Устройство для определения прочности сцепления кирпича с раствором

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111951 1 1 8(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 301280 (21) 3230413/29-33 1511 М. Кл,з 6 01 й 33/38 с присоединением заявки МВ(23) Приоритет Государственный комитет СССР иу делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретенйя Центральная научно-исследовательская лаборатория по строительству Мособлстрой ЦНИЛ Главмоеобдстроя.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ КИРПИЧА С РАСТВОРОМИзобретение относится к исследованию механических свойств строительных материалов и может быть использовано при определении прочности нормального сцепления в кладке стен зда 5 ний, строящихся в сейсмических районах, выполняемой из кирпича, природных и искусственных камней, а также при обследовании возведенных объектов 10Известно устройство для определения прочности сцепления кирпича с раствором, включающее раму, механизм отрыва 1 силовозбудительГ; измеритель- ное присйособление (силоизмеритель), опорные болты (регулируемые опоры), тягу и захват, снабженный центрирующим механизмом, выполненным в виде П-образной скобы с пальцем, скользящим роликом и шарниром, связывающим П-образную скобу с тягой, а захват выполнен в виде траверсы с двумя тросами, один иэ которых связан с П-образной скобой. При испытании прочностисцепления кладки при помощи этого устройства на испытуемом изделии (например на верхней поверхности кирпича) нанесением диагоналей намечают вертикальную ось симметрии, с которой путем перемещения скользящего ролика, совмещают палец П-образной скобы, после чего образец захватывают тросом с помощью силовозбудителя, нагружают испытательным усилием до разрушения, при этом величину усилия контролируют по шкале силоизмерителя. Наличие в этом устройства центрирую- щего приспособления (пальца П-образной скобы), позволяет более точно совместить ось захватного устройства с осью испытуемого объекта - с погрешностью до 2-3 мм 13 .Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствуют инструментальные средства совмещения осей силовозбудителя и силоизмерителя с осью симметрии испытуемого объекта, те. нагрузка прикладывается к захвату с перекосом, что снижает величину изменения прочности сцепления кладки. Кроме того, в тросовом захвате невозможно точно координировать положение троса относительно оси симметрии захвата, т.есимметричность положения троса относительно оси захвата также определяется визуально, при этом возможны смещения троса в .процессе испытания, обусловленные местными разрушениями раствора (например при перемещениях троса в момент, когда захват самоустанавли 951118вается). Таким образом, известное устройство характеризуется недостаточной точностью испйтания вследствие внецентренного приложения и перекоса нагрузки, при этом внецентренное приложение нагрузки возникает при несимметричном положении захватного устройства (троса) относительно оси симметрии захвата, а перекос нагрузки - вследствие смешения осей силовозбудителя (силоизмерителя)1 О относительно оси симметрии испытуемого объекта.Наиболее близким к изобретению является устройство для определения прочности сцепления кирпича с раст вором, содержащее раму, силовоэбудитель, захват с тягами и губками и силоизмеритель. В известном устройстве выполнение захвата в виде симметричного рычажно-шарнирного меха низма обеспечивает ему возможность самоустанавливаться относительно испытуемого объекта 1,23.Однако в данном устройстве .ось силовОзбудителя, а также ось чувствительности силоизмерителя (в случае исполнения их в виде механических динамометров) совмещаются с осью симметрии испытуемого объекта визуально, т.е. с отклонением до 3-5 мм, 30 что приводит к значительному влиянию перекоса нагрузки на результаты измерения прочности сцепления кирпичной кладки. Цель изобретения - повышение трч ности определения эа счет уменьшения перекоса оси силовозбудитсля относительно оси симметрии испытываемого объекта.