Ротационный реометр

 

РОТАЦИОННЫЙ РЕОМЕТР, для объемньго кспытания на сдвиг дисперсных материалов, содержащий установленные соосно верхний и нижний цилиндры с внутренней радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями и связанные с системой сдвига и систему измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точи ОСТИ;измерения при деформа1ЩННОМ упрочнении структуры за счет исключения влияния явления дилатансии , система сдвига выполненав виде не менее чем двух подвижных опор,. установленных на фланцах цилиндров в плоскости сдвига, одна из которыз4 установлена на внешней стороне фланца верхнего цилиндра и снабжена . ограничителем вертикальных перемещений , при этом зазор между цилиндрами в плоскости соосного центрирования составляет О d f/, минимальный диаметр частиц материала.

СОКИ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) G 0 И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3614119/24-25 (22) 04.07-.83 (46) 07.03.85. Бюл ° № 9 (72) Б.И. Зыков (71) Ярославский политехнический институт (53) 532.137(088.8) (56) 1. Блещик Н.П. Структурно-механические свойства и реология бетонной смеси и пресс-вакуум бетона.

Минск, "Наука и техника", 1977, с. 232.

2. Авторское. свидетельство СССР . В 800825, кл. 6 01 N 11/14, 1981 (прототип) . (54)(57) РОТАЦИОННЫЙ РЕОИЕТР, для объемного испытания на сдвиг дисперсных материалов, содержащий установленные соосно верхний и нижний ци«

„„SU„„144024 А линдры с внутренней радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями и связанные с системой сдвига и систему измерения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения точности измерения при деформацинном упрочнении структуры за счет исключения влияния явления дилатансии, система сдвига выполнена- в виде не менее чем двух подвижных опор,. установленных на фланцах цилиндров в плоскости сдвига, одна из которых установлена на внешней стороне фланца верхнего цилиндра и снабжена ограничителем вертикальных перемеще-, ний, при этом зазор между цилиндрами в плоскости соо ного центрирования составляет 3 4 d мин, где мин минимальный диаметр частиц материала. С

1144024

Изобретение относится к устройствам для определения реологических характеристик материалов, преимущественно свежеуплотненных бетонных смесей, а также грунтов и,других 5 подобных дисперсных материалов по методу объемной реологии.

Известен одноплоскостной прибор, содержащий верхнюю часть прямоугольной формы, сдвигаемую относительно fg нижней неподвижной части (11 .

Недостатком устройства является то, что формы имеют переменную площадь сдвига объема материала и ограниченную величину деформации, что затрудняет опрецеление фактического напряжения сдвига.

Известен ротационный реометр, содержащий установленные соосно верхний подвижный и нижний неподвижный ци- 2О линдры с внутренней радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями, систему сдвига, привод и систему измере-::. ния (2J .

Однако это устройство обладает у5 недостаточной точностью измерения, поскольку сдвиг верхнего цилиндра происходит по поверхности материала, находящегося в нижнем цилиндре, что позволяет при действии вибрационной нагрузки определять с достаточной точностью изменение вязкостных . свойств только за счет эффекта тиксотропного разжижения материала.

При уплотнении наблюдается эф35 фект деформационного упрочнения структуры (эффект Баушингера), который данным реометром определен быть не может, кроме того, такой прибор не предусматривает определе- 40 ние величин напряжения и деформации материала, значения которых необходимы для суждения об эффек гивности параметров вибрации и пригрузочного давления во времени нагружения.

Цель изобретения — повышение точ-. ности измерения при деформационном упрочнении структуры за счет исключения влияния явления дилатансии.

Цель достигается тем, что в ро- 50 тационном реометре для объемного испытания на сдвиг дисперсных материалов, содержащем установленные соосно верхний подвижный и нижний неподвижный цилиндры с внутренней 55 радиальной нарезкой и центрирующими поверхностями, систему сдвига, привод и систему измерения, система сдвига выполнена в виде не менее чем двух подвижных опор, установленных на фланцах цилиндров в плоскости сдвига, одна из которых установлена на внешней стороне фланца верхнего. цилиндра и снабжена ограничителем вертикальных перемещений, при этом зазор между ццлиндрами в плоскости соосного центрирования составляет

О < 0,5-1,0d>

Размер зазора между цилиндрами обусловлен необходимостью устранения проникания наименьших частиц материала к шариковой опоре.

На фиг.! схематично изображено устройство, общий вид, на фиг.2— двухрычаговая система измерения.

Вискозиметр состоит из верхнего

1 подвижного и нижнего 2 неподвижного цилиндров диаметром А и высотой tl имеющих внутненнюю радиальную нарезку 3, коническо-цилиндрические поверхности 4, фланцы 5 и б, между которыми смонтирована шариковая опо ра 7. Между собой цилиндры устанавливаются с постоянным зазором 3 . K, фланцу нижнего цилиндра 2 присоединено наружное кольцо 8. Между кольцом 8 и фланцем 5 верхнего цилиндра ! смонтирована шариковая опора 9.

Нижний цилиндр 2 имеет днище 10 с прикрепленным датчиком 11 давления, подсоединяемым к системе тензоизмерения. Этот цилиндр крепится к патрубку 12, соединяемому с рамой

13.

