Прилад для контролю технологічності будівельних сумішей і спосіб контролю технологічності будівельних сумішей

1 Прилад для контролю технологічності будівельних сумішей, що містить штатив, тримачі, стержень, що може ковзати у тримачах, вимірювальну насадку, що закріплена на КІНЦІ стержня, вимірювальну шкалу, що показує величину переміщення стержня, який відрізняється Винахід відноситься до галузі виробництва будівельних матеріалів Важливим аспектом забезпечення надійності і ДОВГОВІЧНОСТІ будівельних конструкцій і споруд є забезпечення технологічності будівельних сумішей на основі мінеральних в'яжучих - бетонних, розчинних, у тому числі тампонажних розчинів, і т п Технологічність зазначених сумішей (рухливість, твердість, здатність розтікатись і т п ) залежить від їх універсальних реологічних характеристик як дисперсних систем - в'язкості, опору зсуву і визначається водоутриманням, наявністю і вмістом пластифікуючих або, навпаки, тиксотропних добавок і т д Технологічністю керують шляхом зміни водоутримання і (або) уведення зазначених добавок з урахуванням забезпечення інших властивостей матеріалу При цьому керування технологічністю являє собою складний процес, що складається з одержання даних, їх аналізу, прийняття і реалізації рішень Для того, щоб забезпечити його в складі автоматизованої системи управління технологічним процесом приготування будівельних сумішей, варто застосовувати ефективні, нескладні і надійні прилад для контролю технологічних характеристик будівельних сумішей і спосіб контролю технологічних характеристик будівельних сумішей, що до КОНТРОЛЮ тим, що він обладнаний електроприводом, який приводить стержень у рух, амперметром, який показує силу струму на валу двигуна електроприводу, вимірювальна шкала є шкалою амперметра, насадка має форму кулі 2 Спосіб контролю технологічності будівельних сумішей, що включає занурення вимірювальної насадки у суміш, визначення за шкалою показників технологічності суміші, який відрізняється тим, що насадку занурюють у суміш з постійною швидкістю за допомогою електроприводу, шкалу амперметра попередньо тарують на потрібний показник технологічності суміші, з валу двигуна електроприводу одержують керуючий сигнал для автоматизованої системи управління приготуванням будівельної суміші зволяють автоматично одержувати сигнал керування ВІДОМІ стандартний конус для визначення рухливості бетонної суміші і спосіб контролю рухливості за його допомогою [1] Стандартний конус є порожнім металевим, усіченим, з діаметром нижньої основи D-20CM, верхньої d - 10см, висотою h = 30см Спосіб контролю включає заповнення конуса бетонною сумішшю, знімання конуса з суміші, вставлення поруч і вимірювання за допомогою двох ЛІНІЙОК рухливості - величини осідання у см під власною вагою одержаного конуса із бетонної суміші [1] Однак зазначені конус і спосіб мають вузький діапазон застосування (лише рухливі бетонні суміші), спосіб є трудомістким, бо передбачає значну КІЛЬКІСТЬ ручних операцій, а автоматичне одержання електричного сигналу, що залежав би від осідання конуса, не передбачене і є дуже складним Найбільш близькими за технічною суттю є прилад СтройЦНИЛ і спосіб визначення рухливості розчинної суміші за його допомогою [2] Прилад СтройЦНИЛ включає штатив, держателі, пусковий гвинт, стержень, що може ковзати у держателях, вимірювальну насадку у вигляді кону (О ю ю 55610 са висотою 180мм і основою діаметром 150мм, закріплену на КІНЦІ стержня, причому маса конуса разом із стержнем складає 300г, шкалу для підрахунків, що показує величину переміщення стержня у см, посудину Спосіб контролю технологічності за допомогою приладу СтройЦНИЛ включає заповнення посудини свіжоприготованим розчином, підведення до його поверхні вістря вимірювальної насадки, відпускання пускового гвинта, вільного занурення насадки у розчин і по закінченні занурення - визначення за шкалою рухливості суміші глибини занурення насадки у розчин у см Однак дані прилад і спосіб також мають вузький діапазон застосування, бо глибина занурення насадки у суміш під власною вагою залежить не тільки від реологічних властивостей суміші, а й середньої густини, що виключає застосування приладу і способу, наприклад для пінобетонних сумішей Автоматичне одержання електричного сигналу, що залежав би від глибини занурення конуса, також не передбачене і дуже ускладнене тим, що швидкість руху насадки під власною вагою змінюється від максимального значення до нуля Поставлено задачу удосконалення приладу і способу з метою розширення діапазону їх застосування, одержання електричного сигналу, визначення за допомогою цього сигналу технологічних характеристик випробуваної будівельної суміші, а також його застосовування як керуючого для систем