цель достигается тем, что устрой ство для определения прочности сцепления кирпича с раствором, содержащее раму, силовозбудитель, захват с тягами и губками и силоизмеритель, снабжено центрирующим приспособлением и приспособлением для регулировки симметричности губок захвата, а силовозбудитель - каретками продольного и поперечного перемещения, при этом центрирующее приспособление выполнено в виде рамки с тремя горизонтальными и двумя вертикальными опорами и размещенных на ней кареток продольного и поперечного базирования и с коническим указателем и винтами, предохраненными 55 от осевого перемещения и выполненными на обоих концах с резьбами противоположного направления и цилиндрическими направляющими поверхностями для размещения на них кронштейнов с упорами, 60 а приспособление для регулировки симметричности губок захвата выполнено в в".де рамы с размещенным на ней указателем оси захвата. с четырьмя вертикальными и двумя горизонталь ными базовыми поверхностями, взаимодействующими с захватом,На Фиг, 1 изображено устройствопри выполнении испытания, общий вид;на Фиг. 2 вто же, с центрируюшимприспособлением; на Фиг. 3 - центрирующее приспособление, вид слева,сечение А-А; на Фиг. 4 - приспособление для регулировки симметричностигубок захвата, общий вид, сечениеБ-Б.Устройство содержит раму 1, установленную на трех стойках 2 и 3с регулируемыми опорами 4 и 5. Нараме 1 смонтированы салазки б, накоторых размещена поперечная каретка7 с приводом от микрометрическоговинторезьбового механизма 8. На поперечной каретке 7 образованы продольные направляющие, на которых размешена продольная каретка 9 с приводом от микрометрического винторезьбового механизма 10.На продольной каретке 9 установлен силовоэбудитель 11, выполненныйв виде двухскоростного привода сходовым винтом 12, предохраненнымот вращения. При помощи сферическогошарнира 13 ходовой винт 12 взаимодей-,ствует с силоизмерителем 14, который в свою очередь при помощи шарнирной обоймы 15 соединен с захватом,включающим центральный шарнир (шарнир кулис) 16, кулисы 17 и 18; приемные шарниры тяг 19 и 20, тяги 21и 22 опорный брус 23, опорныешарниры тяг 24 и 25, сферические упоры 26,взаимодействующие с зажимными губками 27, Упоры 26 фиксируются в заданном положении контргайками 28.Губки 27 осуществляют зажим испытуемого (кирпича) 29. На основании 1устанавливается рамный уровень 30.Устройство с центрирующим приспособлением представлено на Фиг. 2и 3. На сФерическом шарнире 13 соосно с ходовым винтом 12 подвешен отвес 31. На испытуемом объекте 29 установлено центрирующее приспособление, включающее рамку 32, кареткупродольного базирования (нижнююкаретку) 33, каретку поперечного базирования (верхнюю каретку) 34 сукрепленным на ней коническим указателем 35. Каретка продольного базирования 33 взаимодействует с винтомЗб, на концах которого образованынарезки противоположного направления 37 и направляющие цилиндрическиеповерхности 38, взаимодействующиес нарезками и направляющими отверстиями кронштейнов 39 и 40, на концах которых укреплены упоры продольного базирования.41 и 42, Кронштейны 39 и 40 предохранены от вращенияштоками 43 и 44. Привод винта 36осуществляется от маховика 45. Нарамке 32 укреплены три опоры 46-48,взаимодействующие с горизонтальной поверхностью испытуемого объекта 29, и два упора 49 и 50, взаимодействующие с его продольной вертикальной гранью.Механизм поперечного базирования 5 имеет аналогичное устройство, в верхней каретке 34 установлен винт 51, предохраненный от осевого перемещения и имеющий на концах нарезки противоположного направления и на правляющие цилиндрические поверхности, взаимодействующие с кронштейнами 52 и 53, на которых установлены упоры поперечного базирования 54 и 55. истоки 56 и 57 предохраняют кронштейны 52 и 53 от вращения. Винт 51 приводится во вращение маховиком 58.