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) 2244301 (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: 2003129906/03 
(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: БУДНИКОВ П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров. - М.: Стройиздат, 1972, с. 57. 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 наполненных композиционных материалов на основе органических и неорганических связующих веществ. В способе определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистых фракций d1, мм, и мелкозернистых фракций d2, мм, отношение указанных размеров зерен d2/d1, величину степени У уплотнения при d2/d1 больше 0,155 и величину степени У заполнения при d2/d1 меньше 0,155 определяют по формуле У=1-d2/d1. Технический результат – разработка способа, который позволяет определить величины степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, не прибегая к постановке экспериментальных испытаний, связанных с приготовлением сыпучих смесей.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области испытаний и определения свойств материалов и может быть использовано в технологии искусственных строительных конгломератов и наполненных композиционных материалов на основе органических и неорганических связующих веществ.
Известен экспериментальный способ определения степени уплотнения и заполнения, заключающийся в том, что во фракцию с большими размерами зерен порциями вводят фракцию с меньшими размерами зерен, после перемешивания определяют объем полученной смеси и ее основные характеристики, в том числе и соотношение фракций в смеси (Химическая технология керамики и огнеупоров. Под ред. П.П.Будникова и Д.Н.Полубояринова. Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1972, с.57).
Однако в известном техническом решении отсутствует количественная взаимосвязь между степенью уплотнения (заполнения) и отношениями размеров зерен во фракциях, используемых для приготовления смеси с плотной упаковкой. Кроме того, нет сведений, указывающих, на основе каких физических явлений осуществляют процессы получения более плотных смесей сыпучих материалов, какие объемные изменения претерпевает система в результате совмещения двух фракций с разными размерами твердых тел.
В основе создания изобретения лежит задача по разработке такого способа, который позволяет определить величины степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми только с учетом отношений размеров зерен в обеих фракциях, не прибегая к постановке экспериментальных испытаний, связанных с приготовлением сыпучих смесей.
Технический результат достигается тем, что в ходе исследований установлено проявление физического явления самопроизвольной упаковки зерен различных размеров в интервале отношений размеров зерен от 1 до 0,155, а в интервале отношений размеров зерен от 0,155 до нуля - проявление другого физического явления - заполнения объема пустот крупнозернистых фракций зернами других фракций с еще более меньшими размерами. Границей перехода проявления одного физического явления в другое в процессе формирования состава сыпучей системы является отношение размеров зерен d2/d1 =0,155. Данная величина определяет переход явления уплотнения в явление заполнения и наоборот.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистых фракций d 1, мм, и мелкозернистых фракций d2, мм, отношение указанных размеров зерен d2/d1, величину степени У уплотнения при d2/d1 больше 0,155 и величину степени У заполнения при d2/d1 меньше 0,155 определяют по формуле
У=1-d2/d 1.
Исследования составов сыпучих смесей, изучение процессов их приготовления и свойств показали, что решающим фактором, определяющим возможность регулирования не только гранулометрических, но и объемно-массовых характеристик, является отношение размеров твердых тел во фракциях, используемых для приготовления сыпучих смесей с заданными физико-механическими свойствами.
Критериальные величины, относящиеся к категории геометрических симплексов, обеспечивают возможность применять основы теории подобия для разработки общих методов оптимизации составов сыпучих систем сложного состава в любой размерной области шкалы размеров (м, дм, см, мм, мкм).
Анализ приведенных формул и критериальных величин показывает, что при d2 d1 величина У стремится к нулю, т.е. отсутствует явление уплотнения в процессе совмещения фракций с близкими размерами твердых тел. При d2 0 величина У стремится к единице, т.е. в системе в максимальной степени реализуются возможности, связанные с повышением плотности упаковки зерен и наиболее плотным заполнением объема пустот уплотняемо-заполняющих фракций. В зависимости от степени полидисперсности исходных фракций в процессе совмещения рассчитанных компонентов и приготовления смесей параллельно могут проявляться оба физических явления.
Способ осуществляется следующим образом.
Пример 1. Определение величины степени уплотнения фракции щебня с размерами зерен 20-40 мм фракцией щебня с размерами зерен 10-30 мм.
По результатам сухого фракционирования щебня с размерами зерен 20-40 мм на ситах получены следующие величины частных остатков:
размер ячеек сит, мм 40 35 30 25 20 
массовые доли, безразмерные величины (частные остатки) 0,05 0,36 0,25 0,18 0,16 

Определяют средний размер зерен во фракции щебня с размерами зерен 20-40 мм
40 мм· 0,05=2,0 мм
35 мм· 0,36=12,6 мм
30 мм· 0,25=7,5 мм
25 мм· 0,18=4,5 мм

По результатам сухого фракционирования щебня с размерами зерен 10-30 мм на ситах получены следующие величины частных остатков: 
размер ячеек сит, мм 30 25 20 15 10 
массовые доли, безразмерные величины (частные остатки) 0,20 0,33 0,21 0,25 0,01 

