Способ определения составов сыпучих систем заполненного типа

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в технологии строительных и дорожных материалов. В способе определения составов сыпучих би- квинарных систем заполненного типа при размерах зерен во фракциях d₁>d₂>d₃>d₄>d₅ и отношениях размеров зерен d₂/d₁, d₃/d₂, d₄/d₃, d₅/d₄ меньше 0,155 объем фракций определяют для бинарных систем V₁ = 1 м³,V₂=V₁·У₁·V_n1, У₁ = 1 - d₂/d₁, для тернарных систем V₁ =l м³, V₂ = V₁·У₁·V_п1, м³, V₃=V₂·У₂·V_п2, м³, У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d_2, для кватернарных систем V₁ =l м³, V₂ = V₁·У₁·V_n1, м³, V₃=V₂·У₂·V_п2, м³, V₄= V₃·У₃·V_п3, м³, У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d₂, У₃= 1-d₄/d_3, для квинарных систем V₁ =l м³, V₂ = V₁·У₁·V_n1, м³, V₃=V₂·У₂·V_п2, м³, V₄= V₃·У₃·V_п3, м³, V₅= V₄·У₄·V_п4, м³, У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d₂, У₃= 1-d₄/d₃, У₄= 1-d₅/d_4, где V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ - объем фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄, d₅,м³, У₁ У₂, У₃, У₄ - величина степени заполнения объема пустот фракций с большими размерами зерен фракциями с меньшими размерами зерен, безразмерная величина, пределы изменений которой лежат в интервале 0<У≤1, V_п1, V_п2, V_п3, V_п4 - величина пустотности фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄, безразмерная величина. Технический результат - обеспечение возможности регулирования объемной массы смеси и установления количественной взаимосвязи между всеми фракциями, входящими в состав проектируемой смеси, а также между размерами их зерен. 2 табл.

 

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

Известен способ определения количества каждой фракции для получения минеральной смеси (Дорожный асфальтобетон, под ред. Л.В.Гезенцвея, изд. 2-е, М.: Транспорт, 1985, 350 с., с.112), заключающийся в том, что исходный сыпучий материал подвергают фракционированию, выделяют фракции с узким интервалом размеров зерен, при этом количество наиболее крупной фракции (первой по перечню) определяется по формуле:

а=100(К-1)/(Кⁿ-1), а количество промежуточной фракции по формуле a_х=(100(К-1)/(Кⁿ-1))К^х-1, где а - количество первой фракции (наиболее крупной);

К - коэффициент сбега;

n - количество фракций.

Однако приведенные формулы, включающие отношения размеров зерен смежных фракций через коэффициент сбега, не учитывают основного показателя крупнозернистой фракции - пустотности.

В основе создания изобретения лежит задача по разработке такого способа определения состава сыпучей смеси, который обеспечивает возможность регулирования объемной массы смеси и установления количественной взаимосвязи между всеми фракциями, входящими в состав проектируемой сыпучей системы, а также между размерами их зерен.

Технический результат достигается тем, что используют пропорциональность размеров зерен смежных фракций, а также величину пустотности всех фракций и степень ее заполнения зернами меньших размеров.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения составов сыпучих би- квинарных систем заполненного типа при размерах зерен во фракциях d₁>d₂>d₃>d₄>d₅ и отношениях размеров зерен d₂/d₁, d₃/d₂, d₄/d₃, d₅/d₄ меньше 0,155, объем фракций определяют для бинарных систем

V₁=1 м³,

V₂=V₁·У₁·V_n1

У1=1-d₂/d₁,

для тернарных систем

V₁=1 м³,

V₂=V₁·У₁·V_п1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_n2, м³,

У₁=1-d₂/d₁, У₂=1-d₃/d₂,

для кватернарных систем

V₁=1 м³,

V₂=V₁·У₁·V_n1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_n2, м³,

V₄=V₃·V₃·V_п3, м³,

У₁=1-d₂/d₁, У₂=1-d₃/d₂, У₃=1-d₄/d₃,

для квинарных систем

V₁=1 м³,

V₂=V₁·У₁·V_n1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_п2, м³,

V₄=V₃·У₃·V_п3, м³,

V₅=V₄·У₄·V_п4, м³,

У₁=1-d₂/d₁, У₂=1-d₃/d₂, У₃=1-d₄/d₃, У₄=1-d₅/d₄,

где V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ - объем фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄, d₅, м³,

У₁ У₂, У₃, У₄ - величина степени заполнения объема пустот фракций с большими размерами зерен фракциями с меньшими размерами зерен, безразмерная величина, пределы изменений которой лежат в интервале 0<У≤1,

V_п1, V_п2, V_п3, V_п4 - величина пустотности фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄, безразмерная величина.

