Устройство для исследования реологических свойств материалов

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А Ю Ч 01 М ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ ЬСТВ я направ- вытекаю- егистрадуемого е е с я я круга исслебетоныздат,ССЛЕДОВА- МАТЕРИАснизу кам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Симферопольский филиал Днепропетровского инженерно-строитель ного института(56) 1. Венюа М. Цементы ив строительстве. М Стройи 1980, с.451.2. Авторское свидетельство СССР 9 775665, кл. Ц 01 Й 11/08, 1978 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВЛОВ, содержащее открытую. ЯО.,ЯЩ 2 Щ ру с площадкой для изменениления и ограничения объемащего материала, плунжер и р тор времени вытекания иссле материала, о т л и ч а ю щ тем, что, с целью расширени испытуемых материалов путем дования бетонных и растворимых смесей, камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, две противоположные грани которого жестко закреплены на площадке, а две дру" гие образуют с ней пряиоугольные зазоры общей площадью, равной площади поперечного сечения камеры,при этом площадка снабжена вибрато- ромИзобретение относится к приборостроению в области определения реологических свойств вязкопластичных и подобных им материалов и может быть применено для контроля качества бетонных и растворных смесей.Известно устройство для измерения времени истечения растворной или бетонной смеси, состоящее из вертикально устанавливаемого на вибростоле цилиндра, имеющего в нижней части желоб, который заканчивается выпускным отверстием с заслонкойЧерез это отверстие под влиянием вибрации и тяжелого диска, укладываемого на поверхность загруженной в цилиндр смеси, происходит ее истечение 1 .Однако это устройство несколько металлоемко вследствие наличия жест кого массивного дна с желобом (для исключения мембранного эффекта при вибрации) и не обеспечивает высокой точности измерений вследствие лишь одного выходного отверстия, что соз дает в противоположной от отверстия части прибора застойную зону, которая не является постоянной и зависит от крупности частиц испытуемого материала и его реологических30 свойств,Наиболее близким к изобретениюпо техническому решению и достигаемому эффекту является устройство для исследования реологическихсвойств материала, содержащее откры тую снизу камеру с плоцадкой для изменения направления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер и регистратор времени вытекания40 исследуемого материала. При его работе отсутствуют застойные зоны вследствие возможности истечения материала в кольцевую щель, образуемую площадкой и вертикальным выход ным отверстием, через которое плунжером выдавливается испытуемый материал 2 .Однако известным прибором невозможно определять реологические 50 свойства бетонных смесей, так как последние представляют собою системы со структурными неоднородностями переходящими в текучее состояние под влиянием вибрации. Выдавливание для 55 них мало эффективно и требует значительных усилий и времени. Лишь наиболее подвижные иэ них могут частич", но вытекать под влиянием собственного веса или давления. Для бетонных 60 смесей очень важно также иметь определенные соотношения между наибольшей крупностью заполнителя и размерами и формой выходных отверстий. Вместе с тем, ступенчатое изменение сечения вертикальной камеры прибора соз-. дает дополнительные препятствия для перемецения бетонной смеси к выходному отверстию, меняя продолжительность измерений и снижая их точность иэ-за того, что при разной крупности заполнителя, а также различных реологических характеристик бетонныхсмесей, препятствия движению разные.Целью изобретения является расширение круга испытуемых материалов путем исследования бетонных и растворных смесей.Цель достигается тем, что в устройстве для исследования реологических свойств материалов, содержащем открытую снизу камеру с площадкой для изменения направления и ограничения объема вытекающего материала, плунжер"и регистратор времени вытекания исследуемого материала, камера выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, две противоположные грани которого жестко закреплены на площадке, а две другие образуют с ней прямоугольные зазоры общей площадью, равной площади поперечного сечения камеры, при этом площадка снабжена вибратором.При наполнении камеры и уплотне нии уложенного в нее материала отверстия закрыты П-ббразным затвором. Прямоугольная форма выходных отверстий на всю ширину камеры выбрана для того, чтобы избежать застойных зон и обеспечить одинаковость условий прохождения крупных частиц бетонной смеси в любом сечении отверстия. Для такого неоднородного материала, как бетонная смесь, чрезвычайно важно соблюдать соотношение между наибольшей крупностью заполнителя НК) и сечением выходного ,отверстия. Так, например, при НКмм; на которую запроектирован опытный образец устройства, минимальный размер прямоугольного отверстия, обеспечивающий .