Устройство для исследования реологических свойств материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ , содержащее открытую снизу каме/ I/ ру с площадкой для изменения направления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер и регистратор времени вытекания исследуемого материала, отличающееся тем, что, с целью расширения круга испытуемых материалов путем исследования бетонных и растворимых смесей , камера выполнена в виде прямоуголь-ного параллелепипеда, две противоположные грани которого жестко закреплены на плсндадке, а две другие образуют с ней пряг эугольные зазоры общей площадью, равной площади поперечного сечения камеры, при этом площадка снабжена вибратором .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уды Ц 01 и 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3488839/18-25 (22) 01.09.82 (46) 23.12.83. Вюл.947 (72) В.Н. Шмигальский (71) Симферопольский филиал Днепропетровского инженерно-строительного института (53) 532.137(088 ° 8) (56) 1. Венюа М. Цементы и бетоны в строительстве. М., Стройиздат, 1980, с.451.

2. Авторское свидетельство СССР

9 775665, кл. Ц 01 Н 11/08, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ NATEPHAЛОВ, содержащее открытую снизу каме„.sU„Я}Щ64 А ру с площадкой для изменения направ ления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер и регистратор времени вытекания исследуемого материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения круга испытуемых материалов путем исследования бетонных и растворимых смесей, камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, две противоположные грани которого жестко закреплены на площадке, а две другие образуют с ней прямоугольные зазоры общей площадью, равной площади поперечного сечения камеры, при этом площадка снабжена вибратором.

1062564

Изобретение относится к приборостроению в области определения реологических свойств вязкопластичных и подобных им материалов и может быть применено для контроля качества бетонных и растворных смесей.

Известно устройство для измерения времени истечения растворной или бетонной смеси, состоящее из вертикально устанавливаемого на вибростоле цилиндра, имеющего в нижней части желоб, который заканчивается выпускным отверстием с заслонкой °

Через это отверстие под влиянием вибрации и тяжелого диска, укладываемого на поверхность загруженной в цилиндр смеси, происходит ее истечение t1J .

Однако это устройство несколько металлоемко вследствие наличия жест- gp кого массивного дна с желобом (для исключения мембранного эффекта при вибрации) и не обеспечивает высокой точности измерений вследствие лишь одного выходного отверстия, что соз- 25 дает в противоположной от отверстия части прибора застойную зону, которая не является постоянной и зависит от крупности частиц испытуемого материала и его реологических

30 свойств.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаемому эффекту является устройство для исследования реологических свойств материала, содержащее откры-1 тую снизу камеру с плоцадкой для изменения направления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер и регистратор времени вытекания 40 исследуемого материала. При егo работе отсутствуют застойные зоны вследствие возможности истечения материала в кольцевую щель, образуемую площадкой и вертикальным выход- 45 ным отверстием, через которое плунжером выдавливается испытуемый материал (2) .

Однако известным прибором невозможно определять реологические 50 свойства бетонных смесей, так как последние представляют собою системы со структурными неоднородностями переходящими в текучее состояние под влиянием вибрации. Выдавливание для 55 них мало эффективно и требует значительных усилий и времени. Лишь наиболее подвижные иэ них могут частич-. но вытекать под влиянием собственного веса или давления. Для бетонных смесей очень важно также иметь определенные соотношения между наибольшей крупностью заполнителя и размерами и формой выходных отверстий. Вместе с тем, ступенчатое изменение сечения вертикальной камеры прибора соз-. дает дополнительные препятствия для перемецения бетонной смеси к выходному отверстию, меняя продолжительность измерений и снижая их точность иэ-за того, что при разной крупности заполнителя, а также различных реологических характеристик бетонных смесей, препятствия движению разные.

Целью изобретения является расширение круга испытуемых материалов путем исследования бетонных и растворных смесей.

Цель достигается тем, что в устройстве для исследования реологических свойств материалов, содержащем открытую снизу камеру с площадкой для изменения направления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер"и регистратор времени вытекания исследуемого материала, камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, две противоположные грани которого жестко закреплены на площадке, а две другие образуют r. ней прямоугольные зазоры общей площадью, равной площади поперечного сечения камеры, при этом площадка снабжена вибратором.

При наполнении камеры и уплотне-нии уложенного в нее материала отверстия закрыты П -ббразным затвором. Прямоугольная форма выходных отверстий на всю ширину камеры выбрана для того, чтобы избежать застойных зон и обеспечить одинаковость условий прохождения крупных частиц бетонной смеси в любом сечении отверстия. Для такого неоднородного материала, как бетонная смесь, черезвычайно важно соблюдать соотношение между наибольшей крупностью заполнителя CHEST и сечением выходного ,отверстия. Так, например, при НК-40мм; на которую запроектирован опытный образец устройства, минимальный размер прямоугольного отверстия, обеспечивающий .свободное прохождение такого материала, должен быть 70 мм.