В процессе изучения свойств сыпучих смесей, приготовленных на основе нескольких фракций с разными размерами зерен, было установлено, что размер зерен во фракции определяет величину объема межзерновых пустот. При использовании следующей смежной фракции с меньшими размерами зерен, соизмеримыми или меньше размеров пустот, обеспечивается заполнение объема пустот заполняемой фракции. Степень заполнения (У) зависит от размера зерен заполняющей фракции; при использовании d_n, стремящемся к d_n-1, У стремится к 0 (нет заполнения), при d_n, стремящемся к 0, У стремится к 1 (наиболее полная степень заполнения объема пустот заполняемой фракции).

Установленные закономерности в системах заполненного типа обеспечивают возможность расчета сложных по числу фракций сыпучих систем простейшими математическими средствами.

Способ осуществляется следующим образом.

В лаборатории строительного профиля производят испытания сыпучих материалов на их пригодность к использованию в производстве бетонных или асфальтобетонных смесей.

Пригодные к применению сыпучие материалы подвергают фракционированию. Каждую фракцию щебня (гравия) или песка испытывают с определением следующих показателей их свойств: насыпной плотности (объемной массы), кг/м³, истинной плотности (удельный вес) материала щебня (минерала) или песка, г/см³, величины объема пустот каждой фракции (определяется экспериментально или методом расчета).

В полидисперсных (полифракционных) сыпучих материалах по результатам ситового или седиментационного анализа определяют средний размер зерен в каждой фракции.

Для определения составов проектируемых сыпучих смесей по заявляемому способу требуется наличие только объемно-массовых и гранулометрических характеристик фракций, используемых для приготовления сыпучих смесей.

Характеристики исходных сырьевых фракций (получены по результатам испытаний каждой фракции):

Фракция со средними размерами зерен

d₁=60 мм, γ₁=1370 кг/м³,

Фракция со средними размерами зерен

d₂=8,4 мм, γ₂=1330 кг/м³,

Фракция со средними размерами зерен

d₃=1,18 мм, γ₃=1320 кг/м³,

Фракция со средними размерами зерен

d₄=0,16 мм, γ₄=1306 КГ/м³,

истинная плотность материала гранита ρ=2,68 г/см³.

d₁+d₂; d₁+d₃; d₁+d₄;

d₂+d₃; d₂+d₄; d₃+d₄.

Пример 1. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен di и d2. Для приготовления 1 м³ смеси требуется 1 м³ фракции с размерами зерен di

V₁=1 м³,G₁=1370 кг/м³,

а расход фракции с размерами зерен d₂ определяется по формуле

V₂=V₁·У·V_п1, м³,

V₁=1 м³; У=1-d₂/d₁=1-8,4/60=0,860

V_п1=1-γ₁/ρ=1-1370/2680=0,489,

V₂=1 м³·0,860·0,489=0,421 м³

G₂=У₂ м³·γ₂ кг/м³=0,421 м³·1330 кг/м³=560 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси равна:

γ_см=1370 кг·560 кг=1930 кг/м³ (масса 1 м³ смеси). Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле

V_мсм=V₁·(1-V_n1)+V₂·(1-V_n2), м³

и равен У_мсм=1 м³\(1-0,489)+0,421(1-0,504)=0,511 м³+0,209 м³=0,720 м³,

V_n2=1-1330/2680=0,504

Объем пустот в смеси определяется по формуле

V_пcм,=V₁(1-У)·V_n1+V₂·V_n2=1 м³(1-0,860)·0,489+0,421 м³·0,504=0,280 м³

Объем смеси определяется по формуле

У_см=У_мсм+V_ncм=0,720 м³+0,280 м³=1,000 м³ (расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 2. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₁ и d₃. Для приготовления 1 м³ смеси требуется 1 м фракции с размерами зерен d₁