Направляющие устройства кареток и способ предохранения винтов от осевых перемещений представлены на фиг. 3. Предохранение от осевого перемещения винтов 36 и 51 осуществляется при помощи упорных крышек 59 и 60. Направляющее устройство верхней каретки 34 выполнено в виде шпонки 61, образованной за одно целое с кареткой 33, и щечек 62 и 63. Такая конструкция обеспечивает осевое перемещение каретки 34 при малых боковом и вертикальном люфтах. Аналогично выполнено и направляющее устройство каретки 33.Приспособление для регулировки симметричности и способ установки губок захвата симметрично относитель-З 5 но оси чувствительности силоизмерителя поясняются чертежом на фиг. 4. Приспособление выполнено в форме .кесткой рамы, на верхней балке 64 которой образованы две поверхности 40 65 и 66, с которыми при помощи пружин 67 и 68 взаимодействуют базовые цилиндрические пояски 69 и 70 приемных шарниров 18 и 20. Вертикальные стойки 71 и 72 связывают верх нюю балку 64 с нижней балкой 73, на которой образованы две призмы, имеющие вертикальные 74 и 75 и горизонтальные 76 и 77 грани, при этом вертикальные грани призм 74 и 75 щ попарно расположены в одних плоскостях с базовыми поверхностями 65 и 66, а горизонтальные грани 76 и 77 расположены в одной горизонтальной плоскости. Грани призм 74-77 взаимодействуют с базовыми цилиндрическими поясками 78 и 79 опорных шарниров 24 и 25. На нижней балке 73 также образован указатель оси захвата 80 с базовой поверхностью 81, которая является осью симметрии базовых поверхностей 65 и 66 и вертикальных граней призм 74 и 75.Прижимное устройство, обеспечивающее взаимодействие опорных шарниров 24 й 25 захвата с гранями призм 65 76-79, выполнено в виде двух пружинных механизмов, каждый из которыхвключает укрепленный на нижней балке 73 стакан 82, с помещенными в немрегулируемым упором 83 и пружиной84, взаимодействующих со штоком 85,на конце которого укреплен прихват86, взаимодействующий с опорным брусом 23.Работу на устройстве выполняют вследующей последовательности.Устанавливают губки симметричнооси захвата, совмещают ось силовозбудителя с осью симметрии испытуемого-образца, выполняют испытание поопределению прочности сцепления вкладке.Для выполнения первой операции наснятый захват монтируют приспособление, для регулировки симметричности губок захвата, при этом усилияпружин 84 (фиг. 4) через штоки 85,прихваты 86 и опорный брус 23 прижимают базовые поверхности 78 и 79опорных шарниров 24 и 25 к гранямпризм 74-77, а пружины 67 и 68 прижимают базовые поверхности 69 и 70приемных шарниров 19 и 20 к базовымповерхностям 65 и 66.На штангенциркуле устанавливаютразмер половины длины захватываемогообразца - + 0,1 мм, где , - длиназахватываемого образца. Отпускаютконтргайки 28, вращением сферического упора 26 регулируют размер0,1 мм между зажимной губкой27 и базовой поверхностью 81 указателя 80, контролируя укаэанный размерпо штангенциркулю, после чего затягивают контргайку 28. Аналогичнымобразом регулируют положение правойгубки 27, контролируя при помощиштангенциркуля размер 0,1 мм,Если размер испытуемого объектанаходится в пределах, установленныхстандартом, регулировку производятпо его номинальному значению. Еслиже размер Ь выходит за пределыдопусков, установленных стандартом,то для обеспечения надежного зажимаобразцатребуетсяиндивидуальнаярегулировка по каждому испытуемомуобъекту, имеющему отклонение размера,превышающее установленное ГОСТомСовмещение оси силовоэбудителя сосью симметрии образца выполняютв следующей последовательности(фиг. 2 и 3).Устройство устанавливают на кладку с подготовленным к испытанию образцом 29. Вращением гаек регулируемыхопор 4 и 5 по рамному .