Способ определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона



Способ определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона

 


Владельцы патента RU 2525150:

Закрытое Акционерное Общество "Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт "ВНИИжелезобетон" (RU)

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам определения средней плотности зерен крупного и мелкого заполнителя для бетонных и растворных смесей, а конкретно к способу определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя вспененного гранулированного (ПВГ) для полистиролбетона. Способ определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона в воде заключается в том, что в качестве эталонной вмещающей межзерновой среды используют воду при температуре 15-25°C, модифицированную воздухоудаляющей кремнийорганической добавкой с концентрацией 0,001-0,01% от массы воды. При этом пробу полистирольных гранул, предварительно высушенных и охлажденных, помещают в предварительно взвешенный мерный металлический цилиндрический сосуд объемом Vс. Затем уплотняют легким постукиванием днища сосуда о твердую поверхность в течение 5-10 с таким образом, чтобы верхние гранулы лежали в одной плоскости по горизонтали и совпадали с краями верхнего обреза сосуда. Далее сосуд с уплотненными гранулами взвешивают, накрывают сверху ситом с размером ячеек не менее чем на 0,3 мм меньше наименьшего размера гранул и снова взвешивают, заполняют водой, модифицированной воздухоудаляющей добавкой в объеме межзернового пространства (Vв), и через 5 мин после полного заполнения водой замеряют суммарную массу (∑М) экспериментального измерительного устройства, включая массу мерного металлического сосуда (mс), массу сита (mст), массу полистирольных гранул (mг) и массу израсходованной воды (mв). Техническим результатом является повышение точности измерения параметра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам определения средней плотности зерен крупного и мелкого заполнителя для бетонных и растворных смесей, а конкретно к способу определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя вспененного гранулированного (ПВГ) для полистиролбетона.

Известен способ определения средней плотности зерен крупного заполнителя в цементном тесте.

Сущность метода заключается в следующем.

От высушенной пробы отбирают навеску, равную 3,5 л, перемешивают на предварительно увлажненном противне с навеской цемента в количестве 1,7 кг и кварцевого песка в количестве 3,4 кг. В полученную смесь постепенно наливают воду до получения малоподвижной бетонной смеси жесткостью 5-10 с. Израсходованное количество воды замеряют.

Перемешанную смесь выдерживают в течение 15 мин, а затем полностью помещают в предварительно взвешенный сосуд емкостью 5 л. Смесь в сосуде уплотняют вибрированием в течение 30-60 с на виброплощадке.

Сосуд с уплотненной смесью взвешивают и определяют массу смеси в сосуде с погрешностью до 10 г и объем смеси в сосуде с погрешностью до 10 мл.

Среднюю плотность зерен крупного заполнителя определяют делением массы высушенной навески на ее объем.

Известен способ определения средней плотности зерен песка в цементном тесте.

Сущность способа заключается в следующем.

Из высушенной до постоянной массы пробы испытываемого песка отбирают навеску, равную 0,9 л, и перемешивают на предварительно увлажненном противне с навеской цемента, равной 1 кг. В полученную смесь постепенно наливают воду до получения пластичной растворной смеси подвижностью 6-8 см. Израсходованное количество воды замеряют. Перемешанную смесь выдерживают 15 мин и затем помещают в предварительно взвешенный мерный сосуд объемом 1 л.

Смесь в сосуде вибрируют 5-10 с до полного уплотнения, характеризуемого обильным выделением цементного клея на поверхности смеси. Затем сосуд взвешивают и вычисляют среднюю плотность приготовленной смеси в уплотненном состоянии.

Среднюю плотность зерен мелкого заполнителя определяют делением массы высушенной навески на ее объем.

Недостатком известных технических решений является невозможность получения однородности полистиролбетонной формовочной смеси из-за значительной разницы плотностей цементного теста и полистирольного заполнителя, которые находятся соответственно на уровне 1800-1900 кг/м3 и 18-23 кг/м3. При таком соотношении цементного теста и заполнителя уплотнение вибрированием приводит к резкому расслоению смеси подвижностью смеси 6-8 см. Легкий полистирольный заполнитель всплывает наверх, а в нижней части сосредотачивается в основном цементное тесто, что может привести к искажению результатов конечных определений средней плотности.

Кроме того, известный способ многоделен, неудобен, и трудоемок (ГОСТ 9758-86, п.7.4.1 и п.7.5).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является определение средней плотности зерен крупного заполнителя гидростатическим методом (по ГОСТ 9758-86) по разности массы специального контейнера с навеской до и после насыщения ее водой при взвешивании в воде и на воздухе.

Среднюю плотность зерен крупного заполнителя каждой фракции вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, каждое из которых производят на новой порции заполнителя.

Недостатком известного технического решения является относительная сложность аппаратурного оформления, в частности весов для гидростатического взвешивания гранул заполнителя и специального контейнера для заполнения водой, а также малоэффективность использования специального контейнера, не приспособленного для работы с особо легкими частицами полистирольного заполнителя, плотность которых на два порядка меньше плотности крупного заполнителя, используемого в тяжелых бетонах (ГОСТ 9758 п.4 определение средней плотности зерен крупного заполнителя).

Техническая задача заключается в создании удобного, эффективного, малозатратного и относительно быстрого способа определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона.

Поставленная цель достигается тем, что пробу полистирольных гранул 4, предварительно высушенных при температуре не более 60°C и охлажденных до температуры 15-25°C, помещают в предварительно взвешенный мерный металлический цилиндрический сосуд 3 (см. рис.1) объемом Vс, уплотняют легким постукиванием днища сосуда о твердое основание 5 в течение 5-10 с таким образом, чтобы гранулы лежали в одной плоскости по горизонтали и совпадали с краями верхнего обреза сосуда, затем сосуд с уплотненными гранулами взвешивают, накрывают сверху ситом 2 с размером ячеек не менее чем на 0,3 мм меньше наименьшего размера гранул и снова взвешивают, заполняют через воронку 1 водой в объеме межзернового пространства (Vв) и через 5 мин после заполнения водой (или водой, модифицированной воздухоудаляющей кремнийорганической добавкой типа 139-282 с концентрацией 0,001-0,01% от массы воды), замеряют суммарную массу (∑М) экспериментального измерительного устройства, включая массу мерного металлического сосуда (mс), массу сита (mст), массу полистирольных гранул (mг) и массу израсходованной воды (mв).

Среднюю плотность гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона определяют по формуле

ρ П В Г = Σ М ( m с + m с т + m в ) V с V в ,

где ρПВГ - средняя плотность гранул ПВГ, г/см3;

∑М - суммарная масса мерного сосуда вместе с массой сита, гранул ПВГ и израсходованной воды в объеме Vв, г;

mс - масса мерного сосуда, г;

mст - масса сита, г;

mв - масса израсходованной воды, г;

Vв - объем израсходованной модифицированной воды заполнения, см3;

Vс - объем мерного сосуда, см3.

Используемые материалы и аппаратура для известного и предлагаемого способов определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя ПВГ для полистиролбетона и результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Используемые материалы и аппаратура
По прототипу (ГОСТ 9758-86 п.4) По предлагаемому способу
1 2
1. Вода по ГОСТ 23732-79 1. Вода по ГОСТ 23732-79, модифицированная воздухоудаляющей добавкой
2. Специальный контейнер с крышкой для насыщения заполнителя по ГОСТ 9758-86 2. Мерный металлический цилиндрический сосуд емкостью 2 л (см. рис.1)
3. Весы для гидростатического взвешивания по ГОСТ 24104-80 3. Весы электронные с механизмом обнуления показания предыдущего взвешивания
4. Весы для статического взвешивания по ГОСТ 23676-79 4. Сито с отверстиями диаметром не менее чем на 0,3 мм меньше наименьшего размера гранул
5. Сита с отверстиями 5, 10, 20, 40 мм 5. Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397-87
6. Сушильный электрошкаф по ОСТ 16.0.801.397-87
Недостатки способа Преимущества способа
1. Наличие относительно сложного специального контейнера с крышкой для насыщения гранул полистирольного заполнителя сложной конструкции. Аппарат снабжен по всей боковой поверхности сквозными отверстиями диаметром 4 мм с шагом 3 мм, что ограничивает его использование для определения гранул полистирольного заполнителя диаметром менее 4 мм 1. Простота аппаратурного оформления, его доступность и относительное удобство в работе при наличии электростатических свойств прилипания частиц ПВГ к различным поверхностям
2. Наличие операции удаления воды из контейнера в течение 10 мин для повторного взвешивания контейнера 2. Отсутствуют операции удаления воды из мерного сосуда 3
1 2
3. Необходимость использования весов для гидростатического взвешивания 3. Вместо весов для гидростатического взвешивания используют весы электронные со встроенным механизмом обнуления показания предыдущего взвешивания
4. Неприспособленность и малоэффективность использования специального контейнера для работы с особо легкими частицами полистирольного заполнителя марки ПВГ, плотность которых на два порядка меньше плотности крупного заполнителя в тяжелых бетонах 4. Возможность получения достоверных результатов определения средней плотности гранул ПВГ за счет использования воды, модифицированной воздухоудаляющей добавкой, исключающей защемление пузырьков воздуха. Относительная погрешность измерения по предлагаемому способу на 10-15% ниже по сравнению с известным техническим решением при значительно сниженных временных затратах.
5. Неудобство работы с контейнером при использовании легких частиц ПВГ, обладающих свойствами электростатического притяжения к поверхности контейнера 5. Оперативность проведения анализа. Продолжительность одного определения с момента загрузки высушенных гранул ПВГ в мерный цилиндрический сосуд составляет 10-15 мин
6. Возможное искажение результатов анализа за счет защемления воды в межзерновом пространстве
7. Относительная длительность проведения анализа. Продолжительность одного определения с момента загрузки высушенных гранул ПВГ в специальный контейнер составляет 45-60 мин

Анализ табличных данных показывает, что применение предлагаемого способа определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя ПВГ приводит к значительному упрощению аппаратурного оформления, сокращению в 2-3 раза и более временных затрат на определение и повышению точности измерения параметра. Относительная погрешность измерения по предлагаемому способу на 10-15% ниже по сравнению с известным способом.

1. Способ определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя в воде для полистиролбетона, включающий операции подготовки, проведения испытаний и обработку результатов испытаний, отличающийся тем, что в качестве эталонной вмещающей межзерновой среды используют воду при температуре 15-25°C, модифицированную воздухоудаляющей добавкой до концентрации в воде на уровне 0,001-0,01%, при этом пробу полистирольных гранул, предварительно высушенных при температуре не более 60°C и охлажденных до температуры 15-25°C, помещают в предварительно взвешенный мерный металлический цилиндрический сосуд объемом Vс, уплотняют легким постукиванием днища сосуда о твердую поверхность в течение 5-10 с таким образом, чтобы верхние гранулы лежали в одной плоскости по горизонтали и совпадали с краями верхнего обреза сосуда, затем сосуд с уплотненными гранулами взвешивают, накрывают сверху ситом с размером ячеек не менее чем на 0,3 мм меньше наименьшего размера гранул и снова взвешивают, заполняют водой, модифицированной воздухоудаляющей добавкой в объеме межзернового пространства (Vв), и через 5 мин после полного заполнения водой замеряют суммарную массу (∑М) экспериментального измерительного устройства, включая массу мерного металлического сосуда (mс), массу сита (mст), массу полистирольных гранул (mг) и массу израсходованной воды (mв).

2. Способ определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона по п.1, отличающийся тем, что среднюю плотность гранул полистирольного заполнителя определяют делением массы высушенной навески полистирольных гранул на их объем по формуле
ρ П В Г = Σ М ( m с + m с т + m в ) V с V в ,
где ρПВГ - средняя плотность гранул ПВГ, г/см3;
∑М - суммарная масса мерного сосуда вместе с массой сита, гранул ПВГ и израсходованной воды в объеме Vв, г;
mс - масса мерного сосуда, г;
mст - масса сита, г;
mв - масса израсходованной воды, г;
Vв - объем израсходованной модифицированной воды заполнения, см3;
Vс - объем мерного сосуда, см3;



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки и использования сыпучих материалов, в том числе сыпучих высокорадиоактивных материалов для производства твэлов ядерных реакторов.