V₁=1 м³, G₁=1370 кг/м³,

а расход фракции с размерами зерен d₃ определяется по формуле

V₃=V₁·У·V_n1, м³,

V₁=1 м³; У=1-d₃/d₁=1-1,18/60=0,980

V_п1=1-1370/2680=0,489,

V₃=1 м³·0,980·0,489=0,479 м³

G₃=0,479 м³·1320 кг/м³=632 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси γ_см=1370 кг·632 кг=2002 кг/м³ (масса 1 м³ смеси). Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле

V_мсм=V₁-(1-V_n1)+V₃-(1-V_n3), м³

V_n3=1-1320/2680-0,507

У_мсм=1м³ (1-0,489)+0,479(1-0,507)=0,511+0,236=0,747 м³

Объем пустот в смеси определяется по формуле

V_ncм=V₁·(1-У)·V_n1+У₃·V_n3=1м³ (1-0,980)·0,489+0,479 м³·0,507=0,253 м³

Объем смеси равен

У_см=У_мсм+V_ncм=0,747 м³+0,253 м³=1,000 м³ (расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 3. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₁ и d₄.

V₁=1 м³, G₂=1 м³·1370 кг/м³,

Расход фракции с размерами зерен d₄ составляет

V₄=V₁·У·_n1, м³,

V₁=1 м³; У=1-d₄/d₁=1-0,16/60=0,997

V_n1=1-1370/2680=0,489,

V₄=1 м³·0,997·0,489=0,488 м³

G₄=0,488 м³·1306 кг/м³=637 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси равна:

γ_см=1370 кг·637 кг=2007 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле

V_мcм=V₁·(1-V_п1)+V₄·(1-V_п4), м³

V_п4=1-1306/2680=0,513

У_мсм=1 м³(1-0,489)+0,488(1-0,513)=0,749 м³

Объем пустот в смеси определяется по формуле

V_пcм=V₁(1-У)·V_п1+V₄·V_п4=1м³(1-0,997)·0,489+0,488 м³·0,513=0,251 м³

Объем рассчитанного состава смеси равен

У_см=V_мсм+V_пcм=0,749 м³+0,251 м³=1,000 м³,

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 4. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₂ и d₃. Для приготовления 1 м³ смеси требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₂

V₂=1 м³, G₂=1 м³·1330 кг/м³=1330 кг, а расход фракции с размерами

зерен 1з определяется по формуле

V₃=V₂·У·V_п2, м³,

V₂=1 м³; У=1-d₃/d₂=1-1,18/8,4=0,860

V_п2=1-1330/2680=0,504,

V₃=1 м³·0,860·0,504=0,433 м³

G₃=0,433 м³·1320 кг/м³=572 кг. Объемная масса рассчитанного состава смеси равна:

γ_см=1330 кг·572 кг=1902 кг/м³(масса 1 м³ смеси). Объем монолитного материала в смеси равен

V_мсм=1 м³·(1-0,504)+0,433·(1-0,507)=0,710 м³,

V_п3=1-1320/2680=0,507 Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен

V_пcм=1 м³(1-0,860)·0,504+0,433 м³·0,507=0,290 м³

Объем рассчитанного состава смеси равен

У_см=V_мcм+V_пcм=0,710 м³+0,290 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 5. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₂ и d₄. Для приготовления смеси объемом 1 м требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₂

V₂=1 м³, G₂=1 м³·1330 кг/м³=1330 кг,

а расход фракции с размерами зерен d₄ определяется по формуле

V₄=V₂·У·V_п2, м³,

V₂=1 м³; У=1-d₄/d₂=1-0,16/8,4=0,981

V_п2=1-1330/2680=0,504,

V₄=1 м³·0,981·0,504=0,494 м³

G₄=0,494 м³·1306 кг/м³=645 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси равна:

γ_см=1330 кг·645 кг=1975 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси равен

V_мcм=1 м³·(1-0,504)+0,494·(1-0,513)=0,737 м³,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен

V_пcм=1 м³·(1-0,981)·0,504+0,494 м³·0,513=0,263 м³

Объем рассчитанного состава смеси равен

V_см=V_мсм+V_пcм=0,737 м³+0,263 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 6. Расчет состава бинарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₂ и d₄. Для приготовления смеси объемом 1 м³ требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₃,

V₃=1 м³, G₃=1 м³·1320 кг/м³=1320 кг,

а расход фракции с размерами зерен d^ определяется по формуле

V₄=V₃·У·V_п3, м³,

V₃=1 м³; У=1-0,16/1,18=0,864,

V_п3=1-γ₃/ρ=1-1320/2680=0,507,

V₄=1 м³·0,864·0,507=0,438 м³

G₄=0,438 м³·1306 кг/м³=572 кг.

