СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ И ЗАПОЛНЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ФРАКЦИЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫМИ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ И ЗАПОЛНЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ФРАКЦИЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫМИ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2244300 (13) C1

(51) 7 G01N33/38 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.01.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003129905/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.10.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.10.09 
(45) Опубликовано: 2005.01.10 
(56) Аналоги изобретения: СОКОЛОВ Ю.В. Проектирование состава дорожных асфальтобетонов. - Омск: СибАДИ, 1979, с. 78-92. RU 2029286 C1, 20.05.1995. SU 1791779 A1, 30.01.1993. SU 1818585 A1, 30.05.1993. SU 628442 A, 15.10.1978. WO 95/05350 A1, 23.02.1995. 
(72) Имя изобретателя: Миронов В.А. (RU); Голубев А.И. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Тверской государственный технический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 170026, г.Тверь, наб. А. Никитина, 22, ТГТУ, Отдел охраны авторских прав и защиты информации 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ И ЗАПОЛНЕНИЯ КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ФРАКЦИЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫМИ

Изобретение относится к испытанию свойств материалов и может быть использовано в процессе проектирования составов искусственных строительных конгломератов и композиционных материалов, а также в процессе проектирования и оптимизации их составов. В способе определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистой фракции d1 и мелкозернистой фракции d2, отношение средних размеров зерен d 2/d1, величину раздвижки крупнозернистой фракции мелкозернистой по формуле при d2/d1 больше 0,155 определяют величину степени Y уплотнения, а при d2/d1 меньше 0,155 - величину степени Y заполнения по формуле Технический результат – снижение объемов лабораторных испытаний и повышение качественных характеристик рассчитанных и приготовленных сыпучих смесей с обеспечением возможности регулирования заданных свойств производимых материалов.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии искусственных строительных конгломератов и композиционных материалов, а также в процессе проектирования и оптимизации составов.
Известен способ расчета соотношения щебня (гравия) и песка для асфальтобетона (Соколов Ю.В. Проектирование состава дорожных асфальтобетонов. Омск, СибАДИ, 1979, с.78-92) с учетом величины пустотности щебня (гравия) и величины коэффициента раздвижки ( ) щебня (гравия) песком.
Однако в известном способе определения соотношения сыпучих компонентов не указывается и не учитывается отношение размеров зерен щебня и песка, не принимается во внимание влияние степени упаковки и заполнения щебня песком, а величины коэффициентов раздвижки имеют табличные значения, полученные по результатам экспериментальных исследований. Кроме того, даже нет намека о количественной взаимосвязи между явлением заполнения объема пустот щебня и явлением раздвижки щебня песком.
Указанные недостатки и неизученные явления и взаимосвязи имеют место во многих других публикациях по данной проблеме.
В основе создания изобретения лежит задача по разработке такого способа, который позволяет определять величину степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, получить количественную взаимосвязь между ними и величиной раздвижки одних фракций другими с учетом отношений размеров зерен во фракциях и учитывать влияние двух физических явлений на соотношение фракций в формируемой бинарной системе уплотненно (заполненно)-раздвинутого типа.
Технический результат достигается тем, что с учетом размеров зерен в совмещаемых фракциях и их отношений определяют принадлежность сыпучих смесей к тому или иному типу, определяют величину раздвижки одних фракций другими с учетом размеров зерен, а количественную взаимосвязь между явлениями упаковки (заполнения) и раздвижки зерен зернами определяют с использованием аналитического выражения, базирующегося на взаимосвязи двух критериальных величин (Y и ), функционально зависящих от отношений размеров зерен совмещаемых фракций сыпучих материалов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистой фракции d 1 и мелкозернистой фракции d2, отношение средних размеров зерен d2/d1, величину раздвижки крупнозернистой фракции мелкозернистой (по формуле при d2/d1 больше 0,155 определяют величину степени Y уплотнения, а при d2/d1 меньше 0,155 - величину степени Y заполнения по формуле .
Исследования сыпучих смесей на основе двух фракций с различными размерами зерен показали, что не только тип сыпучих систем зависит от отношений размеров зерен совмещаемых фракций, но и соотношение фракций в сыпучих смесях зависит от отношения размеров их зерен. Обобщающим критерием этих зависимостей является количественная взаимосвязь между величиной степени уплотнения (заполнения) и величиной степени раздвижки крупнозернистых фракций мелкозернистыми, имеющими функциональную зависимость от размеров их зерен.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Пример 1. Определение величины степени уплотнения крупнозернистой фракции щебня с размерами зерен 15-30 мм фракцией щебня с размерами зерен 5-10 мм.