уровню 30 выставляют раму 1 в горизонт. На образец 29 ставят центрирующее приспособление так, чтобы опоры 46-48рамки 32 легли на его горизонтальнуюповерхность, а упоры 49 и 50 взаимодействовали с его вертикальной про 951118дольной гранью. При помощи маховика45 вращают винт 36, сообщая кронштейном 39 и 40 перемещение по направлению к образцу 29, при этом один изупоров 41 и 42 входит во взаимодействие с боковой гранью образца 29, 5после чего винт 36 перемещает каретки 33 и 34 до тех пор, пока второйиз упоров 41 или 42 не войдет вовзаимодействие с гранью образца 29,при этом указатель 35 оказывается в 10положении продольной симметрии. Аналогичным образцом при помощи маховика 58 вращают винт 51, при этомкронштейны 52 и 53 с упорами 54 и55 перемещаются в направлении к образ 5цу 29, перемещая при этом каретку34 с указателем 35. При контактеупоров 54 и 55 с гранями образца 29указатель 35 находится в положениипоперечной симметрии. На сферическийшарнир 13 подвешивают отвес 31, Вращением маховика микрометрическихвинторезьбовых механизмов 8 и 10 перемещают каретки 7 и 9 с силовозбудителем 11 до совмещения отвеса 31с указателем 35. По окончании центрирования силовозбудителя 11 с осьюсимметрии образца 29 с устройства снимают уровень 30, отвес 31 и центрирующее приспособление, для чего вращением маховика 45 и 58 ослабляют зажим образца 29 упорами 41, 42, 54и 55,Выполнение операции определенияпрочности сцепления в кладке выполняют в следующей последовательности 35, винта 12 устанавливают силоизмеритель 14 с выбранным диапазоном силоизмерения (200 или 1000 кгс), к ко Оторому на шарнире 15 присоединяютзахватную . систему. Вращением штурвала силовозбудителя 11 устанавливают зажимные губки 27 по высоте испытуемого образца 29. Вращением маховика силовоэбудителя 11 производятнагружение испытуемого образца 29испытательным усилием, контролируе:ым по силоизмерителю 14, при этомперемещение вверх шарнира 16 создает ,расклинивание кулис 17 и 18, которыечерез приемные шарниры 19 и 20 действуют на тяги 21 и 22, Последние черезсферические упоры 26 и зажимные губки 27 создают на торцах образца 29две силы трения, превышающие по вели-чине испытательное усилие, что является условием надежного захвата.После разрушения растворной подушки(отрыва образца 29 от кладки) величину разрушающей нагрузки считывают 60по показанию контрольной стрелкина шкале силоизмерителя 14 и определяют прочность сцепления, как отношение разрушающей нагрузки к площади разрушенного растворного шва, равного площади поверхности кирпича, взаимодействовавшей с растворным швом.При определении прочности сцепления в кирпичной .кладке влияние перекоса и несимметричности нагрузки в 1 мм (относительно оси симметрии об- разца) для кирпича с размером250120 х 65 мм составляет до 14-15, т.е. смещение и перекос нагрузки по двум осям на расстояние в 1 мм от оси симметрии образца уменьшает измеренную прочность сцепления на 14-15.Таким образом, предложенное техническое решение уменьшает влияние указанных факторов до 8-12 (вместо 20-40% у известных устройств).Формула изобретенияУстройство для определения прочности сцепления кирпича с раствором,содержащее раму, силовозбудитель,захват с тягами и губками и силоиэмеритель, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения точностиопределения за счет уменьшения пере-коса оси силовозбудителя относительно оси симметрии испытываемого объекта, устройство снабжено центрирующимприспособлением и приспособлениемдля регулировки симметричности губокзахвата, а силовозбудитель - каретками продольного и поперечного перемещения, при этом центрирующее приспособление выполнено в виде рамки стремя горизонтальными и двумя вертикальными опорами и размещенных наней кареток продольного и поперечного базирования с коническим указателем и винтами, предохраненнымиот осевого перемещения и выполненными на,обоих концах с резьбами противоположного направления и цилиндрическими направляющими поверхностямидля размещения на них кронштейнов супорами, а приспособление для регулировки симметричности губок захвата выполнено в виде рамы с размещенным на ней указателем оси захватаи с четырьмя вертикальными и двумягоризонтальными базовыми поверхностями,взаимодействующими с захватом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 710001, кл. 6 01 К 33/38, 1978,2. Авторское свидетельство СССРР 389420, кл. С 01 й 33/38, 197117 Состаивтель М. СлинькоГулько Техред Ж.Кастелевич Корректор Г. О Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная, 4 Редакто Заказ 5 46 Тираж 887 ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5