Объемная масса рассчитанного состава смеси равна:

γ_см=1320 кг·572 кг=1892 кг/м³(масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси равен

V_мсм=1 м³·(1-0,507)+0,438·(1-0,513)=0,706 м³,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси равен

V_пcм=1 м³(1-0,864)·0,507+0,438 м³·0,513=0,294 м³

Объем рассчитанного состава смеси равен

V_cм=0,706 м³+0,294 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Результаты расчета примеров 1-6 сведены в таблицу 1

Таблица 1 Зависимость составов и объемно-массовых характеристик бинарных смесей от размеров зерен во фракциях, используемых для расчета
Характеристик и смеси	Размеры зерен во фракциях, мм
	60+8,4	60+1,18	60+0,16	8,4+1,18	8,4+0,16	1,18+ 0,16
Объем первой фракции, м3 Масса первой фракции, кг	1	1	1	1	1	1
	1370	1370	1370	1330	1330	1320
Объем второй фракции, м3 Масса второй фракции, кг	0,421	0,479	0,488	0,433	0,494	0,438
	560	632	637	572	645	572
Объемная масса, кг/м3	1930	2002	2007	1902	1975	1892
Объем монолитного материала, м3	0,720	0,747	0,749	0,710	0,737	0,706
Объем пустот смеси, м3	0,280	0,253	0,251	0,290	0,263	0,294

Расчет составов тернарных сыпучих систем заполненного типа.

На основе имеющихся фракций можно рассчитать и приготовить тернарные смеси заполненного типа следующих составов (на основе трех фракций)

d₁+d₂+d₃; d₁+d₂+d₄; d₂+d₃+d₄

Пример 7. Расчет состава тернарной смеси заполненного типа на основе фракции с размерами зерен d₁, d₂ и d₃. Для приготовления смеси объемом 1 м³ требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₁

V₁=1 м³, G=1370 кг,

а расход фракции с размерами зерен d₂ определяется по формуле

V₂=V₁·У₁·V_п1, м³,

V₁=1 м³; У₁=1-d₂/d₁=1-8,4/60=0,860,

V_п1=1-1370/2680=0,489,

V₂=1 м³·0,860·0,489=0,421 м³

G₂=0,421 м³·1330 кг/м³=560 кг.

Расход фракции с размерами зерен d₃ определяется по формуле

V₃=V₂·У₂·V_п2, м³,

V₂=0,421 м³; У₂=1-d₃/d₂=1-1,18/8,4=0,860,

V_п2=1-γ₂/ρ=1-1330/2680=0,504,

V₃=0,421·0,860·0,504=0,182 м³

G₃=0,182 м³·1320 кг/м³=240 кг.

Объемная масса рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равна:

γ_см=1370 кг+560 кг+240 кг=2170 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле.

V_мcм=V₁·(1-V_п1)+V₂·(1-V_п2)+V₃·(1-У_п3), м³ и равен

V_мсм=1 м³·(1-0,489)+0,421·(1-0,504)+0,182·(1-0,507)=0,810 м³,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси определяется по формуле

V_пcм=V₁(1-У₁)·V_п1+V₂(1-У₂)·V_п2+V₃·V_п3, м³ и равен

V_пcм=1 м³·(1-0,860)·0,489+0,421·(1-0,860)·0,504+0,182·0,507=0,190 м³

Объем рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равен

У_см=V_мсм+V_пcм=0,810 м³+0,190 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 8. Расчет состава тернарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₁, d₂ и d₄. Для приготовления смеси объемом 1 м³ требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₁

V₁=1 м³, G₁=1 м³·1370 кг/м³=1370 кг,

а расход фракции с размерами зерен d₂ определяется по формуле

V₂=V₁·У₁·V_п1, м³,

V₁=1 м³; У₁=1-d₂/d₁=1-8,4/60=0,860,

V_п1=1-1370/2680=0,489,

V₂=1 м³·0,860·0,489=0,421 м³

G₂=0,421 м³·1330 кг/м³=560 кг.

Расход фракции с размерами зерен d₄ определяется по формуле

V_п2=1-γ₂/ρ=1-1330/2680=0,504,

V₄=0,421·0,981·0,504=0,208 м³

G₄=0,208 м³·1306 кг/м³=272 кг.

