Ротационный реометр

(19) (ддд А 24 яда 0 И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИ(56) 1. Блещик Н П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и пресс-вакуум бетона. Минск, "Наука и техника", 1977,с. 232.2. Авторское. свидетельство СССР В 800825, кл. 6 01 И 11/14, 1981(54)(57) РОтАЦИОННЫЙ РЕ 0 ИКТР, для объемного испытания на сдвиг дисперсных материалов, содержащий установленные соосно верхний и нижний цилиндры с внутренней радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями и связанные с системой сдвига и систему измерения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьдщения точностиизмерения при деформацинном упрочнении структуры за счет исключения влияния явления дилатансии, система сдвига выполнена в виде не менее чем двух подвижных опор,. установленных на фланцах цилиндров в плоскости сдвига, одна из которий установлена на внешней стороне фланца верхнего цилиндра и снабжена ограничителем вертикальных перемещений, при этом зазор между цилиндрами в плоскости сооного центрирования составляет 3 4 од дн, гдето цидд минимальный диаметр частиц материалаИзобретение относится к устройствам для определения реологическиххарактеристик материалов, преимущественно свежеуплотненных бетонныхсмесей, а также грунтов и дРугих 5подобных дисперсных материалов по методу объемной реологии.Известен одноплоскостной прибор,содержащий верхнюю часть прямоугольной формы, сдвигаемую относительно 1 Онижней неподвижной части 11 .Недостатком устройства являетсято, что Формы имеют переменную площадь сдвига объема материала и ограниченную величину деформации, что 15затрудняет опрецеление фактическогонапряжения сдвига.Известен ротационный реометр,содержащий установленные соосно верхний подвижный и нижний неподвижный ци Олиндры с внутренней радиальной нарезкойи центрирующими поверхностями, системусдвига, привод и систему измере-"ния 21 .Однако это устройство обладает 5недостаточной точностью измерения,поскольку сдвиг верхнего цилиндрапроисходит по поверхности материала,находящегося в нижнем цилиндре, чтопозволяет при действии вибрационнойнагрузки определять с достаточнойточностью изменение вязкостных .свойств только за счет эффекта тиксо.тропного разжижения материала,При уплотнении наблюдается эф 35фект деформационного упрочненияструктуры (эффект Баушингера), который данным реометром определенбыть не может, кроме того, такойприбор не предусматривает определе"ние величин напряжения и деформацииматериала, значения которых необходимы для суждения об эффек гивностипараметров вибрации и пригрузочногодавления во времени нагружения.Цель изобретения - повышение точ-.ности измерения при деформационномупрочнении структуры за счет исключения влияния явления дилатансии.Цель достигается тем, что в ротационном реометре для объемного испытания на сдвиг дисперсных материалов, содержащем установленные соосно верхний подвижный и нижний неподвижный цилиндры с внутренней 55 радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями, систему сдвига, привод и систему измерения, система сдвига выполнена в виде не менее чем двух подвижных опор, установленных на фланцах цилиндров в плоскости сдвига, одна из которых установлена на внешней стороне фланца верхнего. цилиндра и снабжена ограничителем вертикальных перемещений, при этом зазор между ццлиндрами в плоскости соосного центрирования составляет о0,5-1,0 с 3 дщ, гдеДщч- минимальный диаметр частиц материала.Размер зазора между цилиндрами обусловлен необходимостью устранения проникания наименьших частиц материала к шариковой опоре.На фиг.1 схематично изображено устройство, общий вид, на фиг.2 - двухрычаговая система измерения.Вискозиметр состоит из верхнего 1 подвижного и нижнего 2 неподвижного цилиндров диаметром А и высотой Ь, имеющих внутненнюю радиальную нарезку 3, коническо-цилиндрические поверхности 4, фланцы 5 и б, между которыми смонтирована шариковая опо ра 7, Между собой цилиндры устанавливаются с постоянным зазором 3 . К, Фланцу нижнего цилиндра 2 присоединено наружное кольцо 8. Между кольцом 8 и фланцем 5 верхнего цилиндрасмонтирована шариковая опора 9.Нижний цилиндр 2 имеет днище 10 с прикрепленным датчиком 11 давления, подсоединяемым к системе тензоизмерения. Этот цилиндр крепится к патрубку 12, соединяемому с рамой 13.На верхней горизонтальной поверхности Фланца 5 цилиндра 1 смонтирована шариковая опора 14, на которой установлено с возможностью поворота зубчатое колесо 15, входящее в зацепление с шестерней 1 б приводного электромеханизма 17, прикрепляемого с помощью кронштейна 18 к раме 13К верхней части цилиндра 1 прикреплена втулка 19, к фланцу которой присоединяется воронка 20.