Спосіб визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів та пристрій для його здійснення

1 Спосіб визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, який містить засипання матеріалу, що досліджується, у відкриту ємкість з верхнім зливним отвором, заповнення u водою, витримування при періодичному перемішуванні матеріалу 1,5-2 години, промивання його при перемішуванні до тих пір, поки вода після промивання не буде залишатись прозорою, який відрізняється тим, що ємкість з матеріалом перед його промиванням заповнюють водою до нижнього рівня зливного отвору, який забезпечує стікання надлишкової вода через зливну трубку, після видалення надлишка води її закривають, зважуванням визначають масу ємкості з матеріалом і водою, відривають зливну трубку і, подаючи воду, промивають матеріал до витікання із зливної трубки прозорої води, встановлюють ємкість у попереднє положення, добавляють воду до нижнього рівня зливного отвору, після стікання її надлишка закривають зливну трубку і зважуванням визначають масу ємкості з промитим матеріалом та прозорою водою, вміст Винаходи стосуються методів дослідження матеріалів - заповнювачів для бетонів при будівельних роботах, а саме способів і пристроїв для визначення їх забрудненості пиловидними, мулкими та глинистими частками і можуть бути використаними при знахожденні забрудненості будь-яких нерозчинних у воді сипких матеріалів з найбільшою крупністю не більше 40мм Відомим Є обраний прототипом першого винаходу спосіб визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів визначають з формули МС де П - вміст пиловидних, мулких і глинистих часток, % Мі - маса ємкості з матеріалом, що досліджується, і водою, яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, Мг - маса ємкості з промитим матеріалом і прозорою водою, яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, С - маса ємкості з водою, яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси 2 Пристрій для визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, що містить циліндричну ємкість з боковим верхнім зливним отвором, до якого підведено зливну трубку, і приспособления для переміщування, який відрізняється тим, що ємкість у перетині зливного отвору виконана звуженою, з діаметром 4555 мм, зливна трубка наділена приспособлениям для її перекривання і виконана з нахилом донизу 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що дно ємкості має три рівновіддалені точечні опори 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що приспособления для перемішування сполучене з напірним трубопроводом і виконане у вигляді трубки з насадкою, що має отвори для подання води який описано у пункті 5 "Определение содержания пылевидных, илистых и глинистых частиц отмучиванием", ГОСТ 8735-88" Песок для строительных работ Методы испытаний" У пункті 5 "Определение содержания в щебне (гравии) пылевидных, илистых и глинистих частиц отмучиванием", ГОСТу 826987 "Щебень из естественного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ Методы испытаний" мова йде про адекватний спосіб, який відрізняється лише матеріалом, що досліджується, та діаметром ємкості пристрою для (О 46941 проведення випробовувань Спосіб полягає у виділенні пиловидних, мулких і глинистих часток з висушеного заповнювача для бетону - піску Для цього мірку піску масою М=1000г розміщують у циліндричній посудині і заливають водою так, щоб висота шару води над піском була біля 200мм Після двогодинної витримки у воді при періодичному перемішуванні дерев'яною мішалкою вміст посудини знову енергійно перемішують та залишають у спокої на 2 хвилини Потім зливають отриману при промиванні суспензію, залишаючи и шар над піском не меншим 30мм Після ЧОГО ПІСОК знову заливають водою до вказаного вище рівня Промивання матеріалу у зазначеній ПОСЛІДОВНОСТІ повторюють до тих пір, поки вода після промивання не буде залишатись прозорою Для випробовувань використовують відкриту посудину для відкаламучування, яка має верхній і два нижніх зливних отвори Після закінчення відкаламучування промиту мірку висушують до постійної маси Мс Вміст відкаламучених часток у відсотках від маси визначають за формулою П 100 Ознаками прототипу, що співпадають з суттєвими ознаками першого винаходу, є використання у способі визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів засипання матеріалу, що досліджується, у відкриту ємкість з верхнім зливним отвором, заповнення її водою, витримування при періодичному перемішуванні матеріалу 1,5-2 години, промивання його при перемішуванні до тих пір, поки вода після промивання не буде залишатись