Композиция для изготовления моделей скальных оснований

(1 ц 911. ВИДЕТЕ ЛЬСТВ ЕТОРСКОМ Дополнительное к авт вид-в(22) Заявлено 1 1.06 03/29-3 2) 51)М, Кд.6 01 й 33/24 с 04 в 25/02 нсоедннением заявк Гасударственный камите 23) Приори 620.18 (088.8 лубликовано 070382 елаи кзобретенин детень М 9 (53 к открытвй та олубдинован ния 070382 оли(72) Авторь Н Д Д Н тин и Т.Г, Старос и изобретения а.,ни научно-,ЩДЩ маа ,Тр ин ве сесоюзный о(7) Заявите исследовательски им . Б.Епозиция для изготовления скдльных основдний и м о ским масштабо Изобретение относится к строительству, в частности к материалам дляизготовления мелкомасштабных моделейскальных оснований, гидротехнических,транспортных и других крупных сооружении,предназначенных для исследо 5ваний несущей способности и прочнос"ти сооружения и основания,Известны материалы для изготов"ления моделей массивов (толщ) гор"теных пород, включающие ка,ифоль илисплав канифоли с парафином в качестве вяжущего и наполнитель в видедисперсной массы - металлической дроби с минеральными добавками. Полуо 5ченный состав нагревают до 175-180 Сс одновременным перемешиванием вспециальном смесителе, затем укладывают смесь в модель слоями и укатывают 1Эти материалы по своим физикомеханическим свойствам позволяют воспроизводить с достаточной степеньюприближения процессы деформирования дового Красного Знаметитут гидротехникиенеева разрушения скальных массивов на оделях с геометриче м т 1:50 до 1:200.Недостатками известных материалов на основе вяжущих канифоли и сплава канифоли с парафинами являются: высокое значение прочности при одноосном сжатии (Кс) минимальная величина которой составляет порядка 0,8 Ипа (8 кгс/сме); недостаточно высокая плотность, достигающая всего лишь до 2500 кг/мЗ; высокий модуль деформации составляющий в среднем 10 х 10 Ипа (10 х 10 кгс/см 2); невоз 2можность соблюдения условий подобия физико-механических характеристик натуры и модели при изготовлении моделей мелкого геометрического масштаба (порядка 1:500 1:2000).Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав, в котором в качестве вяжущего использовано вазелиновое (или парафи 3 91 новое) масло, в качестве наполнителя серно-кислый барий, а для регулирования объемного веса введена окись цинка или мелкоиэмельченная пемза при следующих соотношениях компонентов, вес.3:Сернокислый барий(или парафиновое)масло бЩ Материал для моделирования скальных пород на основе вяжущего парафинового (или ваэелинового) масла имеет преимущества перед известными материалами. Он обладает низкой прочностью на одноосное сжатие (Вд) и низкими деформационными характеристиками (Еу Еу). Благодаря этим особенностям свойств материал может быть применен для изготовления моделей более мелкого геометрического масштаба, пригодных для исследований прочности системы "сооружение-основание",Однако известный модельный материал данного состава обладает анизотропными прочностными и деформационными свойствами котдрые обусловлены способом изготовления монолитных моделей оснований, т,е. прессованием; изготовление материала с заданными физико-механическими свойствами требует точной дозировки вяжущего;,невозможно получение однородного материала при малых дозах вяжущего в смеси; невозможно получение модельного материала плотностью более чем 2500 кг/м .3Цель изобретения - получениемелкомасштабных моделей скальныхоснований сооружений с прочностнымии деформационными характеристиками,подобными характеристикам скальныхпород.Поставленная цель достигаетсятем, что композиция для изготовле"ния моделей скальных оснований сооружений, включающая порошок металлаи канифоль дополнительно содержитспирт или ацетон, или бензол, илискипидар, при следующем соотношениикомпонентов, вес.Ф:(свинец, цинк,железо) с размерами частиц0,05-0,25 ммКанифоль 0,1- 0,7Спирт, илиацетон, илибензол, или16 скипидар бДобавка растворителя канифолидействует следующим образом.При определенных соотношенияхкомпонентов состава раствор канифод ли равномерно распределяется повсему объему и смачивает поверхности частиц металла наполнителя, Вдальнейшем при высыхании растворителя на поверхности этих частиц обд,разуется тончайший хрупкий слой канифоли, который и цементирует дисперсную массу, Прочностные и деформационные свойства материала зависятот толщины слоя канифоля на частицах,И степени проникновения раствора канифоли в мельчайшие поры дисперснойсреды и распределения в них канифоли, В свою очередь, равномерностьраспределения раствора канифоли заЗ 6 висит от степени его концентрации.Состав приготавливают следующимобразом.В порошок металла вводят ранее приготовленный раствор (например спиртовой) канифоли. Полученную смесьтщательно перемешивают и заливаютв форму, После улетучивания растворителя и стабилизации свойств материала форма разбирается.46 Конкретные составы для моделирования скальных оснований сооруженийи их свойства приведены в таблице,Как видно из таблицы, в зависимости от соотношения компонентов может быть получен модельный материалс модулем Е,вот 25 до 2200 МПа исоотношением величин прочности присжатии и при растяжении й /В 5 9.СК рПри этих низких значениях модуля56 упругости предложенный материал вто же время обладает достаточно высо"кой плотностью, Его плотность меняется в пределах от 2500 кг/мдоч 500 кг/м .55 Предложенный материал с такимифизико"механическими свойствами позволяет воспроизводить процессы деформирования и разрушения скальных пород(15) (Оэ 15) (390) Ою 23 1800 модельный материал 10 П р и м е ч а н и е. Цифры в скобках обозначают физическиевеличины в системе ИК 5 5 9113 на моделях с геометрическим масштабом от 1:500 до 1:2000.Важным преимуществом смеси является также однородность по структурным, прочностным и деформационным 5 характеристикам. Однородность материала обусловлена равномерным распределением по объему раствора канифоли, Испытания контрольных образцов показали, что получение однородного 16 материала перемешиванием нагретого (известного) состава с малым количеством содержания канифоли или состава, содержащего вазелиновое масло, является невозможным, так как процессы смачивания и прилипания создают дефицит свободной канифоли или сво 36 6бодного вазелинового масла и препятствуют. равномерному распределению их в массе материала.Однородность и другие улучшенные свойства предлагаемого состава позволяют применять его для изготовления моделей скальных оснований сооружений мелких масштабов, достигающих до 1:2000, которые предназначены для исследований несущей способности и прочности систем сооружение - основание.Такие модели значительно экономичнее, чем крупномасштабные, и не требуют при изготовлении и испытании больших затрат времени и труСоставитель В. ЛатушкинРедактор С, Патрушева Техред М.Рейвес Корректор М. Пожо Заказ 1112/31 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.,4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Композиция для изготовления моделей скальных оснований, включающая порошок металла и канифоль, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения моделей скальных оснований сооружений с прочностными и деформационными характеристиками, подобными характеристикам скальных пород, она дополнительно содержит спирт, или ацетон, или бензол, или скипидар, при следующем соотношении компонентов, вес.Ф: Порошок металлаКанифольСпирт, илиацетон, или бензол, или скипидар 6-15Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Кузнецов Г.П. и др, Моделирование проявлений горного давления Л "Недра", 1968, с, 259-262.2, Вернер И.К. Прочностные и деформационные свойства упорядоченно ориентированных структурных блоков, Л., ВВИТКу, 1973 (прототип).