Двухрычаговая система измерения сдвигающего усилия состоит из левого рычага 21 с тензорезисторами 22, соединяемого с зубчатым колесом 15, и правого рычага 23, присоединяемого к втулке 19. Между рычагами на расстоянии Я от центра поворота установлен образцовый динамометр 24.Вискозиметр имеет пригрузочные диски 25, с верхней поверхностью од1144024 Р;й Ел Я,ц 1 2 гцт 3ного из которых входит в контактдатчик 26 перемещений, закрепленныйна раме 13.Вискозиметр работает следующимобразом,5Вискозиметр устанавливаетсяна раме 13, на которой с помощьюкронштейна 18 крепится приводнойэлектромеханизм 1. Между рычагами21 и 23 устанавливается образцовый 1 Одинамометр 24 или, в случае записина пленку,тензорезисторы 22 присоединяются к системе тензоизмерения,Включается приводной электромеханизм, и шестерня 1 б начинает вращатьзубчатое колесо 15, которое передаетусилие левому рычагу 21. Этот рычагчерез динамометр передает усилие правому рычагу 23, .который жестко присоединен к втулке 19, соединеннойс верхним цилиндром 1. В результатеэтот цилиндр начинает вращаться вместе с рычагами и зубчатым колесом относительно нижнего неподвижного цилиндра 2. Применение шариковых опор д 57. и 14 до минимума снижает трениемежду фланцами 5 и б цилиндров и повышает точность измерений. При установившемся движении фиксируется(визуально или на пленку) усилие хо- ЗОлостого хода. Затем электромеханиэмвыключается,После этого в цилиндры через воронку 20 загружается навеска материала определенного гранулометрического состава (при известныхзначениях.армс,кс и 3 ). Затемвключается приводной электромеханизми аналогичным образом осуществляется работа вискозиметра и сдвиг час 40ти объема материала в верхнем цилиндре относительно неподвижной егочасти, находящейся в нижнем цилинд.ре. Этот сдвиг становится возмож,ным благодаря внутренней радиальной45.,нарезке в цилиндрах, что приводитк возникновению силы трения, значительно большей, чем в плоскости сдвига материала. По величине замеренного усилия сдвига Р за вычетом уси 5 Олия холостого хода определяется на.пряжение сдвигадля свеженасы-,лпанного материала по формуле где Р - замеренное усилие сдвига; К - расстояние от центра вращения до места измеренияусилия;Д - внутренний диаметр цилиндравискозиметра,- расстояние до центра тяжес-.ти полуокружности цилиндравискозиметра, равноеГ 84/3(здесь Г - внутренний радиус цилиндра вискозиметра).При этом величину диаметра вискозиметра для исследования бетонных смесей целесообразно принимать Д Г Я ,где 3 цс - наибольший диаметр зерен крупного заполнителя, а высоту цилиндров В=0,8-1,0 Д .Затем приводной электромеханизм выключается и вискозиметр при снятом динамометре устанавливается на вибровозбудитель (вибростенда виброплощадки и пр). При необходимости материал пригружается дисками 25. Устанавливается датчик 2 б перемещения который вместе с датчиком 11 давления присоединяется к системе тензоизмерения. В течение определенного времени на материал воздействуют вибрацией заданного амплитудно-частотного фона. При этом происходит изменение свойств материала и дефор-. мационное упрочнение структуры. Одновременно осуществляется запись показаний датчиков,По завершении динамических воздействий вискозиметр снимается с вибровозбудителя, устанавливается на раму с приводным электромеханизмом, а между рычагами устанавливается динамометр. Затем включается элек. тромеханизм и производятся сдвиговые испытания свежеуплотненного материала. Одновременно фиксируется усилие сдвига Р по максимальному значению которого рассчитывается напряжение дИсключение влияния явления дилатансии обеспечивается постоянной величиной зазора о между цилиндрами за счет использования шариковой топоры 9 и наружного кольца 8. Предложенная конструкция вискозиметра, работающего по методу объемного .сдвига, обеспечивает высокую точность измерений за счет исключения влияния явления дилатансии, По величинещс,с - н) судят о величигл лне деформационного упрочнения струк.туры и эффективности принятого амплитудно-частотного режима и пригрузочного давления. В результате обеспечивается возможность комплекснойоценки изменения свойств материалапо ряду показателей: деформации Янапряжению 6 , предельному напряже 144024 бнию при чистом сдвигещ, а такжепроизводным показателям скоростямдеФормациии напряжения.бистинной вязкостивязкости элас 5 тичности, модулям упругости идеформации и другим реологическимпоказатеЛям.1144024 Т,Кугрышев а ПоднисноеССР Заказ 897 Проектная, 4 Составитель В.Агафоно ТехредИ.Гергель ираж 897венного комитетаретеиий и открыти5, Раушская наб. ВНИИПИ Государс ао делам, иэо13035, Иосква, Жиал ППН "Патент", г. Ужгород рректор А.Обручар