Осыпаемость – один из показателей технологичности формовочных и стержневых смесей, который позволяет в первом приближении оценить способность поверхностного слоя структурированной смеси противостоять разрушению при истирании. По сути, осыпаемость является косвенной характеристикой поверхностной прочности формы или стержня.

Величину осыпаемости определяют в соответствии с ГОСТ 23409.9, как относительное изменение массы испытуемого образца цилиндрической формы (Æ50´50 мм) после его истирания в течение 1 мин в сетчатом барабане. То есть, исходя из условий проведения испытаний, истинная размерность абсолютной величины осыпаемости (Ос) – кг/(м²×с). В соответствии с ГОСТ 23409.9, величину осыпаемости оценивают величиной относительного изменения массы образца (до и после испытаний), выраженной в процентах. Как показывает практика, при стабильной технологии производства форм и стержней величина их осыпаемости(Ос) до заливки не превышает 0,2%.

Осыпаемость зависит от значительного числа параметров и факторов в числе которых прочность отверждённой смеси, природа и количествосвязующего материала в смеси, кажущаяся плотность и т.д. В процессе хранения форм и стержней их осыпаемость может изменяться. Такие изменения, как правило, связаны с изменением влажности и химического состава связующего в поверхностном слое. Скорость этих изменений зависит от относительной влажности, температуры и химического состава окружающего воздуха, начальной влажности смеси, структуры и кажущейся плотности отверждённой смеси, фракционного состава зернистого огнеупорного материала и т.д. Помимо указанных факторов на результат определения осыпаемости по принятой методике существенное влияние оказывает и удельная плотность применяемого в смеси зернистого огнеупорного материала, и форма его зёрен, и размеры используемого для испытаний образца.

То есть, между осыпаемостью и перечисленными выше параметрами существуетопределённая зависимость. Для установления общей структуры предполагаемой зависимости между исходными величинами, основанной только на инвариантности физической зависимости при изменении масштабов единиц, использовали p-теорему анализа размерностей. С этой целью предположили, что между n рассматриваемых физических величин существует некая зависимость у которой вид постоянен даже при изменении масштабов единиц в некотором классе систем единиц. То есть, она эквивалентна зависимости между меньшим числом p = n – k безразмерных величин, где k – наибольшее число величин с независимыми размерностями среди исходных n величин.

В число переменных предполагаемой зависимости приняли: К – газопроницаемость образца (характеристика структуры отверждённой смеси), м⁴/(кг×с); s_СЖ – предел прочности образца на сжатие (характеристика природы материалов, состава и структуры отверждённой смеси), кг/м²; r – кажущаяся плотность отверждённой смеси (характеристика состава и структуры отверждённой смеси), кг/м³; l – длина цилиндрического образца (характеристика геометрических размеров образца смеси), м.

Результатом проведенных теоретических исследований стала следующая зависимость:

где z₀ – поправочный коэффициент.

Из анализа полученной зависимости следует, что осыпаемость какой-либо структурированной смеси уменьшается с понижением её кажущейся плотности, длины испытуемого образца и его газопроницаемости, а также с увеличением её предела прочности при сжатии.