Определяют средний размер зерен во фракции 10-30 мм
30 мм· 0,20=6,0 мм
25 мм· 0,33=8,25 мм
20 мм· 0,21=4,20 мм
15 мм· 0,25=3,75 мм

Отношение размеров зерен d2/d1=22,3 мм / 29,8 мм=0,748, полученная величина больше 0,155, значит, при совмещении указанных фракций щебня будет проявляться только одно физическое явление - уплотнения одной фракции другой. Величина степени уплотнения определяется по формуле У=1-d2/d 1 и равна У=1-22,3/29,8=0,252, безразмерная величина. 
Полученная величина У=0,252 означает, что при введении в 1 м3 щебня с размерами зерен 20-40 мм второй фракции с размерами зерен 10-30 мм в количестве V2=0,252· Vп1, м3 объем смеси будет равен 1 м 3 (Vп1 - объем пустот в 1 м3 фракции 20-40 мм).
Пример 2. Определение величины степени уплотнения монофракции щебня с размерами зерен 40 мм монофракцией щебня с размерами зерен 6,8 мм (d1=40 мм, d2=6,8 мм).
Отношение размеров зерен d2/d1 равно d2/d1=6,8 мм/40 мм=0,170, эта величина больше чем 0,155, значит, в процессе совмещения и перемешивания фракций будет иметь место проявление физического явления уплотнения сыпучей смеси. Величина степени уплотнения определяется по формуле У=1-d2/d1 и равна У=1-6,8/40=0,830, безразмерная величина. Для получения 1 м3 смеси расход мелкой фракции составит V2=0,83· Vп1, м3 (Vп1 - объем пустот фракции 40 мм, м3). 
Пример 3. Определение величины степени заполнения фракции щебня с размерами зерен 10-20 мм фракцией песка со средними размерами зерен 2,2 мм.
размер ячеек сит, мм 20 15 10 
массовые доли, безразмерные величины (частные остатки) 0,20 0,68 0,12 

Определяют средний размер зерен во фракции щебня
20 мм· 0,20=4,0 мм
15 мм· 0,68=10,2 мм

Отношение размеров зерен d2/d1=2,2 мм/15,4 мм=0,143, эта величина меньше 0,155, значит, при совмещении указанных фракций щебня и песка в системе будет проявляться физическое явление заполнения объема пустот щебня фракцией песка.
Величина степени заполнения объема пустот щебня песком определяется по формуле У=1-d2/d1 и равна У=1-2,2 мм/15,4 мм=0,857, безразмерная величина.
Для приготовления плотной смеси объемом 1 м3 расход песка составит V2 =0,857· Vп1, м3 (Vп1 - объем пустот в 1 м3 фракции щебня).
Пример 4. Определение величины степени заполнения монофракции песка с размерами зерен 2,5 мм монофракцией песка с размерами зерен 0,14 мм.
Отношение размеров зерен d2/d1 равно 0,14 мм/2,5 мм=0,056, эта величина намного меньше 0,155, значит, в процессе совмещения рассчитанных количеств фракций в системе будет проявляться физическое явление заполнения объема пустот фракции песка с размерами зерен 2,5 мм фракцией песка с размерами зерен 0,14 мм.
Величина степени заполнения фракции песка 2,5 мм фракцией песка 0,14 мм определяется по формуле У=1-d 2/d1 и равна У=1-0,14 мм/2,5 мм=0,944, безразмерная величина.
Для приготовления смеси песка объемом 1 м 3 расход мелкой фракции составит V2=0,944· Vп1, м3 (Vп1 - объем пустот в 1 м3 фракции песка с размерами зерен 2,5 мм, м 3), а расход крупной фракции песка оставит 1 м3 .
Испытания заявляемого способа, проведенные в лаборатории строительного павильона университета, показали, что по результатам расчета приготовленные смеси точно соответствуют рассчитанным объемам с пропорциональным увеличением их объемной массы, что является доказательством того, что существует реальная возможность перехода от подбора составов сыпучих систем к научно обоснованным методам проектирования их составов с использованием минимального перечня характеристик исходных сырьевых материалов. Предлагаемый способ определения величин степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми обеспечивает резкое уменьшение объема лабораторных испытаний материалов и возможность перехода к проектированию сложных составов сыпучих смесей с использованием средств вычислительной техники. При этом обеспечивается возможность не только оптимизации вещественного состава сложных систем, но и выход на экстремально выраженные свойства технических материалов на основе оптимизированных структур их арматурной составляющей.
Величины степени уплотнения и заполнения используются для определения составов сыпучих систем уплотненного, заполненного и уплотненно-заполненного типов.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения степени уплотнения и заполнения крупнозернистых фракций мелкозернистыми, характеризующийся тем, что методом ситового анализа определяют средний размер зерен крупнозернистых фракций d1, мм, и мелкозернистых фракций d 2, мм, отношение указанных размеров зерен d2 /d1, величину степени У уплотнения при d2 /d1 больше 0,155 и величину степени У заполнения при d2/d1 меньше 0,155 определяют по формуле 
У=1-d2/d1.





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