Производят сухой рассев щебня с размерами зерен 15-30 мм и определяют частные остатки на ситах:
размер ячеек сит, мм 30 25 20 15
массовые доли,
безразмерные величины 0,10 0,26 0,49 0,15
(частные остатки)
Определяют средний размер зерен в испытуемой фракции щебня
30 мм· 0,10=3,00 мм
25 мм· 0,26=6,50 мм
20 мм· 0,49=9,80 мм
15 мм· 0,15=2,25 мм
средн. d1=21,55 мм
Производят сухой рассев щебня с размерами зерен 5-10 мм и определяют частные остатки на ситах:
размер ячеек сит, мм 10 7,5 5
массовые доли,
безразмерные величины 0,09 0,52 0,39
(частные остатки)
Определяют средний размер зерен в испытуемой фракции щебня
10 мм· 0,09=0,90 мм
7,5 мм· 0,52=3,90 мм
5 мм· 0,39=1,95 мм
средн. d2=6,75 мм
Определяют отношение средних размеров зерен, оно равно d2/d1=6,75 мм/21,55 мм=0,313, полученная величина больше 0,155, поэтому система будет относиться к уплотненному типу.
Определяют величину степени раздвижки фракции с размерами зерен 15-30 мм фракцией с размерами зерен 5-10 мм по следующей формуле она равна =((21,55 мм+6,75 мм)/21,55мм)3=1,3133=2,265, безразмерная величина.
Определяют величину степени уплотнения крупнозернистой фракции мелкозернистой по следующей формуле , она равна безразмерная величина.
Полученные величины являются носителями следующей информации.
Для приготовления 1 м3 смеси уплотненно-раздвинутого типа расход фракции с размерами зерен 15-30 мм составит V1=1м3/2,265=0,442 м3, а расход фракции с размерами зерен 5-10 мм состоит из двух частей.
На раздвижку крупнозернистой фракции расход другой фракции составляет V2p=1 м3-0,442 м3=0,558 м, а на уплотнение 0,442 м3 крупнозернистой фракции
V2у=0,442 м3· Yу· Vп1, при Vп1 =0,46
V2у=0,442 м3· 0,687· 0, 46=0,140 м3
Общий расход мелкозернистой фракции составляет V2=V2р+V2у =0,558 м3+0,140 м3=0,698 м3. 
Vсм=V1+V2=0,442 м 3+0,698 м3=1,140 м3
V =1,140 м3-1 м3=0,140 м3, это количество мелкозернистой фракции будет израсходовано на уплотнение, в результате чего физический объем смеси составит 1 м3 .
Пример 2. Определение величины степени уплотнения монофракции щебня с размерами зерен 30 мм монофракцией щебня с размерами зерен 5 мм.
Определяют отношение размеров зерен двух фракций, оно равно d2/d1=5 мм/30 мм=0,167, эта величина больше 0,155, поэтому смесь будет уплотненного типа.
Определяют величину степени раздвижки фракции с размерами зерен 30 мм фракцией с размерами зерен 5 мм по формуле она равна =((30 мм+5 мм)/30 мм)3=1,1673=1,588, безразмерная величина.
Определяют величину степени уплотнения фракции с размерами зерен 30 мм фракцией с размерами зерен 5 мм по формуле она равна безразмерная величина.
Полученные величины являются носителями следующей информации.
Для приготовления 1 м3 смеси уплотненно-раздвинутого типа расход фракции с размерами зерен 30 мм составит V1=1 м3/1,588=0,630 м3, а расход фракции с размерами зерен 5 мм состоит из двух частей.
На раздвижку крупнозернистой фракции расход мелкозернистой фракции составляет V2р=1 м3 -0,630 м3=0,370 м3, а на уплотнение 0,630 м3 крупнозернистой фракции
V2у=0,630 м3· Yу· Vп1, при Vп1=0,486
V2у =0,630 м3· 0,833· 0, 486=0,255 м3
Общий расход мелкозернистой фракции составляет V2=V2p+V2y=0,370 м3 +0,255 м3=0,625 м3.
Vсм =V1+V2=0,630 м3+0,625 м 3=1,255 м3
V =1,255 м3-1 м3=0,255 м3, это количество мелкозернистой фракции будет израсходовано на уплотнение 0,630 м3 крупнозернистой фракции, в результате чего физический объем смеси составит 1 м3.
Пример 3. Определение величины степени заполнения фракции щебня с размерами зерен 8-15 мм песком со средними размерами зерен 1,66 мм.
Производят сухой рассев фракции щебня с размерами зерен 8-15 мм и определяют частные остатки на ситах
размер ячеек сит, мм 15 12,5 10 8
массовые доли, безразмерные 0,15 0,41 0,39 0,05
величины (частные остатки)
Определяют средний размер зерен во фракции щебня
15 мм· 0,15=2,25 мм
12,5 мм· 0,41=5,125 мм
10 мм 0,39=3,9 мм
8 мм 0,05=0,4 мм
средн. d1=11,68 мм
Определяют отношение размеров зерен песка и щебня, оно равно d2 /d1=1,66 мм/11,68 мм=0,142, полученная величина меньше 0,155, поэтому приготовленная смесь будет относиться к заполненному типу.