Если же форма выходного отверстия иная, например овальная, круглая или треугольная, то условия прохождения крупных частиц в разных местах сечения неодинаковы, что существенно ухудшает однородность показателей измерения и удлиняет продолжительность их проведения.

В суженных частях сечения крупные частицы застревают, вызывая также расслоение смеси.

Так как уложенная в камеру прибора бетонная cMecb предварительно уплотняется, то не менее важным обстоятельством, способствующим ускорению испытаний и охвату для измерений любых бетонных смесей, является соответствие площади

1062564

20

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4 горизонтального сечения камеры при- бора суммарной площади выходных отверстий(5 ). Если 5О (5„, то происходит дополнительное обжатие бетон- . ной смеси, затрудняющее и удлиняющее ее истечение. При 5О 5< происходит разрыв сплошности истечения материала, что существенно увеличивает разброс показателей измерени .

Наилучшие данные получаются при 5 =5, В этом случае реологические свойства подвижных и литых смесей можно измерить, не прибегая к вибрации, и даже добиться, подобрав определенную массу пригруэа, тех же числовых величин осадки, как и при измерениях подвижности стандартным конусом (ГОСТ 10181-76) или конусом Стройцнила (для растворов) . Аналогично, для жестких смесей,. когда истечение происходит под действием вибрации.

Таким образом предлагаемый прибор можно использовать, не меняя установившихся величин, получаемых как при измерении осадка конуса, так и жесткости (по ГОСТ 10181-76 или ранее применяемому ГОСТ 10181-б2), что немаловажно для внедрения, так как не нарушает привычных представлений о.числовых характеристиках смеси.

По этой же причине прямоугольное сечение придано и камере, ибо в случае кругового сечения обязательно сужение потока материала перед выходными отверстиями, что затрудняет и удлиняет его истечение; Если же сделать выходное отверстие сплошным по всему кольцу цилиндра, чтобы избежать сужения потока материала, то это не только вызывает трудности крепления камеры к вибрирующему дну, . но и существенно увеличивает ее диаметр, а следовательно, массу прибора и расход материала для испытаний, так как выполнение условия 5< = Sg потребует при высоте щели 70 мм внутренний диаметр камеры Д =280 ял (5 =

=70 и С1; 5<-Яф/М),В случае прямоугольного .сечения для НК=40 мм технические условия допускают минимальный размер 125х140 мм. Таким образом, при одинаковых высотах камею и щелей для истечения требуемый объем испытуемого материала, в случае прямоугольного сечения камеры, почти в четыре раза меньше.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство состоит иэ камеры 1, прикрепляемой к площадке 2, плунжера; выполненного в виде пригруза 3 с наВНИИПИ Заказ 10208/43 правляющими 4 и ручкой-фиксатором

5. В нижних частях двух противоположных стенок камеры 1 в виде прямоугольного параллелепипеда имеется два прямоугольных зазора 6 для истечения испытуемого материала. Площадка 2 снабжена вибратором 7. Ширина зазора 125 мм, высота 70 мм. Камера прйбора имеет внутренние раз-меры поперечного сечения 140х125 мм и высоту 300 мм. Эти размеры минимальны. для обеспечения испытаний материалов с наибольшей крупностью частиц до 40 мм включительно. Бетоны с -большей крупностью заполнителя в сборных конструкциях не применяются, а в монолитных составляют малую долю. Направляющие 4 имеют риску, которая нанесена на расстоянии 200 мм от низа ручки-фиксатора.5.

Пригруз 3 имеет в плане 124х139 мм и соединен направляющими 4 с ручкойфиксатором 5, которая служит также для удобства работы с ним.

Устройство работает следующим об25 разом

Камеру 1 прикрепляют к площадке 2.

Зазоры б закрывают П-образным затвором. Камеру 1 заполняют испытуемым материалом, на поверхность которого устанавливают пригруз 3, после чего убирают П-образный затвор и замеряют осадку пригруза. Если смесь жесткая и осадка невелика, включают вибратор

7 и по мере опускания плунжера, когда риска по направляющей 4 поравняется с верхним краем камеры 1, начинают отсчет времени истечения смеси.

Заканчивают измерения, когда ручкафиксатор 5 коснется верха камеры 1. .В этот момент нижняя поверхность

40 пригруза 3 находится на расстоянии

70 мм от поверхности площадки 2.

Изобретение позволяет расширить круг испытуемых материалов за счет исследования любых бетонных и растворных смесей, а также повысить точность измерений по сравнению с существующими стандартными приборами для определения подвижности и жесткости бетонных смесей. Последнее достигается тем, что симметричное истечение определенного объема смеси происходит в период, когда двигатель виброплощадки набирает постоянные обороты, а измерение заканчивается,, когда низ.перегруза доходит до верхнего края зазоров 6. Коэффициент изменчивости результатов измерений не превышает 5%.