свободное прохождение такого материала, должен быть 70 мм, Если же форма выходного отверстия иная, например овальная, круглая или треугольная, то условия прохождения крупных частиц в разных местах сечения неодинаковы, что существенно ухудшает однородность показателей измерения и удлиняет продолжительность их проведения. В суженных частях сечения крупные частицы застревают, вызывая также расслоение смеси.Так как уложенная в камеру прибора бетонная смесь предварительно уплотняется, то не менее важным обстоятельством, способствующим ускорению испытаний и охвату для измерений любых бетонных смесей, является соответствие площади1062564 10 15 20 45 50 55 Тираж 873 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектная,4 горизонтального сечения камеры при- бора суммарной площади выходных отверстий(5 ). Если 5 О с 5 , то происходит дополнительное обжатие бетон-, ной смеси, затрудняющее и удлиняющее ее истечение. При бо5 происходит разрыв сплошности истечения материала, что существенно увеличивает разброс показателей измерени. Наилучшие данные получаются при 5=5, В этом случае реологические свойства подвижных и литых смесей можно измерить, не прибегая к вибрации, и даже добиться, подобрав определенную массу пригруэа, тех же числовых величин осадки, как и при измерениях подвижности стандартным конусом (ГОСТ 10181-76) или конусом Стройцнила (для растворов) . Аналогично, для жестких смесей,. когда истечение происходит под действием вибрации. Таким образом предлагаемый прибор можно использовать, не меняя установившихся величин, получаемых как приизмерении осадка конуса, так и жесткости (по ГОСТ 10181-76 или ранее применяемому ГОСТ 10181-62), что немаловажно для внедрения, так как не нарушает привычных представлений о.числовых характеристиках смеси, По этой же причине прямоугольное сечение придано и камере, ибо в случае кругового сечения обязательно сужение потока материала перед выходными отверстиями, что затрудняет и удлиняет его истечение; Если же сделать выходное отверстие сплошным по всему кольцу цилиндра, чтобы избежать сужения потока материала, то это не только вызывает трудности крепления камеры к вибрирующему дну, но и существенно увеличивает ее диаметр, а следовательно, массу прибора и расход материала для испытаний, так как выполнение условия 5 = 5 потребует при высоте щели 70 мм внутреннийдиаметр камеры 4 =280 я;л(5 О= =70 ис 1; бк:ЯД 2/М),В случае прямоугольного сечения для НК=40 мм технические условия допускают минимальный размер 125 х 140 мм, Таким образом, при одинаковых высотах камео и щелей для истечения требуемый объем испытуемого материала, в случае прямоугольного сечения камеры, почти в четыре раза меньше.На чертеже показана схема устройства.Устройство состоит иэ камеры 1, прикрепляемой к площадке 2, плунжера; выполненного в виде пригруза 3 с наВНИИПИ Заказ 10208/43 правляющими 4 и ручкой-фиксатором5. В нижних частях двух противоположных стенок камеры 1 в виде прямоугольного параллелепипеда имеетсядва прямоугольных зазора б дляистечения испытуемого материала. Площадка 2 снабжена вибратором 7, Ширина зазора 125 мм, высота 70 мм. Камера прйбора имеет внутренние размеры поперечного сечения 140 х 125 мм и высоту 300 мм. Эти размеры минимальны. для обеспечения испытаний материалов с наибольшей крупностью частиц до 40 мм включительно. Бетоныс большей крупностью заполнителяв сборных конструкциях не применяются, а в монолитных составляют малуюдолю. Направляющие 4 имеют риску, которая нанесена на расстоянии 200 мм от низа ручки-Фиксатора.5.Пригруз 3 имеет в плане 124 х 139 мми соединен направляющими 4 с ручкойфиксатором 5, которая служит также для удобства работы с ним. Устройство работает следующим об Разом.Камеру 1 прикрепляют к площадке 2.Зазоры б закрывают П-образным затвором. Камеру 1 заполняют испытуемымматериалом, на поверхность которогоустанавливают пригруз 3, после чегоубирают П-образный затвор и замеряютосадку пригруза. Если смесь жесткаяи осадка невелика, включают вибратор7 и по мере опускания плунжера, когда риска по направляющей 4 поравняется с верхним краем камеры 1, начинают отсчет времени истечения смеси.Заканчивают измерения, когда ручкафиксатор 5 коснется верха камеры 1,В этот момент нижняя поверхность 40 пригруза 3 находится на расстоянии70 мм от поверхности площадки 2. Изобретение позволяет расширить круг испытуемых материалов за счет исследования любых бетонных и растворных смесей, а также повысить точность измерений по сравнению с существующими стандартными приборами для определения подвижности и жесткости бетонных смесей. Последнее достигается тем, что симметричное истечение определенного объема смеси происходит в период, когда двигатель виброплощадки набирает постоянные обороты, а измерение заканчивается когда низ перегруза доходит до верхнего края зазоров б. Коэффициент изменчивости результатов измерений не превышает 5.