автоматичного управління приготуванням будівельних сумішей Вказана задача досягається тим, що прилад обладнаний електроприводом 1, ф і г 1 , який приводить стержень у рух, та амперметром 2, який показує силу струму на валу двигуна електроприводу, вимірювальна шкала є шкалою амперметра, насадка 3 має форму кулі, насадку занурюють у суміш 4 з постійною швидкістю за допомогою електроприводу, шкалу амперметра попередньо тарують на потрібний показник технологічності суміші, з валу двигуна електроприводу одержують керуючий сигнал для автоматизованої системи управління приготуванням будівельної суміші Спільними З прототипом ознаками є штатив, держателі, стержень, що може ковзати у держателях, вимірювальна насадка, що закріплена на КІНЦІ стержня, шкала, занурення вимірювальної насадки у розчин, визначення по шкалі показників технологічності суміші Однак у приладі і способі, запропонованих у прототипі, вимірювальна насадка є конусом висотою 180мм і основою діаметром 150мм, причому маса конуса разом із стержнем складає 300г, шкала для ВІДЛІКІВ дозволяє вимірювати глибину занурення конуса у розчин у см, насадка вільно занурюється у розчин під власною вагою зі швидкістю, що зменшується з максимальної до нульової Суть винаходу полягає в такому Вимірювальна насадка 7 фіг 1 приводиться в рух за допомогою електропривода 2 фіг 1 силою Fen При русі з постійною швидкістю v = const зверху - униз Fen знаходиться в рівновазі із силами, що перешкоджають руху - силою внутрішнього тертя (в'язкості) Fmp і силою, що виштовхує Р ар (фіг 2) геп~г т р+г а р (1) Сила внутрішнього тертя при русі у в'язкій рі дини насадки, що має форму кулі, визначається законом Стокса Fmp = 37lTldv (2) де ті - в'язкість рідини, Па-с d - діаметр насадки, м v - швидкість тіла відносно рідини, м/с Сила, що виштовхує, визначається законом Архімеда Fap = | 7 i d 3 p g , (3) де р- густина рідини, кг/м3, g - прискорення вільного падіння, м/с Підставивши (2) і (3) в (1), одержимо F en =67ir|Rv + ^ 7 i R 3 p g О (4) Механічна робота з руху насадки дорівнює имех~гепі> \р) де І - відстань, на яке переміщається куля нює Електрична робота приводу при цьому дорівиіЛ, (6) де U- напруга на валу електроприводу, В, І - сила струму на валу електроприводу, А, t - час руху насадки, с Припустимо, що робота, яку витрачає електропривод на рух власних частин, на подолання тертя у вузлах електроприводу і т п незначні Практично це досягнемо підставленням у (6) як І не повного значення сили струму на валу електроприводу, а різниці значень при випробування суміші і холостому ході у повітрі Тоді ЗГІДНО закону збереження енергії механічна й електрична робота рівні и Н ех=и е л (7) Підставивши (5) і (6) у (7), одержимо (8) en t| Дорівнявши (8) і (4), одержимо вираз III І — = 37iridv + — 7id 3 pg, (9) tl 6 з якого видно, що при ПОСТІЙНІЙ напрузі U і ПОСТІЙНІЙ ШВИДКОСТІ руху v сила струму І залежить від в'язкості Т| І густини р будівельної суміші - характеристик, що визначають показники її технологічності З (9) виведемо вираз для динамічної в'язкості розчину 37idl 2 181 На Фіг 1 зображено приклад для контролю технологічності будівельних сумішей, на Фіг 2 сили, що діють на вимірювальну насадку, на Фіг 36 наведено результати випробувань суміші цементно-піщаного розчину складу 1 1 за допомогою віскозиметра Суттарда і запропонованого приладу На фіг 3 наведено залежність розпливу суміші DCyr від водоцементного відношення В/Ц, на фіг 4 залежність між DcyT і силою струму на амперметрі І, на фіг 5 - залежність в'язкості суміші т|], визначеної за (10) в залежності від значення І, від В/Ц і на фіг 6 - залежність між г| і DcyT Значення в'язкості суміші на залежностях фіг 5 і 6 є порівняними з відомими літературними дани ми, що свідчить про коректність виразу (10). Залежність фіг.4 підтверджує, що показання приладів в електричній схемі, зокрема сили струму при постійній напрузі, залежать від технологічних характеристик будівельної суміші, і ця залежність може бути застосована як тарувальна у виробничих цілях. Таким чином, прилад і спосіб мають більш широкий діапазон застосування, ніж прототип, дозволяють одержувати електричний сигнал, визначати за допомогою цього сигналу технологічні характе 55610 ристики випробуваної будівельної суміші, а також застосовувати цей сигнал як керуючий для систем автоматичного управління приготуванням будівельних сумішей. Використані в заявці матеріали. 1. ГОСТ 10181.1- 81 Смеси бетонные. Методы определения удобоукладываемости.- М.: Изд-во стандартов, 1983,-с.11. 2. ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1986.с.22. ФІГ.1 Фіг.2 Тлу- он ; ' е.8 уэ СО? ЭОЭ Підписано до друку 05.05.2003 р. ЭИ 315 Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 0-Z