Дилатометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 750355 Союз СоветскикСоциапистинескиаРеспублик(23) П рипритет по делам изобретеиий,и открытийДата опубликования описания 25.08.80 В. А. Немчинов, В. И, Иванов, И. И. Лифанов, А. Г. Ким и М. А. Роэенман(54) ДИЛАТОМЕТР Предлагаемое изобретение относится к технике теплофизического эксперимента, в частности к устройствам измерении температурных деформаций твердых материалов и может быть использовано при изучении физико-механических процессов,5 связанных с изменением температурных деформаций пористых материалов, а также для получения справочных данных о температурных деформациях материалов0 в напряженном состоянии, вызванном внешними нагрузками.Известны дилатометры 11, основнымигузлами которых являются измерительные и регистрирующие устройства, но все онит 5 предназначены только измерения предназначены только для измерения температурных деформаций образцов, не находящихся под нагрузкой.Ближайшим техническим решением яв, ляется дилатометр 2, состоящий из термостата, трубы, кварцевых толкателей, опирающихся на образцы, ролика с зеркальцем и постоянного магнита. Реги 2стрирующее устройство, включающее всебя автоколлимационную трубу и микрометрическую головку, закреплено на основании,Недостаток прототипа заключаетсяв том, что он не позволяет проводитьизмерения теплового коэффипиента теплового, расширения, (ТКЛР) материалов,находящихся под нагрузкой, Оценки ТКЛРобразцов, испытывающих осевое нагружение,.определяются по дилатометрическимданным с невысокой точностью. Целью изобретения является повышение точности определения ТКЛР материалов, находящихся под нагрузкой,Это достигается тем, что дилатометр снабжен гидравлическим прессом, расположенным в термостате и состоящем из порошка и корпуса, и датчиком осевой нагрузки.На чертеже представлена принципиальная схема дилатометра.Дилатометр состоит из помещаемого в термостат 1 гидравлического пресса, сосТавными частями которого являются корпус 2, столик 3 и поршень 4, а также, Фолкатель 5 с держателем 6 и роликом с зеркальцем 7, толкателя 8 с ярмом 9 и магнитом 10; для передачи давления от компрессора используют трубку 11 с малым внутренним сечением. Регистрирующее устройство включает в себя автокол лимационную трубу 12, микрометрическую головку 13 и датчик осевой нагрузки 17. 55 4Перемещение поршня 4 в исходное положение осуществляется ввинчиванием конических винтов 16, устанавливаемых в корпусе 2 гидравлического пресса, и отверстие с фасками поршня 4.Усилие, развиваемое прессом, составляет примерно 5000 кгс при гидравлическом давлении в цилиндрической поЪлости корпуса 250 кг/смИзмерение температурных деформаций выполняют в интервале температур отоБ нижней части гидравлического прессавыполнено цилиндрическое отверстие дляразмещения поршня, к верхней частипресса крепится столик.Толкатели 5, 8 выполнены из кварца,имеющего как известно, крайне малыйкоэффициент. теплового расширения. Детали, Онапример, держатель, ярмо, изготовленыиз инвара, который также отличается малым коэффициентом теплового линейногорасширения.Гидравлический пресс крепится к тер 25мостату при помощи тонкостенных трубокмалого диаметра, выполненных из нержавеющей стали, отличающийся малой теплопроводностью.Гидравлическая система снабжена разделителем, обеспечивающим нормальнуюработу компрессора, работающего накасторовом масле, в то время как впрессе рабочей жидкостью является масло ЛМГ. Компрессор и датчик осевой5нагрузки 17 выполнены совместно набазе грузопоршневого манометра, в который введена система автоматическогоподдержания заданного давления.Дилатометр работает следующим образом.Образец 14, закрепленными на немпружинными разъемными кольцами нарасстояшщ друг от друга, равном заранее выбранной измерительной базе, уста 45новленный на поршне 4 гидравлическогопресса, при подаче гидравлического давления поджимается к столику 3, Изменение длщы образца на выбранной базепередается через толкатели 5 и 8, устанавливаемые на торцовых поверхностяхпружинных разъемных колец 15, роликус зеркальцем 7 и держателю 9, по углуповорота зеркальца 7 с помощью автоколлимационной трубы 11 и микромет 55рической головки 12 определяют расширение исследуемого образца, как раз -ность перемещения толкателей,Максимально допустимый ход поршня -2 мм (из условия возврата поршня висходное положение коническими винтами),Чувствительность дилатометра составляет 1.10мм.Термостатирование образца, устанав -ливаемого в прессе, производится с точностью 0,1 С.Заданная нагрузка поддерживается постоянной в течение необходимого времени задатчиком давления.Для исследования изготовляют образцы цилиндрической формы, диаметр которых равен 30 мм, а длина - 90 мм.Характерной особенностью температурных деформаций влажных пористых материалов, в том числе бетонов, при отрицательных температурах является то,Фчто на тепловое расширение скелета материала накладываются деформации, вызванные расширением воды при ее переходе в лед, которая в реальных условияхвсегда находится в порах материала,Степень водонасыщения пор зависитот условий эксплуатации сооружения.Так, при контакте материала с водойпод действием капиллярного всасывания4насыщение порогового пространства водой может составлять 70-80%.При замораживании такого материалавода, переходя в лед, увеличивается вобъеме примерно на 9%. Это приводитк появлению гидравлического давленияв порах материала и его дополнительному расширению. Фазовый переход водыв лед происходит в интервале температур от О до -60 С в зависимости оторазмеров пор. Гидравлическое давлениеможет развиваться только в таких порах,где более 91% объема заполнено водойи отсутствуют условия ее отжатия всвободное поровое пространство вследствие образования ледяных пробок илибольшего гидравлического сопротивления750355 Заказ 4641/34 Тираж 1019 Подписное ИИГ ПП фПатетнф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 истечению воды в свободное от водыпространство,Это обстоятельство дает основаниеполагать, что наличие внешнего обжатияматериала, например, при его работе вреальных напряженных элементах конструкций, уменьшит деформации, вызванныезамораживанием воды в порах, посколькуобжатие, противодействуя расширению,вызовет дополнительное кратковременноенарастание давления и более интенсив-.ное истечение воды в свободные поры.ЭтФ особенности температурных деформаций следует учитывать при расчете прочности и трещиностойкости железобетонныхконструкций.Внедрение предлагаемого изобретенияобеспечит получение более достоверныхоправочных данных о температурных деформациях строительных материалов. Этоповысит точность расчетов температурных напряжений строительных конструкций, что в свою очередь позволит получить экономию строительных материалов. Формула изобретения Дилатометр, содержащий термостат,опорный столик, толкатели, систему ре-гистрации перемацения толкателей и термодатчик, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности определения термического коэффициента линейного расширения материала, находя- И шегося под осевой нагрузкой, дилатометр снабжен гидравлическим прессом, расположенным в термостате и состояшим из поршня и корпуса, и датчиком осевой нагрузки.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аматуни А. Н. Методы и приборы для определения температурных коэффициентов линейного расширения материа-. лов, М., 1972. 2. Авторское свидетельство СССР248294, кл, 6 01 Й 25/16, 1968,