Способ определения степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми

Авторы патента:

G01N33/38 - бетона; извести; цемента; гипса; кирпичей; керамики; стекла; строительных растворов

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в производстве композиционных, строительных и дорожных материалов, а также в других производствах, где требуется уплотнение смесей сыпучих материалов. В способе определения величины степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми осуществляют послойное заполнение единицы объема 1 м³ крупнозернистыми и мелкозернистыми фракциями, определяют средние размеры зерен крупнозернистой фракции d₁и мелкозернистой фракции d₂,d₂/d₁, объем крупнозернистой фракции V₁ и мелкозернистой фракции V₂, расходуемые для приготовления единицы объема смеси, м³, величину пустотности крупнозернистой фракции V_п1- отношение объема пустот к объему фракции, и при d₂/d₁ больше 0,155 величину степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми y рассчитывают по формуле: y=(V₁+V₂-l)/(V₁V_п1). Технический результат - разработка способа количественной оценки критериальной величины степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми с учетом средних размеров зерен в условиях проявления упаковки зерен различных размеров.

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в производстве композиционных, строительных и дорожных материалов, а также в других производствах, где требуется уплотнение смесей сыпучих материалов.

Известен способ определения плотных смесей щебня, мелкого щебня и песка (Борщ И.М., Вознесенский В.А. и др. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов. Киев, Вища школа, 1981, стр.266).

Однако в известном способе отсутствует количественная зависимость величины степени уплотнения от объемных характеристик исходных фракций, используемых для приготовления сыпучих смесей.

В основе создания изобретения лежит задача по разработке такого способа определения величины степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, который позволяет количественно оценивать степень уплотнения с учетом объемных характеристик фракций с различными размерами зерен с заранее рассчитанной величиной объемной массы.

Технический результат достигается тем, что при совмещении фракций с различными размерами зерен количественно оценивается критериальная величина степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми с учетом их средних размеров зерен и в условиях проявления в процессе совмещения фракций, физического явления упаковки зерен различных размеров, обеспечивающего повышение содержания монолитного материала в приготовленной зернистой смеси.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения величины степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми осуществляют послойное заполнение единицы объема 1, м³, крупнозернистыми и мелкозернистыми фракциями, определяют средние размеры зерен крупнозернистой фракции d₁и мелкозернистой фракции d₂,d₂/d₁, объем крупнозернистой фракции V₁ и мелкозернистой фракции V₂, расходуемые для приготовления единицы объема смеси, м³, величину пустотности крупнозернистой фракции V_п1- отношение объема пустот к объему фракции, и при d₂/d₁ больше 0,155 величину степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми y рассчитывают по формуле

y=(V₁+V₂-l)/(V₁V_п1).

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Определение величины степени уплотнения фракции щебня с размерами зерен 15-20 мм фракцией щебня с размерами зерен 10-15 мм.

Средние размеры зерен

d₁=(15+20)/2=17,5 мм, d₂=(10+15)/2=12,5 мм

d₂/d₁=12,5 мм/17,5 мм=0,714 больше 0,155.

Определяют объемную массу щебня с размерами зерен 15-20 мм, она равна ₁=1305 кг/м³ (1,305 кг/л), величина пустотности фракций щебня равна V_п1=0,460.

Определяют объемную массу фракции щебня с размерами зерен 10-15 мм, она равна ₂=1345 кг/м³ (1,345 кг/л).

В мерную емкость объемом 5 л (0,005 м³) укладывается слой зерен фракции щебня с размерами зерен 15-20 мм, на него насыпается слой зерен фракции с размерами зерен 10-15 мм, на слой мелкозернистой фракции снова укладывается слой фракции с более крупными размерами зерен и т.д. Верхний слой до краев мерной емкости выравнивается фракцией с размерами зерен 10-15мм. Полученная смесь вместе с мерной емкостью взвешивается, определяется объемная масса полученной смеси, а также расход каждой фракции для приготовления фиксированного объема смеси (1 м³).

Объемная масса смеси щебня составила величину, равную _см=1,480 кг/л (1480 кг/м³).

Объем фракции с размерами зерен 15-20 мм для приготовления 1 м³ смеси составляет

V₁=896 кг/1305 кг/м³=0,687 м³.

