 205 و Cᵒ649-583 و قبل از دمای کاربرد جرم ، ثابت نگه داشته شود. به هنگام مشاهده بخار آب باید دما ثابت نگه داشته شود تا خروج آب برطرف گردد. هرگز نباید در مرحله خشک کردن و حرارت دهی اولیه، لایه ریخته شده مستقیما در معرض شعله قرار گیرد.
