SU1745139A3 - Способ определени пластических и реологических свойств формуемых материалов - Google Patents

Abstract

Способ определени  пластических и реологических свойств формуемых материалов, таких как гранулированные и порошкообразИзобретение относитс  к способу определени  свойств формуемых материалов, таких как гранулированные и порошкообразные массы свежеуложенной бетонной смеси и в зких жидкостей, в частности дл  определени  их пластических и реологических свойств. К пластическим материалам, таким как бетон, может быть применена теори  взаимосв зи между сопротивлением к деформации и скоростью сдвига Бинхама. Согласно этой теории пластический материал имеет ные массы свежеуложенной бетонной смеси и в зких жидкостей. Согласно предлагаемому способу из массы беретс  проба определенного веса; проба подвергаетс  формованию, сжатию, а затем определ етс  количество необходимых дл  этого рабочих вращений. Дл  того, чтобы поведение материала , свойства которого определ ютс , можно было контролировать с большой точностью в течение всего времени измерени  и чтобы полученные результаты измерений были точными и надежными, проба сжимаетс  в двух противоположных направлени х поддействием посто нной силы; проба формуетс  при посто нном сжатии между двум  наклонными параллельными плоскост ми, обьемы пробы измер ют до формовани  и после определенного числа рабочих вращений , и затем измер етс  значение момента сопротивлени  вращению наклонных плоскостей , по меньшей мере при одной определенной скорости сдвига пробы, и эта скорость зависит от скорости вращени  наклонных плоскостей и угла их наклона. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. степень пластичности, т.е. определенное минимальное напр жение сдвига, которое требуетс  дл  получени  остаточной деформации , и пластическа  в зкость зависит от скорости сдвига. Измерение пластических и реологических свойств, таких как степень пластичности и пластическа  в зкость, были бы полезны, поскольку поведение бетона как в отношении литейных качеств, так и уплотн - емости может быть оценено посредством этих величин. Поскольку в основном дл  (Л С XI N СЯ Ы ю

Description

описани  литейных качеств используетс  осадка бетонного конуса, следует прин ть во внимание, что при использовании активированных пластификаторов или кремнезема значение осадки становитс  больше, чем в случа х, когда эти добавки не используютс , но должна быть достигнута та же обрабатываемость. Это происходит потому, что подобные добавки увеличивают пластическую в зкость, но не степень пластичности . Другими словами, бетон, содержащий кремнезем, обладает нормальным сопротивлением к деформации при низких скорост х при измерении осадки, но высоким сопротивлением при скорост х сдвига, возникающих при вибрации.

Известен способ измерени  пластических и реологических свойств пластических бетонных масс с различными скорост ми сдвига, в котором бетон, свободно размещенный в сосуде, перемешиваетс  с несколькими различными скорост ми и измер етс  сила сопротивлени  смешению. Плохо контролируемые потоки привод т к необходимости использовани  нелинейной шкалы скоростей. В св зи с этим поле скоростей сдвига также не  вл етс  строго однородным , и не могут быть получены точные результаты при измерении, если бетоны сильно отличаютс  один от другого. Следовательно даже массы пластичного бетона не могут быть измерены с хорошей надежностью посредством этого способа.

Цель изобретени  - повышение точности определени  при исследовании жестких бетонных масс.

В основу изобретени  положена иде , что определение пластических и реологических свойств бетонной массы осуществл етс  механически в совершенно одинаковых услови х, воспроизводимых дл  индивидуальных проб, поэтому информаци , полученна  этим способом о свойствах проб, всегда надежна.

Скорости сдвига проб определ ютс  с высокой точностью. Это дает возможность измер ть пробы бетона так, чтобы полученные результаты относительно оценки бетона надежно воспроизводились и могли физически контролироватьс .

Благодар  данному способу возможно сразу изменить состав бетонной массы, котора  готовитс  в бетономешалке, благодар  изменению ее пластических и реологических свойств, измеренных на пробе. Таким образом можно получить желаемые свойства от- ливки. что позволит избежать брака окончательно обработанных изделий и работ, св занных с утилизацией отходов. Пластические и реологические свойства жесткой бетонной смеси могут быть определены с такой же точностью, как дл  случа  только пластичных масс. Способ, в частности, пригоден дл  управлени  производством бетонных изделий.

На фиг.1 изображена схема устройства, используемого в способе согласно изобретению в положении наполнени , фронтальный вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на

фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - увеличенный вид на поперечное сечение уплотн ющего цилиндра устройства и его уплотн ющие поршни в рабочем положении; на фиг.5- различные рабочие стадии способа согласно изобретению.

Устройство, представленное на фиг,1- 4, содержит вертикальный, опирающийс  на раму 1, уплотн ющий цилиндр 2 и нижний уплотн ющий поршень 3, который закрывает нижний конец цилиндра и закреплен на вращающемс  вертикальном стержне 4. На несущем устройстве 5 укреплен вертикальный стержень 6 с возможностью вращени . Несущее устройство 5

укреплено с возможностью вертикального перемещени  на раме над уплотн ющим цилиндром . Верхний уплотн ющий поршень 7 укреплен на вертикальном стержне 6 и предназначен дл  закрывани  верхнего

конца уплотн ющего цилиндра. Вертикальный стержень 6 прикреплен к траверсе гидравлического цилиндра 8, укрепленного на раме. Указанна  траверса позвол ет несущему устройству и поршн м перемещатьс 

в вертикальном направлении.