прозорою Причинами, що перешкоджають досягненню необхідного технічного результату, вказаного нижче, при визначенні вмісту відкаламучуваних часток в піску (а також і у гравм, і у щебні) для будівельних робіт у прототипі, при його використанні є значні витрати енергії (40-70 кВт-год), часу (більше доби) і праці, які обумовлені необхідністю висушування матеріалу як до його дослідження, так і після промивання, включаючи також випарювання поверхневого шару води, що залишився (не менше 30мм) У основу першого винаходу поставлено задачу вдосконалення способу визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів шляхом промивки матеріалу, що досліджується, у ємкості при безперервному подаванні води приспособлениям для перемішування, після чого аналітичним шляхом на підставі зважування ємкості з матеріалом і водою, що залита до нижнього рівня зливного отвору, підраховують вміст відкаламучуваних часток і отримують технічний результат - скорочення витрат, енергетичних і часу, а також споживчі властивості, що витікають з нього, а саме - вивільнення робочої сили Поставлену задачу вирішують тим, що у способі визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, який містить засипання матеріалу, що досліджується, у відкриту ємкість з верхнім зливним отвором, заповнення її водою, витримування при періодичному перемішуванні матеріалу 1,5-2 години, промиван ня його при перемішуванні до тих пір, поки вода після промивання не буде залишатись прозорою, згідно винаходу, ємкість з матеріалом перед його промиванням заповнюють водою до нижнього рівня зливного отвору, який забезпечує стікання надлишкової води через зливну трубку, після видалення надлишка води зливну трубку закривають, зважуванням визначають масу ємкості з матеріалом і водою, відривають зливну трубку і, подаючи воду, промивають матеріал до витікання із зливної трубки прозорої води, встановлюють ємкість у попереднє положення, добавляють воду до нижнього рівня зливного отвору, після стікання її надлишка закривають зливну трубку і зважуванням визначають масу ємкості з промитим матеріалом та прозорою водою, вміст пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, визначають з формули n=IVH-M2 МС Де П - вміст пиловидних, мулких і глинистих часток, %, Мі - маса ємкості з матеріалом, що досліджується, і водою, яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, Мг - маса ємкості з промитим матеріалом і прозорою водою яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, С - маса ємкості з водою, яку залито до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси Між сукупністю суттєвих ознак першого винаходу і технічним результатом, якого можна досягти, існує такий причинно-наслідковий зв'язок Для використання у способі формули підрахунку вмісту відкаламучуваних часток необхідні наявність ємкості з верхнім зливним отвором, у яку засипають, витримують у воді 1,5-2 години та промивають при перемішуванні матеріал, що досліджувався, до тих пір, поки вода після промивання не буде залишатись прозорою, а також наявність зважування як до промивання, так і після нього Запропонований спосіб і математична формула дозволяють без витрат часу і енергії на висушування матеріалу отримати зразу після його промивання технічний результат за два зважування (знаючи масу ємкості з водою, що залита до нижнього рівня зливного отвору) ємкості, що містить матеріал і воду, залиту до нижнього рівня зливного отвору, перед промиванням і після нього підрахувати вміст пиловидних, мулких і глинистих часток Прототипом другого винаходу обрано посудину для відкаламучування піску ( сосуд для отмучивания песка, ГОСТ 8735-88, чертеж 3), яка є циліндричною ємкістю діаметром 120мм та висотою 320мм, що має три бокових отвори, до яких підведено горизонтально розташовані зливні трубки дві нижні для зливання суспензії і верхня зливна - для підтримання висоти шару води над матеріалом близько 200мм Матеріал у процесі випробовувань енергійно перемішують Ознаками прототипу, що співпадають з суттєвими ознаками другого винаходу, є наявність у пристрої для визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток у заповнювачах для бетонів, 46941 циліндричної ємкості з боковим верхнім отвором, ши тим самим точність визначення мас і всього до якого підведено зливну трубку, і приспособленвизначення у цілому Виконання зливної трубки з ия для перемішування нахилом донизу попередить затримування у ній Причинами, що перешкоджають досягненню води Наявність приспособления для перемішувказаного нижче технічного результату у прототипі вання з насадкою, що має отвори, підвищить