V₄=V₂·У₂·V_п2, м³,

V₂=0,421 м³; У₂=1-0,16/8,4=0,981.

Объемная масса рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равна:

γ_см=1370 кг+560 кг+272 кг=2202 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле

V_мсм=V₁·(1-V_п1)+V₂·(1-V_п2)+V₄·(1-V_п4), м³ и равен

V_мсм=1 м³·(1-0,489)+0,421·(1-0,504)+0,208·(1-0,513)=0,821 м³,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси определяется по формуле

V_пcм=V₁(1-У₁)·V_п1+V₂(1-У₂)·V_п2+V₄·V_п4, м³ и равен

V_пcм=1 м³·(1-0,860)·0,489+0,421·(1-0,981)·0,504+0,208·0,513=0,179 м³

Объем рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равен

V_см=V_мcм+V_псм=0,821 м³+0,179 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 9. Расчет состава тернарной смеси заполненного типа на основе

фракций с размерами зерен d₂, d₃ и d₄. Для приготовления смеси объемом 1 м³ требуется 1 м³ фракции с размерами зерен d₂

V₂=1 м³, G₂=1 м³·1330 кг/м³=1330 кг,

а расход фракции с размерами зерен d₃ определяется по формуле

У₃=V₂·V₁·V_п2, м³,

V₂=1 м³; У₁=1-d₃/d₂=1-1,18/8,4=0,860,

V_п2=1-1330/2680=0,504,

V₃=1 м³·0,860·0,504=0,433 м³

G₃=0,433 м³·1320 кг/м³=572 кг.

Расход фракции с размерами зерен d₄ определяется по формуле

V₄=V₃·У₂·V_п3, м³,

V₃=0,433 м³; У₂=1-d₄/d₃=1-0,16/1,18=0,864,

V_п3=1-1320/2680=0,507,

V₄=0,433·0,864·0,507=0,190 м³

G₄=0,190 м³·1306 кг/м³=248 кг.

Объемная масса рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равна:

γ_см=1330 кг+572 кг+248 кг=2150 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в смеси определяется по формуле

V_мсм=V₂·(1-V_п2)+V₃·(1-V_п3)+V₄·(1-V_п4), м³ и равен

V_мсм=1 м³·(1-0,504)+0,433·(1-0,507)+0,190·(1-0,513)=0,802 м³.

Объем пустот в рассчитанном составе смеси определяется по формуле

V_пcм=V₂·(1-У₁)·V_п2+V₃(1-У₂)·V_п3+V₄·V_п4, м³ и равен

V_пcм=1 м³·(1-0,860)·0,504+0,433·(1-0,864)·0,507+0,190·0,198 м³.

Объем рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равен V_см=У_мсм+V_пcм=0,802 м³+0,198 м³=1,000 м³ (расчет состава смеси произведен правильно).

Пример 10. Расчет состава кватернарной смеси заполненного типа на основе фракций с размерами зерен d₁, d₂, d₃ и d₄. Для приготовления смеси объемом 1 м³ требуется 1 м³ фракции с размерами зерен

V₁=1 м³, G₁=1 м³·1370 кг/м³= 370 кг, а расход фракции с

размерами зерен d₂ составляет

V₂=421 м³, G₂=560 кг (из примера 7), расход фракции с размерами зерен d₃ составляет V₃=0,182 м³;

G₃=240 кг (из примера 7)

Расход фракции с размерами зерен d₄ определяется по формуле

V₄=V₃·У₃·V_п3, м³,

У₃=1-d₄/d₃=1-0,16/1,18=0,864,

V_п3=1-1320/2680=0,507,

V₄=0,182·0,864·0,507=0,080 м³

G₄=0,080 м³·1306 кг/м³=105 кг.

Объемная масса рассчитанного состава кватернарной смеси заполненного типа равна:

γ_см=1370 кг+560 кг+240 кг+105 кг=2275 кг/м³ (масса 1 м³ смеси).

Объем монолитного материала в рассчитанном составе смеси определяется по формуле

V_мсм=V₁·(1-V_п1)+V₂·(1-V_п2)+V₃·(1-V₃)+V₄·(1-V_п4), м³,

У_мсм=1м³·(1-0,489)+0,421·(1-0,504)+0,182·(1-0,507)+0,08·(1-0,513)=0,849 м³,

Объем пустот в рассчитанном составе смеси определяется по формуле

V_псм=V₁(1-У₁)·V_п1+V₂(1-У₂)·V_п2+V₃(1-У₃)·V_п3+V₄·V_п4, м³

V_ncм=1м³·(1-0,860)·0,489+0,421·(1-0,86)·0,504+0,182·(1-0,864)0,507+0,08-0,513=0,151 м³

Объем рассчитанного состава тернарной смеси заполненного типа равен V_cм=V_мсм+V_псм=0,849 м³+0,151 м³=1,000 м³

(расчет состава смеси произведен правильно).

