способ определения вязкопластических свойств бетонной и растворной цементопесчаной смеси

Формула изобретения

Способ определения вязкопластических свойств бетонной или растворной цементопесчаной смеси, заключающийся в размещении опорной площадки прибора, содержащего цилиндрический корпус, на исследуемой смеси, отличающийся тем, что для выполнения способа используют прибор, в цилиндрическом корпусе которого по его оси смонтирован с возможностью свободного вертикального перемещения подвижный шток, имеющий на нижнем его конце поршень, причем в стенках цилиндрического корпуса выполнены перфорации, с помощью кольца поднимают поршень вверх до упора его в крышку цилиндрического корпуса, после чего осуществляют свободное вертикальное перемещение штока вниз и измеряют глубину проникновения поршня в исследуемую смесь, на основании величины которой определяют пластическую прочность исследуемой смеси, а затем по тарировочному графику зависимости удобоукладываемости (жесткости) исследуемой смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня в смесь определяют вязкопластические свойства исследуемой смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в испытаниях по определению вязкопластических свойств материалов, в частности пластической прочности и удобоукладываемости бетонной смеси, характеризуемой ее подвижностью (осадкой конуса) или жесткостью.

Известен способ определения подвижности бетонной смеси с помощью формы в виде стандартного конуса, который предварительно смачивают и устанавливают на предварительно смоченный поддон, после чего заполняют конус бетонной смесью в три приема, уплотняя смесь штыкованием. После заполнения формы и удаления излишков смеси форму снимают, поднимая ее медленно и строго вертикально вверх за ручки. Мерой подвижности смеси служит величина осадки конуса, которую сразу же измеряют после снятия формы. Из каждого замеса отбирают 2 пробы бетонной смеси и принимают среднее арифметическое значение из полученных результатов. (Технология бетона. Учебник. Ю.М.Баженов, М., Издательство АСВ, 2002, с.88-89).

К недостаткам известного способа следует отнести длительность проведения испытания, ограниченность его области применения только для смесей на крупном заполнителе, необходимость использования большого объема бетонной смеси на одно определение и соблюдение осторожности при снятии стандартного конуса, что отражается на достоверности получаемых результатов, при этом используемое в способе устройство не позволяет определять подвижность смеси, уложенной путем ее набрызга, в частности, при ротационном уплотнении, кроме того, при малых расходах воды затворения бетонные смеси не показывают осадки конуса и способ не позволяет определять пластическую прочность бетонной смеси.

Известен способ определения пластической прочности растворных смесей на мелком заполнителе с помощью прибора - пластомера. (Патент РФ № 62242, опуб. 27.03.2007).

К недостаткам известного способа следует отнести сложность прибора, невозможность определять пластичность смеси, уложенной путем ее набрызга, в частности, при ротационном уплотнении, кроме того, способ не позволяет определять удобоукладываемость (жесткость или пластичность) смеси, а также имеет ограниченную область применения для определения пластической прочности только смесей на мелком заполнителе.

Известен также способ определения жесткости бетонной смеси с помощью стандартного вискозиметра, с помощью которого определяют растекаемость бетонной смеси при вибрировании. Прибор устанавливают на виброплощадку и плотно прикрепляют к ней. Затем в цилиндрический сосуд прибора устанавливают и закрепляют металлическую форму-конус, заполняют ее тремя слоями смеси, уплотняя ее 25 раз каждый слой. Затем снимают форму-конус, устанавливают на поверхности бетонной смеси диск с отверстиями и включают вибрирование. Вибрирование выполняют до тех пор, пока не начнется выделение через отверстия диска цементного теста. Время с момента включения вибрирования до начала выделения через два отверстия диска цементного теста является показателем жесткости испытываемой бетонной смеси. (Технология бетона. Учебник. Ю.М.Баженов, М., Издательство АСВ, 2002, с.88-89 - прототип).

К недостаткам известного способа следует отнести длительность проведения испытания, необходимость использования большого объема бетонной смеси на одно определение, невозможность определять жесткость смеси, уложенной путем ее набрызга, в частности, при ротационном уплотнении, кроме того, при больших расходах воды затворения бетонные смеси имеют близкие показатели жесткости, что не обеспечивает точность ее измерения, кроме того, способ не позволяет определять пластическую прочность бетонной смеси.