Объем фракции с размерами зерен 10-15 мм для приготовления 1 м³ смеси составляет

V₂=584 кг/1345 кг/м³=0,434 м³.

Величину степени уплотнения фракции с размерами зерен 15-20 мм фракцией с размерами зерен 10-15 мм определяют по формуле:

y=(V₁+V₂-1)/(V₁·V_п1), безразмерная величина,

y=(0,687 м³+ 0,434 м³- 1 м³)/(0,687 м³·0,460)=0,121/0,316=0,383.

Величина y означает, что при введении в 1 м³ фракции с размерами зерен 15-20 мм 0,383 0,46=0,176 м³ фракции с размерами зерен 10-15 мм объем смеси составит 1 м³, а ее объемная масса возрастет на 18,2% по сравнению с объемной массой фракции с размерами зерен 15-20 мм.

Пример 2. Определение величины степени уплотнения фракции с размерами зерен 15-20 мм фракцией щебня с размерами зерен 5-10 мм.

Средние размеры зерен

d₁=(15+20)/2=17,5 мм, d2=(5+10)/2=7,5 мм

d₂/d₁=7,5 мм/17,5 мм=0,429 больше 0,155.

Определяют объемную массу щебня с размерами зерен 15-20 мм, она равна ₁=1305 кг/м³ (1,305 кг/л), величина пустотности фракции щебня равна V_п1=0,460.

Определяют объемную массу фракции щебня с размерами зерен 5-10 мм, она равна ₂=1315 кг/м³ (1,315 кг/л).

В мерную емкость объемом 5л (0,005 м³) укладывается слой зерен фракции щебня с размерами зерен 15-20 мм, на него насыпается слой зерен фракции щебня с размерами зерен 5-10 мм, на слой мелкозернистой фракции снова укладывается слой крупнозернистой фракции и т.д. Верхний слой до краев мерной емкости выравнивается фракцией с размерами зерен 5-10 мм.

Полученная смесь щебня вместе с мерной емкостью взвешивается, определяется объемная масса смеси, а также расход каждой фракции, использованной для приготовления единицы объема смеси (1 м³).

Объемная масса смеси щебня составила величину, равную 1537 кг/м³.

Расход фракции с размерами зерен 15-20 мм для приготовления 1 м³ смеси составляет

V₁=1063 кг/1305 кг/м³=0,815 м³.

Расход фракции с размерами зерен 5-10 мм для приготовления 1 м³ смеси составляет

V₂=474 кг/1315 кг/ м³=0,360 м³.

Величину степени уплотнения фракции щебня с размерами зерен 15-20 мм фракцией с размерами зерен 5-10 мм определяют по формуле:

y=(V₁+V₂-1)/(V₁V_п1), безразмерная величина,

y=(0,815 м³+ 0,360 м³- 1 м³)/(0,815 м³·0,460)=0,175/0,375-0,467.

Величина y означает, что при введении в 1 м³ фракции с размерами зерен 15-20 мм 0,467·0,460=0,215 м³ фракции с размерами зерен 5-10 мм объем смеси составит 1 м³, а ее объемная масса увеличится на 21,6% по сравнению с объемной массой фракции с размерами зерен 15-20 мм.

Экспериментальные испытания заявляемого способа определения величины степени уплотнения, проведенные в лаборатории строительного павильона университета, показали, что с использованием полученной величины степени уплотнения (y) приготовленные смеси на основе полидисперсных фракций щебня и смеси на основе полидисперсных фракций песка имеют заранее рассчитанные величины объемной массы при постоянстве объема смеси. При введении рассчитанных объемов мелкозернистых фракций в единицу объема крупнозернистых фракций не изменяется объем смеси, т.е. действительно происходит упаковка зерен с образованием более плотной смеси.

Способ экспериментально-аналитического определения величины степени уплотнения используется в процессе проектирования сложных сыпучих систем уплотненного типа с возможностью регулирования их основных объемно-массовых характеристик.

Формула изобретения

Способ определения величины степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, характеризующийся тем, что осуществляют послойное заполнение единицы объема 1 ³ крупнозернистыми и мелкозернистыми фракциями, определяют средние размеры зерен крупнозернистой фракции d₁и мелкозернистой фракции d₂,d₂/d₁, объем крупнозернистой фракции V₁ и мелкозернистой фракции V₂, расходуемые для приготовления единицы объема смеси, м³, величину пустотности крупнозернистой фракции V_п1- отношение объема пустот к объему фракции, и при d₂/d₁ больше 0,155 величину степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми У рассчитывают по формуле

У=(V₁+V₂-l)/(V₁V_п1).