інтепри його використанні, є нсивність відкаламучування і запобігатиме забиванню трубки - неможливість точної фіксації рівня води у ємкості з-за значного розміру діаметра ємкості у пеНа фігурі 1 схематично показано пристрій На ретині зливної трубки та внаслідок горизонтальнофігурі 2 - вид А фігури 1 Пристрій містить ємкість го положення зливної трубки, 1, що має нижню циліндричну частину 2 діаметром 120-230мм, яка переходить у конічну частину З, - необхідність періодичного наповнення ємкосяка у свою чергу переходить у верхню циліндричну ті водою та зливання суспензії після відстоювання частину 4 діаметром 45-55мм У верхній циліндриперемішаного матеріалу, що збільшує трудоемчній частині 4 виконано зливний отвір 5, до якого кость та тривалість випробовувань підведено зливну трубку 6 з приспособлениям для У основу другого винаходу поставлена задача и перекривання 7 вдосконалення конструкції пристрою для визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часДо дна 8 нижньої циліндричної частини 2 на ток у заповнювачах для бетонів, у якому за рахурівних відстанях по контуру прикреплял три опори нок зменшення розміру ємкості до діаметра 459, що утворюють у плані рівносторонній трикутник і 55мм у перетині верхнього зливного отвору, за забезпечують СТІЙКІСТЬ ЄМКОСТІ 1, а також стабільрахунок забезпечення перекривання зливної трубність рівня залишкової води у перетині зливного ки та нахилу и вниз, забезпечення стійкої установотвору 5 ки ємкості і за рахунок подання вода від нагарного Приспособления для перемішування 10 викотрубопроводу у матеріал, що промивається, через нане у вигляді трубки, сполучене шлангом 11 з приспособления для перемішування, буде отринагарним трубопроводом (на фіг не показаний) та мано технічний результат -підвищення точності має насадку 12 з отворами 13, через які надходить вимірювань, зниження трудоємкості та скорочення вода для промивання матеріалу, що знаходиться у часу на визначення вмісту пиловидних, мулких і нижній циліндричній частині 2 Завантаження маглинистих часток забруднень, підвищення інтенситеріалу до ємкості 1 здійснюється через лійку 14, вності їх відкаламучування яка виготовлена зйомкою, та використовується лише при завантаженні Нижня частина лійки 14 Поставлену задачу вирішують тим, що у при(носик) повинна бути такої висоти, щоб перекристрої для визначення вмісту пиловидних, мулких і вала зливний отвір 5 для запобігання потрапляння глинистих часток у заповнювачах для бетонів, що матеріалу у трубку 6 при його завантаженні містить циліндричну ємкість з боковим верхнім зливним отвором, до якого підведено зливну трубСпосіб за допомогою пристрою здійснюють таку, і приспособления для перемішування, згідно ким чином винаходу, ємкість у перетині зливного отвору виЯкщо випробовування проводять вперше, то конана звуженою до діаметра 45-55мм, зливна спочатку визначають величину С - масу ємкості 1 з трубка наділена приспособлениям для її перекриводою, залитою до нижнього рівня зливного отвовання і виконана з нахилом донизу Згідно винахору 5 Для цього ємкість 1 пристрою ставлять на ду, дно ємкості має три равновіддалені точечні рівну площадку та заливають водою так, щоб вона опори Згідно винаходу, приспособления для пепереливалась через зливний отвір 5, а потім переремішування сполучене з напірним трубопроводом стала капати з відкритої зливної трубки б Після і виконане у вигляді трубки з насадкою, що має цього зливну трубку б закривають приспособлениотвори для подання води ям для перекривання 7 і зважуванням визначають масу ємкості 1 з водою Між сукупністю суттєвих ознак другого винаходу і технічним результатом, що передбачається, Для проведення випробовувань матеріалу у існує такий причинно-наслідковий зв'язок викоємкість 1 вставляють приспособления для перенання ємкості звуженою у перетині зливного отвомішування 10 з насадкою 12, приєднане через ру, трубки, нахиленої донизу і виконаної з можлишланг 11 до напірного трубопроводу, на 50-60%, вістю и перекривання, дозволить підвищити наповнюють її водою і через лійку 14 засипають точність відмежування води у нижньому рівні злиматеріал (біля 1кг) Лійку 14 виймають, Вмістиме вного отвору і зберегти и об'єм незмінним при ємкості 1 витримують при періодичному перемішузважуванні пристрою і його вмістимого, конструкванні приспособлениям 10 протягом 1,5-2 годин тивне виконання ємкості дасть змогу підрахувати для розмокання глинистої частини і видалення вміст відкаламучуваних часток як до промивання, повітря Потім доливають воду до рівня зливного так і після нього, що прискорює отримання резульотвору 5 Далі все