автономное устройство для испытания грунта на морозоустойчивость

Формула изобретения

Автономное устройство для испытания грунта на морозоустойчивость, содержащее корпус с внутренней изоляцией, снабженное емкостью с рабочей жидкостью и крышкой в виде пластины из теплоизоляционного материала с теплопроводностью, меньшей теплопроводности испытуемых образцов, и отверстиями в ней для размещения стаканов с перфорированным днищем, стакан с образцом для визуального определения глубины промораживания испытуемого материала, индикаторы для измерения деформации морозного пучения, отличающееся тем, что в крышке дополнительно выполнена полость, имеющая заглушку с теплоизоляцией, стойки, фиксирующие положение крышки по отношению к горизонту воды в емкости, решетка, прикрепленная к крышке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытанию материалов, а именно к испытанию грунтов на морозное пучение.

Известно устройство для испытания материалов на морозоустойчивость [1], содержащее корпус с внутренней изоляцией, установленной в ней емкостью (баком), заполняемой водой, крышки с теплоизоляционным покрытием и отверстиями для размещения стаканов (форм) с испытываемыми образцами, причем крышка с закрепленными на ней образцами обладает плавучестью, стакан с образцом для визуального определения глубины промораживания испытуемого материала, индикаторы для измерения деформации морозного пучения.

Недостатком известной конструкции являются превышение предельных значений габаритных размеров и веса, которые не позволяют разместить ее в рабочих камерах современных типовых шкафов, где охлаждение рабочей камеры производится за счет подачи холодного воздуха в ее верхнюю полость, что соответствует реальным условиям промораживания грунта. Ограниченные габариты этих камер не позволяют обеспечить плавучесть крышки с необходимым количеством образцов, в том числе и потому, что ввод ОДН 218.046-01 взамен ВСН 46-83 привело к увеличению высоты образцов с 80 мм до 150 мм в соответствии с рекомендациями ГОСТ 28622-90. Отсутствие плавучести не позволяет автоматически регулировать задаваемый при испытаниях градиент напора. Кроме того, вес установки, принятый за аналог, превышает предельные значения, на которые рассчитан рамный каркас холодильного шкафа.

Целью изобретения является улучшение технологичности в процессе испытаний при использовании малогабаритного автономного холодильного оборудования, располагаемого в помещении комнатного типа.

Достигается цель тем, что в устройстве для испытания материалов на морозоустойчивость, содержащем корпус с внутренней теплоизоляцией, снабженный емкостью с рабочей жидкостью и поплавком в виде крышки из теплоизоляционного материала с теплопроводностью, меньшей теплопроводности испытываемых образцов, и отверстиями в ней для размещения стаканов с перфорированным днищем, предусмотрено устройство в крышке полости, объем которой в зависимости от типа грунта и размера образцов подбирается таким, чтобы при заполнении ее водой градиент напора в испытываемых образцах соответствовал задаваемому, а для исключения замерзания воды в полости она перекрывается заглушкой с теплоизоляцией, и предусматривается устранение плавучести крышки с закреплением ее в фиксированном положении по отношению к горизонту воды в полости установкой ее на стойки и устройство закрепленной на крышке решетки для опирания устанавливаемых образцов.

На чертеже представлено устройство для испытания грунтов на морозное пучение. Устройство содержит корпус 1 с внутренней теплоизоляцией 2, в котором размещается емкость 3 с рабочей жидкостью 4. Открытая поверхность емкости перекрывается крышкой 5, выполненной в виде пластины из теплоизоляционного материала, теплопроводность которого меньше, чем теплопроводность испытываемых образцов. В крышке имеются отверстия 6 для размещения стаканов 7 с испытываемыми образцами, которые опираются на решетку 8, закрепляемую на крышке, и отверстие 9 для размещения стакана 10 с образцом для визуального определения глубины промораживания испытываемого материала, а также полость 11, которая позволяет создать дополнительный объем воды для обеспечения заданного градиента напора при промерзании образцов. Заглушка 12 с покрытием из теплоизоляционного материала не допускает промерзание с поверхности дополнительного объема воды. Положение крышки фиксируется опиранием ее на стойки 13. Для измерения деформации морозного пучения к стаканам 7 крепят индикаторы 14.

Проведение испытаний с использованием данного устройства производится следующим образом. Подготовленное к испытаниям устройство помещают в рабочую камеру холодильного шкафа, вставляют стаканы 7 с водонасыщенными образцами грунта в отверстия 6 крышки 5, так чтобы они опирались на решетку 8, и затем заполняют емкость 3 через полость 11 рабочей жидкостью 4, причем уровень жидкости в полости 11 задается в зависимости от градиента напора в образцах грунта, при котором производится их промораживание, после установления индикаторов 14 в рабочей камере устанавливают температурный режим, при котором производится промораживание образцов. В процессе промораживания производится измерение деформации морозного пучения в заданные промежутки времени, а по завершении промораживания образцов на всю высоту их извлекают из устройства, предварительно сняв индикаторы 14.

Испытание на морозное пучение, выполненное на рекомендуемом устройстве для грунта, показатели морозного пучения которого были установлены нормированными методами, показали идентичные результаты. Дополнительным преимуществом данного автономного устройства по сравнению с прототипом является возможность визуально снимать показания с индикаторов, фиксирующих деформацию морозного пучения образцов, через стеклянную дверь холодильного шкафа без нарушения теплового режима его рабочей камеры.