Изобретение относится к строительству, в частности приготовлению тестообразных растворов упруговязких пластических смесей из цемента и других материалов, и может быть использовано на предприятиях, готовящих данные растворы

Способ определения степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми // 2236005

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в дорожно-строительных лабораториях для приготовления плотно упакованных зернистых смесей, в других производствах, где требуется увеличение содержания монолитного материала в сыпучих зернистых смесях

Способ определения трещиностойкости бетона // 2235322

Изобретение относится к области строительства, в частности к исследованию прочностных свойств материала, а именно к способам определения трещиностойкости материала, и может быть использовано при оценке свойств бетонов, применяемых в конструкциях и изделиях

Способ определения влажности глинистого сырья и устройство для его осуществления // 2232987

Изобретение относится к производству строительных материалов

Способ определения стабильности водки и других крепких напитков // 2224999

Изобретение относится к ликеро-водочной промышленности

Способ обнаружения микробиологического повреждения в минеральных строительных материалах // 2223491

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений, зданий, памятников архитектуры, скульптуры, выполненных из таких материалов, как известняк, песчаник, гранит, бетон, кирпич

Способ определения величины предварительного напряжения арматуры в нагруженной конструкции балочного типа с передачей усилия преднапряжения на ее торцы // 2217748

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытаниях строительных конструкций балочного типа

Способ определения коэффициента раздвижки твердой фазы жидкой в диспергированной системе // 2213351

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии строительных материалов

Способ определения тонкости помола цемента // 2212028

Изобретение относится к области строительства, а именно к методам испытаний цемента и других вяжущих тонкомолотых материалов

Устройство для испытания на термостойкость конструкционной керамики // 2209796

Изобретение относится к керамической технологии для аттестации конструкционной керамики на стойкость к термоудару

Способ определения степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми // 2236676

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии дорожно-строительных, композиционных, керамических, огнеупорных материалов, в технологии других производств, где используются плотно упакованные зернистые смеси

Способ определения общей пористости серных композиционных материалов // 2239816

Изобретение относится к области исследования строительных композиционных материалов, а именно к определению их общей пористости, и может быть использовано при изучении свойств материалов и конструкций из серных композиционных материалов (футеровочных блоков, плит пола, бордюрных камней, фундаментных блоков, канализационных труб, сливных лотков и др.), к которым предъявляются повышенные требования по стойкости в агрессивных средах, морозо- и атмосферостойкости, непроницаемости

Способ проектирования состава серного бетона // 2239834

Изобретение относится к технологии бетона, а именно к способам проектирования состава серного бетона, предназначенного для защиты от ионизирующих излучений

Способ прогнозирования поровой структуры цементного камня // 2242743

Изобретение относится к области исследования микроструктуры строительных материалов, а более конкретно - к области исследования поровой структуры цементного камня, и может быть использовано в научных целях и строительстве для прогнозирования прочности, трещиностойкости, долговечности цементного камня бетонных и железобетонных конструкций применительно к условиям их эксплуатации

Способ определения природных разновидностей глин // 2242749

Изобретение относится к определению разновидности легкоплавких глин и может быть использовано в геолого-разведочном производстве и горно-добывающей промышленности, а также в тех отраслях, которые используют глины

Способ определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми // 2244300

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в процессе проектирования составов искусственных строительных конгломератов и композиционных материалов, а также в процессе проектирования и оптимизации их составов

Способ определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми // 2244301

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в процессе проектирования составов искусственных строительных конгломератов и наполненных композиционных материалов на основе органических и неорганических связующих веществ

Способ определения степени уплотнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми // 2244302

Способ определения составов сыпучих систем раздвинутого типа // 2244923

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в технологии технических материалов, в производстве которых используются сыпучие сырьевые материалы или смеси на их основе

Способ определения составов сыпучих систем уплотненно-раздвинутого типа // 2244924

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в технологии дорожных, строительных, композиционных материалов, в производстве сплавов методами порошковой металлургии и в других производствах, где в качестве сырьевых компонентов используют смеси зернистых материалов