Определяют величину степени раздвижки фракции щебня со средними размерами зерен d1=11,68 мм песком со средними размерами зерен 1,66 мм по формуле она равна =((11,68 мм+1,66 мм)/11,68 мм)3=1,1423=1,490 безразмерная величина.
Определяют величину степени заполнения фракции щебня песком по формуле она равна безразмерная величина.
Полученные величины являются носителями следующей информации.
Для приготовления 1 м3 смеси щебня и песка заполненно-раздвинутого типа расход щебня составит Vщ=1м3/1,490=0,671 м3 , а расход песка состоит из двух частей.
На раздвижку щебня расход песка составит Vпр=1 м3-0,671 м 3=0,329 м3, а на заполнение объема пустот 0,671 м3 щебня
Vпз=0,671 м3· У3· Vпщ, при Vпщ=0,44
Vпз=0,671 м3· 0,858· 0, 44=0,253 м3
Общий расход песка составит Vп=Vпр+Vпз =0,329 м3+0,253 м3=0,582 м3. 
Арифметическая сумма объемов щебня и песка равна
Vсм=Vщ+Vп=0,671 м3 +0,582 м3=1,253 м3
V =1,253 м3-1 м3=0,253 м3, это количество песка будет израсходовано на заполнение объема пустот щебня объемом 0,671 м, в результате чего физический объем смеси составит 1 м3.
Пример 4. Определение величины степени заполнения монофракции песка с размерами зерен 2,5 мм монофракцией песка с размерами зерен 0,315 мм.
Определяют отношение размеров зерен обеих фракций песка d2/d 1=0,315 мм/2,5 мм=0,126, эта величина меньше 0,155, поэтому смесь на основе этих фракций будет заполненного типа.
Определяют величину степени раздвижки монофракции песка с размерами зерен 2,5 мм монофракцией песка с размерами зерен 0,315 мм по формуле она равна =((2,5 мм+0,315 мм)/2,5 мм)3=1,1263=1,428, безразмерная величина.
Определяют величину степени заполнения фракции песка с размерами зерен 2,5 мм фракцией песка с размерами зерен 0,315 мм по формуле она равна безразмерная величина.
Полученные величины являются носителями следующей информации.
Для приготовления 1 м3 смеси песка заполненно-раздвинутого типа расход песка с размерами зерен 2,5 мм составит V2,5=1 м3/1,428=0,700 м3, а расход фракции песка с размерами зерен 0,315 мм состоит из двух частей
На раздвижку фракции с размерами зерен 2,5 мм расход второй фракции составит Vпр=1 м3-0,700 м3=0,300 м3, а на заполнение объема пустот 0,700 м3 фракции песка с размерами зерен 2,5 мм расход мелкозернистой фракции песка составит
V пз=0,700 м3· У· Vпп , при Vп2, 5=0,38
Vпз=0,700 м3· 0,874· 0, 38=0,232 м 3
Общий расход фракции песка с размерами зерен 0,315 мм составит Vп=Vпр+Vпз=0,300 м3+0,232 м3=0,532 м3.
Арифметическая сумма объемов песка равна
Vсм =0,700 м3+0,532 м3=1,232 м3
V =1,232 м3-1 м3=0,232 м3, такой объем монофракции песка с размерами зерен 0,315 мм будет израсходован на заполнение объема пустот фракции песка с размерами зерен 2,5 мм объемом 0,700 м3, в результате чего физический (фактический) объем смеси песка составит 1 м3, т.е. заданный объем смеси.
Испытания заявляемого способа, проведенные в лаборатории строительного павильона университета, показали, что действительно смеси щебня и смеси щебня и песка, приготовленные по результатам заявляемых методов расчета, имеют объемно-массовые характеристики, соответствующие расчетным данным. Сумма рассчитанных объемов крупнозернистых и мелкозернистых фракций больше заданного объема смеси, но после их перемешивания объем смеси принимает заданную величину. Действительно, арифметическая сумма рассчитанных объемов фракций в смесях уплотненно(заполненно)-раздвинутого типа больше единицы (V1+V2>1 м3 ), после совмещения фракций, перемешивания приготовленной смеси и завершения в системе процессов уплотнения зерен или заполнения объемов пустот зернами меньших размеров физическая сумма компонентов становится равной единице объема (Vсм=1 м3 ).
Заявляемый способ обеспечивает не только снижение объема лабораторных испытаний, но и повышение качественных характеристик рассчитанных и приготовленных сыпучих смесей, обеспечивая при этом возможность регулирования заданных свойств производимых материалов.
Заявляемый способ не требует капитальных затрат и готов к непосредственному применению в производстве, в научных исследованиях и в учебном процессе.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, характеризующийся тем, что методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистой фракции d1 и мелкозернистой фракции d2, отношение средних размеров зерен d2/d1, величину раздвижки крупнозернистой фракции мелкозернистой по формуле

при d2/d1 больше 0,155 определяют величину степени Y уплотнения, а при d2/d1 меньше 0,155 - величину степени Y заполнения по формуле





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru