Opis patentowy opublikowano: 30.09.1981 107360 Int. Cl2. GOIN 33/38 GOIB 7/18 Int.Cl3. G01N 33/38 GOIB 7/18 1 CZYTELNIA 1 1 U"-idu ?atm*kmr.ao 1 Twórcywynalazku: TadeuszBlazejewicz, Stanislaw Wrochna Uprawniony z patentu : WojskowaAkademia Techniczna im. Jaroslawa Dabrowskiego, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru odksztalcen skurczowych plastobetonów i uklad sond stosowany do pomiaru odksztalcen skurczowych plastobetonów Przedmiot wynalazku, ftzedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru odksztalcen skurczowych plastobeto¬ nów i uklad sond stosowany do pomiaru odksztalcen skurczowych plastobetonów, zwlaszcza plastobetonów skladajacych sie z kruszywa mineralnego oraz spoiwa na podstawie zywic chemoutwardzalnych takich jak polies¬ trowych furfurolowo-acetonowo-formaldehydowych i innych.Podczas utwardzania sie plastobetonu wydzelane jest cieplo, przy czym temperatura plastobetonu szybko wzrasta, zas po zakonczeniu zelowania powoli opada, az do zrównania sie z temperatura otoczenia. Procesowi utwardzania towarzyszy skurcz plastobetonu, któiy sklada sie z skurczu polimeiyzacyjnego wynikajacego z prze¬ mian chemicznych spoiwa oraz skurcz termiczny wystepujacy w fazie stygniecia plastobetonu. Ponadto wartosc wytworzonej temperatury i wielkosc skurczu rosna wraz ze wzrostem masy utwardzanego plastobetonu. zas skurcz jest przyczyna powstawania naprezen wewnetrznych, którego wielkosc nalezy uwzgledniac przy oblicze¬ niu nosnosci konstrukgi, zwlaszcza konstrukcji grubosciennych wykonanych z plastobetonu.Stan techniki Znany jest z czasopisma „Mechanika polimerów" nr 6 z 1971 sposób pomiaru skurczu gru¬ bosci elementów nawijanych szklo-epoksydowych za pomoca dwóch identycznych sond pomiarowych, z których jedna stanowi sonde pomiarowa zas druga jest sonda kompensacyjna. Sondy te otrzymuje sie przez naklejenie tensometrów na wstepnie naciagniety pasek tkaniny szklanej, który nastepnie zalewa sie zywica epoksydowa i utwardza. W celu pomierzenia skurczu elementów nawijanych szklo-epoksydowych tasme z sonda pomiarowa i z sonda kompensacyjna umieszcza sie pomiedzy warstwami w wyrobie zwijanym. Nastepnie sondy laczy sie z mostkiem tensometrycznym Wheatstone'a wyskalowanym w jednostkach odksztalcenia i dokonuje sie bezpos¬ rednio pomiaru skurczu wyrobu podczas utwardzania.Znany jest równiez uklad sond stosowany do pomiaru odksztalcen skurczowych elementów nawijanych szklo—epoksydowych, skladajacy sie z sondy pomiarowej i sondy kompensacyjnej. Sondy te sa identyczne w bu¬ dowie i skladaja sie z czujnika tensometrycznego zatopionego w zywicy epoksydowej, przy czym sonda kompen¬ sacyjna w celu uniezaleznienia od odksztalcen elementu nawijanego jest pokryta pasta antyadhezyjna. W czasie pomiaru sonde kompensacyjna oraz sonde pomiarowa umieszczone blisko siebie laczy sie z mostkiem tensome¬ trycznym. Wheatstone'a wyskalowanym w jednostkach odksztalcenia, z którego odczytuje sie bezposrednio wy¬ niki skurczu wyrobu podczas utwardzania.2 107360 Wada sposobu pomiaru odksztalcen skurczowych jest to, ze wykonywane sajedynie w materialach podczas utwardzania, w których w poszczególnych okresach utwardzania nastepuje wylacznie odsztalcenie termiczne badz wylacznie odksztalcenie skurczowe polimeryzacyjne lecz nie nadaja sie do pomiaru odksztalcen skurczo¬ wych plastobetonów, gdzie odksztalcenia termiczne oraz skurcz chemiczny wystepuja jednoczesnie.Wada ukladu sond pomiarowych jest to, ze na tensometr sondy kompensacyjnej przenoszone sa odksztal¬ cenia termiczne okladzin sondy zwiazanych z tensometrem.Istota wynalazku. Sposób wedlug wynalazku, polega na tym, ze wykonuje sie próbke z badanego plastobe¬ tonu, w której jednoczesnie dokonuje sie pomiarów odksztalcenia w czasie utwardzania za pomoca czujników mechanicznych odksztalcenia, z których sporzadza sie wykres oraz pomiarów odksztalcenia w czasie utwardza¬ nia za pomoca tensometrycznej sondy pomiarowej, z których sporzadza sie drugi wykres, nastepnie pomiary powtarza sie dla takiej samej próbki plastobetonu zmieniajac temperature próbki albo ilosc utwardzacza lub wielkosc próbki i sporzadza sie dla kazdej próbki wykresy. Dla zadanego czasu utwardzanie na podstawie tych wykresów wyznacza sie krzywa korelacji wskazan sondy pomiarowej i skurczu plastobetonu. Nastepnie identy¬ czny zestaw sondy pomiarowej oraz sondy kompensacyjnej umieszcza sie w badanej konstrukcji z plastobetonu i mierzy sie odksztalcenia za pomoca sondy pomiarowej, po czym z krzywej korelacji odczytuje sie wartosc skurczu plastobetonu.Uklad sond stosowany do pomiaru odksztalcen skurczowych plastobetonów, zawierajacy sonde pomiaro¬ wa oraz umieszczona obok sonde kompensacyjna pokryta srodkiem antyadhezyjnym, które skladaja sie z tenso- metrów elektrooporowych oraz okladzin ze spoiwa syntetycznego, przy czym tensometry sa polaczone z mos¬ tkiem tensometrycznym typu Wheatstone'a, wyróznia sie tym, ze przestrzen zawarta pomiedzy tensometrem a okladzinami sondy kompensacyjnej jest wypelniona srodkiem antyadhezyjnym.Korzystne skutki techniczne wynalazku. Sposób wedlug wynalazku umozliwia sumaryczny pomiar od¬ ksztalcen skurczowych plastobetonu wynikajacy zarówno z,odksztalcen termicznych jak i skurczu chemicznego.Dzieki uniezaleznieniu wskazan sondy kompensacyjnej od odksztalcen termicznych okladzin sondy uzyskano zmniejszenie bledu pomiarowego.Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przebiegi zmian skurczu plastobetonu w procesie utwardzania mierzone za pomoca czujnika mechanicznego odksztalcen oraz za pomoca tensometrycznyeh sond pomiarowych, fig. 2, przedstawia krzywa korelacji wskazan sondy pomiarowej i skurczu plastobetonu, a fig. 3 przedstawia uklad sond stosowanych do pomiaru odksztalcen skurczowych plastobetonu.Przyklad wykonania wynalazku. Badany plastobeton poliestrowy o skladzie: a/ kruszywo — kruszywo bazaltowe lamane o frakcji 10 — 20 mm — 460 czesci wagowych — kruszywo bazaltowe lamane o frakcji 4—10 mm — 300 czesci wagowych, — maczka kwarcowa o frakcji 0,15 — 0,5 mm - 160 czesci wagowych — maczka kwarcowa o frakcji 0,18-0,15 mm — 80 czesci wagowych b/spoiwo — zywica poliestrowa Pol imal 109 — 117 czesci wagowych — zywica poliestrowa Polimal 154 — 13 czesci wagowych — 50% pasta wodoronadtlenku cykloheksanonu we ftalanie butylowym 3,25 czesci wagowych — 1% roztwór p—chinonu w styrenie — 2,6 czesci wagowych — 10% roztwór dwumetyloaniliny w styrenie — 0,4 czesci wagowych — 2% naftenian kobaltowy — 1,04 czesci wagowych, z którego wykonuje sie najpierw próbke poprzez umiescze- nie w prostopadlosciennej formie stalowej o wymiarach 100x 100x500 mm, wyposazonej w przestawne scianki czolowe.Nastepnie tak wykonana próbke poddaje sie