На верхней горизонтальной поверхности фланца 5 цилиндра 1 смонтирована шариковая опора 14, на которой установлено с возможностью поворота зубчатое колесо 15, входящее в зацепление с шестерней 1б приводного электромеханизма 17, прикрепляемого с помощью кронштейна 18 к раме 13. К верхней части цилиндра 1 прикреплена втулка 19, к фланцу которой присоединяется воронка 20.

Двухрычаговая система измерения сдвигающего усилия состоит из левого рычага 21 с тензорезисторами 22, соединяемого с зубчатым колесом 15, и правого рычага 23, присоединяемого к втулке 19. Между рычагами на расстоянии 8 от центра поворота установлен образцовый динамометр 24.

Вискозиметр имеет пригрузочные диски 25, с верхней поверхностью од

11440?4

3 ного из которых входит в контакт датчик 26 перемещений, закрепленный на раме 13.

Вискозиметр работает следующим образом.

Вискозиметр устанавливается на раме 13, на которой с помощью кронштейна 18 крепится приводной электромеханизм 1?. Между рычагами

21 и.23 устанавливается образцовый 1р динамометр 24 или, в случае залиси на пленку,тензорезисторы 22 присоединяются к системе тензоизмерения.

Включается приводной электромеханизм, и шестерня. 1б начинает вращать зубчатое колесо 15, которое передает усилие левому рычагу 21. Этот рычаг через динамометр передает усилие правому рычагу 23, .который жестко присоединен к втулке 19, соединенной с верхним цилиндром 1. В результате этот цилиндр начинает вращаться вместе с рычагами и зубчатым колесом относительно нижнего неподвижного цилиндра 2. Применение шариковых опор д5

?. и 14 до минимума снижает трение между фланцами 5 и б цилиндров и повышает точность измерений. При установившемся движении фиксируется (визуально или на пленку) усилие хо- ЗО лостого хода. Затем электромеханиэм выключается, После этого в цилиндры через воронку 20 загружается навеска материала определенного гранулометрического состава (при известных значениях.Змс,кс и dye< ). Затем включается приводной электромеханизм и аналогичным образом осуществляется работа вискозиметра и сдвиг час40 ти объема материала в верхнем цилиндре относительно неподвижной его части, находящейся в нижнем цилиндре Этот сдвиг становится возмож, ным благодаря внутренней радиальной

45 .,нарезке в цилиндрах, что приводит к возникновению силы трения, значи::тельно большей, чем в плоскости сдвига материала. По величине замеренного усилия сдвига Р за вычетом уси1 5Î лия холостого хода определяется на.пряжение сдвига д для свеженасы-, и панного материала по формуле где P„ — замеренное усилие сдвига;

Р— расстояние от центра вращения до места измерения усилия;

Д вЂ” внутренний диаметр цилиндра вискозиметра, — расстояние до центра тяжес-. ти полуокружности цилиндра вискозиметра, равное

Г8

4/3 (здесь r > — внутренний радиус цилиндра вискозиметра).

При этом величину диаметра вискозиметра для исследования бетонных смесей целесообразно принимать

Д 1 54 где3 д„- наибольший диаметр зерен крупного заполнителя, а высоту цилиндров 4=0,8-1,0 Д .

Затем приводной электромеханизм выключается и вискозиметр при снятом динамометре устанавливается на вибровозбудитель (вибростенда виброплощадки и пр ° ). При необходимости материал пригружается дисками 25. Устанавливается датчик 2б перемещения который вместе с датчиком 11 давления присоединяется к системе тензоизмерения. B течение определенного времени на материал воздействуют вибрацией заданного амплитудно-частотного фона. При этом происходит изменение свойств материала и деформационное упрочнение структуры.

Одновременно осуществляется запись показаний датчиков.

По завершении динамических воздействий вискозиметр снимается с вибровозбудителя, устанавливается на раму с приводным электромеханизмом, а между рычагами устанавливается динамометр. Затем включается электромеханизм и производятся сдвиговые испытания свежеуплотненного материала. Одновременно фиксируется усилие сдвига P,, по максимальному значению которого рассчитывается напряжение д „

Исключение влияния явления дилатансии обеспечивается постоянной величиной зазора 1 между цилиндрами за счет использования шариковой топоры 9 и наружного кольца 8.

Предложенная конструкция вискозиметра, работающего по методу объемного .сдвига, обеспечивает высокую точность измерений за счет исключения влияния явления дилатансии. По величине щд„с — i ) судят о величигл и не деформационного упрочнения структуры и эффективности принятого амплитудно-частотного режима и пригрузочного давления. В результате обеспечивается возможность комплексной оценки изменения cBoHctB материала по ряду показателей: деформации Я напряжению 6, предельному напряже144024 б нию при чистом сдвиге щ„, а также производным показателям скоростям деформации f и напряжения.6 истинной вязкости g, вязкости элас5 тичности, модулям упругости и деформации и другим реологическим показатеЛям.

1144024

Составитель В.Агафонова

Редактор Т.Кугрьппева ТехредИ Гергель Корректор А.Обручар Заказ897/36 Тираж 897 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам,иэобретеиий и открытий

113035, Иосква, 3f-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4