виконують як при визначенні татів випробовувань у 20-30 разів Виконання діавеличини С (див вище) і зважуванням находять метра ємкості на рівні зливного отвору 45-55мм масу Мі ємкості з матеріалом і водою, залитою до обумовлено обмеженням найбільшої крупності нижнього рівня зливного отвору 5 Після ЦЬОГО заповнювача розміром 40мм , частки крупності ЄМКІСТЬ 1 ставлять у зручному для роботи МІСЦІ, більшої 50мм у заповнювачах для бетонів примівідкривають зливну трубку 6 і, подаючи воду у няються рідко Установка ємкості таким чином, приспособления для перемішування 10, промиващоб поверхня води завжди знаходилась лише в ють матеріал Коли зі зливної трубки 6 потече одній площині, забезпечить її однаковий рівень в прозора вода, припиняють подачу води через зливному отворі у процесі вимірювань, підвищившланг 11, виймають приспособления для перемі 8 7 46941 шування 10 і проробляють все у тій же ПОСЛІДОВотвору, складе І2 нього рівня зливною НОСТІ, що і при визначенні величин С и Мі ЗважуМ=мємк+М-М ч +В 2 , Віднімаючи отримане рівняння з рівняння Мі ванням знаходять масу М 2 та підраховують відсот1ємк+М+Ві знаходять ковий вміст пиловидних, мулких і глинистих Мі - М 2 =М Ч + Ві - В2, звідки часток, видалених з материалу промиванням, за формулою Мч=Мі -М 2 +В 2 -Ві, де В2-Ві = V4 =МЧ/Р Проставляючи це значення у рівняння М ч = Мі n=IVH-M2 + 1І B2-B1, знаходять / 2 МС М ч = Мі - М 2 + В2-Ві, звідки Де П - вміст пиловидних, мулких і глинистих часток, %, Мі - маса ємкості з матеріалам і водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, М 2 - маса ємкості з промитим матеріалом і прозорою водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси, С - маса ємкості с водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, одиниця маси Формулу для визначення вмісту пиловидних, мулких і глинистих часток отримано з таких міркувань Прийнявши такі позначення М, V - ВІДПОВІДНО маса і абсолютний об'єм забрудненого матеріалу, що випробовується, МЄнк, В - ВІДПОВІДНО маса ємкості пристрою і води у ньому, залитої до нижнього рівня зливного отвору, Мч, V4 - ВІДПОВІДНО маса і абсолютний об'єм відкаламучуваних часток, Ві - об'єм (маса) води, залитої у ємкість пристрою до нижнього рівня зливного отвору при знаходженні у ній матеріалу перед його пробиванням і перед зважуванням, В2 - об'єм (маса) води, залитої у ємкість пристрою до нижнього рівня зливного отвору зразу після промивання матеріалу, перед другим зважуванням, р - густина матеріалу у його об'ємі V, мають масу ємкості пристрою з матеріалом і ВОДОЮ, ЗаЛИТОЮ ДО НИЖНЬОГО ріВНЯ ЗЛИВНОГО ОТВОРУ М і = Момк + М + В і , ЗВІДКИ М = М і - М Є мк-Ві При завантаженні матеріалу в ємкість пристрою об'єм В зменшиться на величину абсолютного об'єму матеріалу Vi складе Ві = В- V, проставляючи це значення Ві у рівняння, знаходять М = Mi+V-(MeHK + В) Абсолютний об'єм матеріалу V = М/р Підставляючи значення V у попередню формулу отримують М = - ^ - х ( М - | -С), Р-1 ' позначивши постійну для ємкості суму (МЄНк+ В) літерою С Після промивання маса матеріалу (М) зменшиться на величину маси відкаламучуваних часток (Мч) і сумарна маса ємкості пристрою з уже чистим заповнювачем і водою, залитою до ниж Р (Мі - М 2 ) р-1 Відсотковий ВМІСТ у матеріалі відкаламучуваних часток згідно ГОСТ 8735-88, п 5 рахують за формулою Мч = П= ^ х Ю 0 м Підставляючи сюди значення яке дорівнює а величину Мз р (М-| -С), отримують Р-1 - | - М 2 :100 1І - С Приклад порівнювалього визначення вмісту відкаламучуваних часток стандартним (за прототипом) і запропонованим способом за допомогою пристрою Матеріал, що випробовують, - кварцевий пісок з густиною зерен р=2,625г/см3 Для випробовування обома способами використана мірка висушеного матеріалу М = 1000г Маса використаної ємкості з водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, склала, згідно зважуванню, С = 4541г Маса матеріалу, промитого за способом прототипу і висушеного до постійної ваги, М с = 956г Маса ємкості з матеріалом і водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, Мі = 5160г Маса ємкості с промитим матеріалом і прозорою водою, залитою до нижнього рівня зливного отвору, М 2 = 5133г П За способом прототипу вміст пиловидних, мулких і глинистих часток склав 1000-956 П ;Ю0 = 4,4% 1000 За способом винаходу вміст пиловидних, мулких і глинистих часток склав 5160-5133 :100 = 4,36% П 5160-4541 Різниця становить 4,4 - 4,36 100 = 0,91% 4,4 При цьому, на випробовування за прототипом витрачено біля 24 годин, а на отримання результату за винаходом - біля 1 години 46941 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10