pomiarom odksztalcenia termicznego oraz skurczu chemi¬ cznego, poprzez rejestrowanie przemieszczania scianek czolowych formy za pomoca czujników mechanicznego odksztalcenia, z których otrzymane wyniki odksztalcenia Cp w czasie r utwardzania, nanosi sie na uklad wspólrzednych e=f(r) pokazany na fig. 1 rysunku, w celu sporzadzenia wykresu 1. Ponadto wewnatrz próbki umieszcza sie tensometryczna sonde 5 pomiarowa oraz umieszcza sie obok tensometryczna sonde 6 kompensa¬ cyjna, które orientuje sie wzdluz osi symetrii próbki. Nastepnie laczy sie tensometry sondy 5 pomiarowej i sondy 6 kompensacyjnej z tensometrycznym mostkiem 4 Wheatstone*a, który wyskalowany jest w jednostkach odksztalcenia i odczytuje sie wartosc odksztalcenia es w czasie t utwardzania, po czym nanosi sie na uklad wspólrzednych e=f (r) w celu sporzadzenia wykresu 2. Analogiczne pomiary powtarza sie kilkakrotnie dla takiej107360 3 samej próbki plastobetonu, zmieniajac przy kazdym pomiarze temperature próbki w granicach od —5° do + 35 C oraz zmieniajac zawartosc inicjatora w granicach od 1,5 czesci wagowych do 100 czesci wagowych zywicy do o czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy i naftenianu kobaltu od 0,4 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy do 1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy. Nastepnie z wykresu 1 odczytuje sie wartosc odksztalcenia e«, zas z wykresu 2 odczytuje sie wartosc odksztalcenia es po zadanym czasie r utwardze¬ nia np. 24 godzinach i nanosi sie na uklad wspólrzednych es=f(ep) uwidoczniony na fig. 2 rysunku, po czym sporzadza sie krzywa 3 korelacji wskazan sondy 5 pomiarowej i skurczu plastobetonu.Przy pomiarze odksztalcen skurczowych obudowy szybu górniczego wykonanej z plastobetonu, zestaw identycznych sond pomiarowych tj.: sondy 5 pomiarowej i sondy 6 kompensacyjnej umieszcza sie w zadanym miejscu konstrukcji obudowy szybu i orientuje sie sonde 5 pomiarowa w ustalonym kierunku, zas sonde 6 kompensacyjna umieszcza sie obok sondy 5 pomiarowej, po czym po wlaczeniu tensometrów tych sond w uklad tensometrycznego mostka 4 Wheatstone'a odczytuje sie odksztalcenia es w czasie r utwardzenia plastobetonu, nastepnie korzystajac z krzywej 3 korelacji pokazanej na fig. 2 rysunku, odczytuje sie wartosc ep skurczu plastobetóiiu po zadanym czasie r utwardzania.Jak uwidoczniono na fig. 3 rysunku, uklad sond pomiarowych, jest wyposazony w tensometryczny mostek 4 Wheatstone'a, wyskalowany w jednostkach odksztalcenia, z którym sa polaczone tensometryczna sonda 5 pomiarowa oraz tensometryczna sonda 6 kompensacyjna. Sonda 5 pomiarowa w ksztalcie plytki o wymiarach 1x8x70 mm, sklada sie z tensometru 7 elektrooporowego, po obu stronach którego sa umieszczone okladziny 8 zwiazane sztywno z tensometrem i wykonane z tego samego plastobetonu co badany plastobeton. Natomiast sonda 6 kompensacyjna w ksztalcie plytki w wymiarach 1x8x70 mm, sklada sie z tensometru 7 elektrooporo¬ wego, po obu stronach którego umieszczone okladziny 8a i 8b, przy czym w celu uniezaleznienia skurczu okladzin od tensometru, pomiedzy tymi okladzinami a tensometrem na dlugosci czynnej tensometru, przestrzen jest wypelniona pasta 9 antyadhezyjna, Silpasta A. Ponadto w celu uniezaleznienia sondy 6 kompensacyjnej od skurczu plastobetonu, powierzchnia zewnetrzna sondy jest równiez pokryta pasta 9 antyadhezyjna. PL