На опорной поверхности рамы укреплена коробка 9 передач, котора  св зана с вертикальным стержнем 4 нижнего уплотн ющего поршн  и с вертикальным стержнем 6 верхнего уплотн ющего поршн  посредством промежуточного стержн  10 и зубчатой передачи 11 с тем, чтобы оба вертикальных стержн  вращались, соверша  одно и то же число вращений. Коробка передач содержит несколько различных зубчатых передач и приводитс  во вращение электрическим двигателем 12.

Каждый уплотн ющий поршень определ ет круглую пластину 13 или 14 соответственно , котора  наклонена относительно вертикальной оси. Оба поршн  закреплены наклонно на стержн х, так что пластины 13 и 14 размещены параллельно одна другой, что следует из фиг.1 и 2.

Устройство содержит измерительный прибор 15, содержащий, например, индикаторы 16-18 давлени  в гидравлическом цилиндре 8, количества вращений уплотн ющих поршней и перемещени  несущего устройства . Масштабна  линейка 19 закреплена на

одной стороне рамы дл  непосредственного указани  вертикального положени  несущего устройства.

На фиг.5 показан способ измерени , осуществл емый посредством указанного устройства.

Из бетонной смеси беретс  проба 20, имеюща  определенную массу т.

Пробу помещают в уплотн ющий цилиндр 2, область поперечного сечени  которого F, и верхний уплотн ющий поршень опускаетс  на пробу. Поршень сжимает пробу посредством гидравлического цилиндра посто нной силой Р. После этого поршни вращаютс  при помощи электродвигател  так, что наклонно закрепленные пластины 13 и 14 передают сдвиговый эффект сжати  на пробу. В результате проба сжимаетс  на величину S. что можно прочитать по масштабной линейке 19. После определенного числа вращений поршней объем пробы становитс  Л Величина крут щего момента сопротивлени  вращени  поршней при вращении измер етс  дл  стержней, примыкающих к поршн м и вращающих их, посредством измерительного устройства дл  измерени  крут щего момента или посредством измерительного устройства дл  измерени  крут щего момента, св занного с двигателем. Измерение осуществл ют по меньшей мере дл  одной определенной скорости сдвига пробы, однако в основном дл  двух различных скоростей сдвига. Скорость сдвига пробы зависит от угловой скорости О) стержней и от угла наклона а пластин 13 и 14 с учетом пр мой линии, определенной стержн ми 4 и 6, посредством чего мгновенна  максимальна  скорость сдвига внутри полости, проход щей через оси цилиндра, пр мо пропорциональна угловой скорости издели  ft sina

Максимальна  скорость сдвига измен етс , в соответствии с вращающим моментом так, что эта максимальна  скорость сдвига получаетс  при одном вращении в любом направлении измерени . Поскольку пластины 13 и 14 всегда параллельны, скорость сдвига в произвольном поперечном сечении равна скорост м в параллельных поперечных сечени х, так что поле скоростей сдвига полностью однородно по всему уплотн ющему цилиндру 2. При измерении крут щего момента дл  более чем одной скорости измерение осуществл етс  либо на одной и той же пробе путем изменени  скорости сдвига при измерении, либо беретс  нова  проба дл  каждой скорости сдвига. При этом все пробы идентичны. Когда используютс  две скорости сдвига, предпочтительно , чтобы втора  скорость сдвига была в 5-10 раз больше, чем перва  скорость сдвига, котора  как правило составл ет 0.5 рад/с.

- Степень пластичности и пластическа  в зкость пробы могут быть легко просчитаны из крут щего момента сопротивлени  вращению поршней при различных скорост х сдвига.

Уплотненна  проба может быть использована в качестве цилиндрического испытываемого образца 21, по которому могут быть измерены прочностные свойства бетона после схватывани  бетона.

Поскольку электродвигатель управл етс  по простой программе, его можно остановить через определенные интервалы дл  того, чтобы просчитать число вращений п, осуществл емых поршн ми , и соответствующих осадков S. Альтернативно электродвигатель может вращатьс  непрерывно и число вращений поршней и осадки непрерывно трансформируютс  и передаютс  в пам ть блока 22

посредством записывающего устройства 23 дл  способности пробы к уплотнению. Электрическое устройство 24 измер ет крут щий момент и св зано с электродвигателем , а электрическое устройство 25

св зано со стержн ми 4 и 6.

При помощи способа становитс  возможным быстро измерить реологические свойства приготавливаемой бетонной смеси , например несколько дес тков измерений в минуту, и получить таким образом информацию, удовлетвор ет ли бетонна  масса требовани м формовочных работ в каждом конкретном случае при использовании специальных формовочных машин.

Claims (3)

1. Способ определени  пластических и реологических свойств формуемых материалов , заключающийс  в том, что пробу определенного веса, вз тую из массы исследуемого- материала, формуют путем вращени  и измер ют силу сопротивлени  вращению, отличающийс  тем. что, с целью повышени  точности определени  при исследовании жестких бетонных масс,

одновременно с вращением дл  формовани  пробы используют ее обжатие между двум  параллельными наклонными пластинами путем одновременного приложени  к каждой из них посто нной силы перпендикул рно к плоскости пластины, измер ют объемы пробы до формовани  и после него. а также значение момента сопротивлени  вращению наклонных пластин при определенной скорости их вращени  и при опредепенном значении угла наклона, по которым суд т об искомых свойствах.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и flex s тем, что при изменении скорости вращени  используют каждый раз вновь вз тую из массы исследуемого материала пробу.

3. Способ по п.1,отличающийс  тем. что перва  скорость вращени  составл ет 0,5 рад/с.

5

Фиг Л

ГВ 17

6-Б

Фие.З

IzA

8

Фиг.1

Я

Фие.Ь

21

Фиг.5