Методы и приборы для определения реологических характеристик пластично-вязких систем

Структурно-механические характеристики пластично-вязких систем в области производства строительных материалов определяются простыми методами, выражаются в условных единицах и по этой причине являются лишь косвенными характеристиками реологических свойств материалов.

Стандартные технические методы оценки пластично-вязких свойств строительных материалов в пастообразном состояние группы:

- методы и приборы, основанные на проникновении тела правильной геометрической формы в испытуемый материал – пестик и игла для вяжущих, конус для строительных растворов, пенетрометр для битмов, консистометр для гидроизоляционных мастик и др.;

-методы определения осадки или расплавы массы, которой сначала придана правильная геометрическая форма – осадка стандартного конуса бетонной смеси, цилиндрический вискозиметр для гипса, конус и встряхивающий столик для растворной смеси;

-методы и приборы измерения времени, необходимого для того, чтобы испытуемая масса заняла определенный объем под действием вибрирования – технический вискозиметр, вебеметр ,прощенный способ Б.Г. Скрамтаева для бетонных смесей.

Методика лабораторной работы.

1. Определение предельного напряжения сдвига керамической масс различного состава

Цель работы: выявление зависимости между величиной предельного напряжения сдвига влагосодержанием керамических масс.

Приборы для исследования: конический пластометр; весы; мерные цилиндры эксикатор ; шарообразная чаша.

Материалы : глины двух месторождений, высушенные до постоянной массы, размолотые и просеянные через сито; молотый кварцевый песок, высушенный до постоянной массы.

Порядок выполнения работы

Подготовка глиняной массы к исследованиям

Для получения однородной керамической массы 500 г размолотой высушенной до постоянной массы затворяется водой. Количество воды должно составлять 10-15% от массы глины или смеси глины СС молотым кварцевым песком. Масса перемешивается вручную в течение 30 минут в шарообразной чаще, предварительно протертой влажной ветошью. На глиняном брусе делается пометка о составе шихты и влагосодержании, глиняная масса помещается на 24 часа в эксикатор. Вторичное перемешивание производится перед испытанием .

Устройство и работа конического пластометра

Для определения предельного напряжения сдвига применяется метод пенетрации, основанный на измерении глубины погружения конуса пластометра в пластично-вязкую систему. Конический пластометр (рисунок 4) изготовлен на основе конструкции ручного пенетрометра для определения твердости битума, в котором направляющий стержень со сменными конусами 2. Предусмотрена возможность изменения веса нагрузки ,воздействующей на испытываемую массу, путем увеличения или уменьшения количества сменных грузов 4.

Рисунок 4 – конический пластометр:

1-обойма с исследуемым материалом; 2 – направляющий стержень с конусом; 3 –индикатор часового типа; 4 сменные

Измерение на коническом пластометре производятся в следующем порядке: острие конуса приводится в соприкосновение с открытой поверхностью исследуемой массы, помещенной в металлическую обойм 1, стрелка индикатора 3 выводится на ноль, освобождается стержень, конс под действием веса стержня и грузов погружается в исследуемую массу, конечное положение конуса фиксируется по показаниям индикатора.

Прибор снабжен тремя конусами , угол при вершине которых равен 30,45, . На глиняной массе первого состава следует проверить инвариантность получаемой на приборе реологической характеристики (предельного напряжения сдвига ) в зависимости от веса нагрузки и величины угла при вершине конуса.

2. Результаты исследования

Результаты исследования предельного напряжения чистой глины записаны в следующий таблицы № 3

Таблица № 3

%	e	O	Раб		,мм		Mпа
15	1632,3	199 200 204	243 240 233		4,4 3,3 3,6		0,74
25	666,7	132 137 133	219 225 231		3,3 3,4 3,6		0,05
35	406,7	125 126 127 126	306 281 284 254		15,6 12,8 1,54		0,012
40	196,7	123 127 127	275 265 253		13,6 13,2 14,8		0,0061
42,5	Разрушение структуры					0,00001

результаты исследования мы записывали в следующую таблицу №3

Таблица № 3 продолжение

%	e	O	Раб		,мм	Mпа
20	1632,3	159 151 142	218 204 202		59 55 60	0,33
24	666,7	152 150 146	203 204202		57 54 52	0,16
34	606,7	111 115 113	254 240 234		120 120 142	0,027
54	178,5	111 115 113	426 417 285		182 152 172	0,00035
65	178,5	111 111 120	426 417 402		315 306 282	0,00011

Таблица № 3

Продолжение таблицы № 3 Определение напряжения сдвига керамической массы.
Г200 П200 15	1632,3	202 210 202	285 302 289	1,3 9,2 8,7	0,14
25	196,7	107 110 106	220 215 215	11,3 10,5 10,9	0,011
30	196,7	133 121 123	288 276 282	15,5 15,5 15,3	0,0053
35	196,7	130 122 120	345 340 347	21,5 21,8 22,7	0,003

Предельное напряжение сдвига рассчитывается по формуле

=k*P /

Где P - усилие действующее на глиняную массу, определяемое как сумма веса стержня, конуса и грузов, H;

H – глубина погружения конуса, м;

k- константа конуса, зависящая от угла при вершине.

Значения величины к, при углах 30, 45, приведены ниже:

Угол при вершине конуса
Величина константы	1,1019	0,658	0,413

1.3Определение предельного напряжения сдвига глиняных масс

Для выявления зависимости предельного напряжения сдвига от влагосодержания W необходимо провести испытания глиняных масс при ступенчатом увеличения влажности на 5-10% с учетом начальной влажности материала.

После добавления воды глина должна тщательно перемешиваться в шарообразной чаще до получения однородной массы. Поверхность чаши перед перемешиваем глиняной массы должна протираться влажной ветошью. Из подготовленной глиняной массы отбирается проба для заполнение металлической обоймы прибора. Для каждой пробы производится не менее 3-х испытаний.

Практическое использование результатов исследований

1.4 Обсуждение результатов исследований

По данным таблицы 3 строится зависимость от влагосодержания глиняной массы.

=f (W).

Делаются выводы о влияние состава глиняной шихты и влажности на величину предельного напряжения сдвига глиняной массы.