Результаты расчета составов тернарных и кватернарных смесей заполненного типа сведены в таблицу 2 (примеры 7-10).

Характеристики смеси	Размеры зерен во фракциях, мм
60+8,4+1,18	60+8,4+0,16	8,4+1,18+0,16	кватернарная смесь 60+8,4+1,18+0,16 (для сравнения)
Объем первой фракции, м3 Масса первой фракции, кг	1	1	-	1
1370	1370	-	1370
Объем второй фракции, м3 Масса второй фракции, кг	0,421	0,421	1	0,421
560	560	1330	560
Объем третьей фракции, м3 Масса третьей фракции, кг	0,182	-	0,433	0,182
240	-	572	240
Объем четвертой фракции, м3 Масса четвертой фракции, кг	-	0,208	0,190	0,08
-	272	248	105
Объемная масса смеси, кг/м	2170	2202	2150	2275
Объем монолитного материала в смеси, м3	0,810	0,821	0,802	0,849
Объем пустот в смеси, м3	0,190	0,179	0,198	0,151

Методы расчета составов сыпучих смесей, приведенные в материалах заявки, были проведены в лаборатории павильона инженерно-строительного факультета университета. Испытания проведены со смесями щебня и кварцевого песка. Фракции щебня и песка с различными размерами зерен были выделены с использованием стандартного набора сит (0,14-40,0 мм - для щебня, 0,14-10 мм - для песка). Определение объемной массы фракций и смесей на их основе проведено с использованием общепринятой, стандартной методики (справочник под ред. И.В.Горелышева. Материалы и изделия для строительства дорог. М.: Транспорт,1986).

В результате испытаний смеси установлено, что увеличение объемной массы смесей щебня и песка происходит в соответствии с закономерностями, изложенными в заявке, изменения объема смеси не происходит при введении рассчитанных количеств мелкодисперсных фракций, что указывает на то, что действительно в системе имеет место уплотнение зерен и увеличение содержания монолитного материала щебня или песка. Заявляемый способ определения состава сыпучей системы обеспечивает уменьшение объема лабораторных испытаний сыпучих материалов, квалифицированный выбор фракций для получения смесей целевого назначения, регулирование их свойств, возможность оптимизации составов и структур с использованием средств компьютерной техники.

Способ определения составов сыпучих би- квинарных систем заполненного типа, характеризующийся тем, что при размерах зерен во фракциях d₁>d₂>d₃>d₄>d₅ и отношениях размеров зерен d₂/d₁, d₃/d₂, d₄/d₃, d₅/d₄ меньше 0,155 объем фракций определяют

для бинарных систем

V₁ = 1 м³,

V₂=V₁·У₁·V_п1

У₁ = 1 - d₂/d₁,

для тернарных систем

V₁ =1 м³,

V₂ = V₁·У₁·V_п1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_п2, м³,

У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d_2,

для кватернарных систем

V₁ = 1 м³,

V₂ = V₁·У₁·V_п1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_п2, м³,

V₄= V₃·У₃·V_п3, м³,

У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d₂, У₃= 1-d₄/d_3,

для квинарных систем

V₁ =l м³,

V₂ = V₁·У₁·V_п1, м³,

V₃=V₂·У₂·V_п2, м³,

V₄= V₃·У₃·V_п3, м³,

V₅= V₄·У₄·V_п4, м³,

У₁= 1-d₂/d₁, У₂= 1-d₃/d₂, У₃= 1-d₄/d₃, У₄= 1-d₅/d_4,

где V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ - объем фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄, d_5, м³,

У₁, У₂, У₃, У₄ - величина степени заполнения объема пустот фракций с большими размерами зерен фракциями с меньшими размерами зерен, безразмерная величина, пределы изменений которой лежат в интервале 0<У≤1,

V_п1, V_п2, V_п3, V_п4 - величина пустотности фракции с размером зерен соответственно d₁, d₂, d₃, d₄ - безразмерная величина.