Техническая задача изобретения состоит в упрощении способа, сокращении цикла испытания, повышении достоверности получаемых результатов и расширении возможности способа за счет определения одновременно двух показателей бетонной смеси, а именно пластической прочности и удобоукладываемости (жесткости) смесей не только на крупном, но и на мелком заполнителях.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения вязкопластических свойств бетонной или растворной цементопесчаной смеси, заключающемся в размещении опорной площадки прибора, содержащего цилиндрический корпус, на исследуемой смеси, для выполнения способа используют прибор, в цилиндрическом корпусе которого по его оси смонтирован с возможностью свободного вертикального перемещения подвижный шток, имеющий на нижнем его конце поршень, причем в стенках цилиндрического корпуса выполнены перфорации, с помощью кольца поднимают поршень вверх до упора его в крышку цилиндрического корпуса, после чего осуществляют свободное вертикальное перемещение штока вниз и измеряют глубину проникновения поршня в исследуемую смесь, на основании величины которой определяют пластическую прочность исследуемой смеси, а затем по тарировочному графику зависимости удобоукладываемости (жесткости) исследуемой смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня в смесь определяют вязкопластические свойства исследуемой смеси.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- для выполнения способа используют прибор, в цилиндрическом корпусе которого по его оси смонтирован с возможностью свободного вертикального перемещения подвижный шток, имеющий на нижнем его конце поршень;

- в стенках цилиндрического корпуса выполнены перфорации;

- с помощью кольца поднимают поршень вверх до упора его в крышку цилиндрического корпуса, после чего осуществляют свободное вертикальное перемещение штока вниз и измеряют глубину проникновения поршня в исследуемую смесь, на основании величины которой определяют пластическую прочность исследуемой смеси;

- затем по тарировочному графику зависимости удобоукладываемости (жесткости) бетонной смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня в смесь определяют вязкопластические свойства исследуемой смеси.

Это обеспечит упрощение способа определения вязкопластических свойств бетонной или растворной цементопесчаной смеси, сокращение цикла испытания, повышение достоверности получаемых результатов и расширение возможности способа за счет определения одновременно двух показателей бетонной смеси, а именно пластической прочности и жесткости.

В просмотренном нами патено-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений, содержащих указанные отличительные признаки.

Изобретение применимо и будет использовано для проведения испытаний бетонной смеси в 2008-2009 г.г.

На фиг.1 изображен прибор для проведения предлагаемого способа, вид спереди;

На фиг.2 - то же, вид сбоку;

На фиг.3 - изображен прибор, положение поршня вверху;

На фиг.4 - то же, положение поршня внизу;

На фиг.5 - поясняется принцип работы прибора;

На фиг.6 - представлен тарировочный график зависимости жесткости бетонной смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня в исследуемую смесь.

Прибор для выполнения способа содержит цилиндрический корпус 1, имеющий крышку 2 и опорную площадку 3, стенки 4 корпуса 1 перфорированы 5, а по его оси смонтирован с возможностью свободного вертикального перемещения шток 6 с поршнем 7 на нижнем его конце, причем на другом его конце закреплено кольцо 8 для приведение прибора в рабочее положение. Шток 6 снабжен шкалой 9.

Способ осуществляют следующим образом.

ПРИМЕР.

Прибор устанавливают опорной площадкой 3 на свежеуложенную бетонную смесь. С помощью кольца 8 поднимают поршень 7 вверх до упора его в крышку 2 цилиндрического корпуса 1. Отпускают кольцо 8, и поршень 7 из максимально верхнего положения за счет свободного вертикального перемещения штока 6 падает на исследуемую смесь, погружаясь в нее на некоторую величину . Следует отметить, что выполнение стенок 4 корпуса 1 с перфорациями 5 уменьшает сопротивление воздуха при движении поршня 7, что обеспечивает повышение достоверности получаемых результатов. Величину определяют по шкале 9 и определяют пластическую прочность.

В основу получения результатов значения пластической прочности заложено следующее. Поршень 7 массой m, находясь на высоте Н, обладает потенциальной энергией, которая равна:

Wп=mgH=Aпл= Рпл, где:

Wп - потенциальная энергия поршня;

m - масса поршня;

Апл - работа, совершаемая поршнем;

- величина погружения поршня в бетонную смесь;

Рпл - пластическая прочность бетонной смеси.

Отсюда, зная величину погружения , находим Рпл - пластическую прочность бетонной смеси.

Далее, зная пластическую прочность Рпл, по тарировочному графику зависимости удобоукладываемости (жесткости) бетонной смеси и ее пластической прочности от величины погружения поршня 7 в смесь определяют вязкопластические свойства исследуемой бетонной или растворной цементопесчаной смеси.

Таким образом, использование изобретения обеспечит упрощение способа определения жесткости бетонной смеси, сокращение цикла испытания, повышение достоверности получаемых результатов и расширение возможности способа за счет определения одновременно двух показателей бетонной смеси, а именно пластической прочности и жесткости.