Изобретение относится к области исследования плотности квазидисперсных материалов: почв - при проведении предпосевной обработки, грунтов - при дорожном строительстве.

Изобретение относится к приборам и устройствам для изучения физико-химических свойств жидкостей и предназначено для прецизионного определения температурной зависимости плотности металлических жидкостей пикнометрическим методом.

Изобретение относится к области трибологических испытаний, а именно к устройствам для испытания материалов и смазочных сред при динамическом управлении параметрами нагружения и реверсивного движения на малых скоростях относительного перемещения.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения плотности жидкости, преимущественно нефти и нефтепродуктов. .

Изобретение относится к способам определения удельного веса твердого тела, в частности к овцеводству, к способам определения удельного веса шерстного волокна овец одной породы.

Изобретение относится к измерению физических величин и может быть использовано при определении кажущейся плотности мелкодисперсных пористых материалов как сухих, так и насыщенных жидкостью, например углей, ионообменных смол и т.д.

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения насыпной плотности пористых, рыхлых волокон или волокноподобных материалов, легко делящихся на фрагменты и сцепляемых друг с другом и соответственно не ссыпаемых в мерный цилиндр через стандартную воронку. Устройство содержит мерный цилиндр, выполненный по ГОСТу 1770, воронку стеклянную с цилиндрической частью, выполненную по ГОСТу 25336 и размещенную над мерным цилиндром, емкость с исследуемым материалом, сопло, закрепленное на штативе шарнирно или гибким элементом с возможностью перемещения по штативу. Емкость с исследуемым материалом выполнена переменного сечения из двух частей, плавно переходящих одна в другую, причем одна часть выполнена шарообразной формы, вторая часть - в виде куполообразного козырька, имеющего открытое круглое основание, плотно соединенное с большим основанием воронки, в нижней боковой части куполообразного козырька емкости выполнено сквозное отверстие. Сопло установлено на штативе с возможностью вхождения его выходной части в упомянутое сквозное отверстие емкости, причем выходная часть сопла выполнена с возможностью перемещения в емкости под разными углами, а часть шарообразной формы емкости, примыкающая к основанию куполообразного козырька, является приемником поступающих при отборе проб исследуемых элементов материала. Техническим результатом является обеспечение возможности провести достоверно, оперативно, экологически чисто определение насыпной плотности пористого материала в виде короткого прямого волокна, например, асбеста или пористого волокноподобного в виде червячка материала, например терморасширенного графита, основываясь на ГОСТ Р 50019.1-92 (Графит. Метод определения насыпной плотности). 3 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в химической и нефтедобывающей промышленностях, гидротехническом строительстве, сельском хозяйстве и грунтоведении. Способ осуществляют следующим образом. Подбирается прозрачная химически неагрессивная жидкость, у которой плотность больше плотности исследуемой твердой фазы дисперсной системы. Эта жидкость является базовой. В качестве базовой жидкости можно использовать растворы, удовлетворяющие вышеперечисленным требованиям. Подбирается вторая жидкость прозрачная, у которой плотность меньше, чем у твердой фазы дисперсной системы, и которая неограниченно смешивается с базовой жидкостью, образуя раствор. В базовую жидкость добавляют твердую фазу дисперсной системы, которая всплывает, так как ее плотность меньше, чем у базовой жидкости. Затем дозированно (капельным путем) к базовой жидкости добавляется вторая жидкость с меньшей плотностью до тех пор, пока частицы твердой фазы, наблюдаемые визуально, не придут во взвешенное состояние. В этом состоянии истинная плотность твердой фазы дисперсной системы равна плотности раствора, которая непрерывно измеряется ареометром. Для измерения плотности можно использовать более точный прибор - пикнометр, но при этом необходимо проводить дополнительные процедуры определения объема и массы раствора. Техническим результатом является снижение трудозатрат и расширение области применения, упрощение в определении плотности частиц твердой фазы.
Наверх