СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК G01N33/42 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения характеристик механических свойств (ХМС) дорожно-строительных материалов.

Известны способы испытания материалов путем приложения возрастающей во времени нагрузки (мягкое нагружение), на основе которых определяют ХМС, например, при испытании образцов из цемента на приборе с грузовым нагружением (см. Материалы и изделия для строительства дорог. М.: Транспорт, 1986, стр.108-109, рис.4.13).

Недостатками указанных способов являются: невозможность регистрации участков спада нагрузки в образце, низкая точность измерений и невозможность реализации испытаний при больших нагрузках, связанные с наличием инерционных масс.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ испытания дорожно-строительных материалов, заключающийся в том, что образец деформируют при постоянной скорости подвижного захвата (опоры), измеряют возникающую при этом в образце испытательную нагрузку и на основе принятых критериев определяют характеристики механических свойств материала. (См. ГОСТ 12301-98 "Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний". Разделы 15.2; 16.3.) При данном способе жесткого нагружения все указанные выше недостатки отсутствуют.

Недостатком известного способа является то, что действительная скорость, с которой деформируется образец, непосредственно влияющая на измеряемые ХМС, не совпадает со скоростью подвижного захвата (опоры) и всегда меньше ее за счет деформирования под нагрузкой частей испытательной машины.

Поэтому при испытании образцов на разнотипных машинах, имеющих различную податливость, или на одинаковых типах машин в различных зонах или с различными приспособлениями для установки образцов фактические скорости деформации образцов могут существенно отличаться друг от друга даже при одной и той же скорости подвижного захвата (опоры). При этом реальные условия испытаний различны и соответственно могут существенно расходиться результаты испытаний.

Цель изобретения - повышение точности и воспроизводимости результатов испытаний за счет исключения влияния податливости испытательной машины.

Указанная цель достигается тем, что способ испытания дорожно-строительных материалов, заключающийся в том, что образец деформируют при постоянной скорости подвижного захвата (опоры), измеряют возникающую в образце испытательную нагрузку и на основе принятых критериев определяют характеристики механических свойств материала, дополняют операцией, при которой измеряют интервал времени между двумя реперными значениями испытательной нагрузки, и выбирают скорость подвижного захвата (опоры) таким образом, чтобы этот интервал оставался постоянным.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что дополнительно измеряют интервал времени между двумя реперными значениями испытательной нагрузки, и выбирают скорость подвижного захвата (опоры) таким образом, чтобы этот интервал оставался постоянным.

На чертеже изображена схема реализации способа. Схема приведена для случая сжатия, но распространяется на любые виды деформирования образца (растяжение, изгиб и др.).

Образец 1 установлен на неподвижной нижней опоре (плите) 2, соединенной с датчиком силы 3. Подвижная верхняя опора 4 получает движение от привода (на чертеже не показан) с регулируемой скоростью V. Через блок связи (БС) 5 датчик силы 3 электрически связан с таймером (Т) 6 таким образом, что таймер включается и выключается при достижении определенного уровня сигнала датчика силы.

Испытание происходит следующим образом.

При включении привода опора 4 перемещается (Δl_и) принудительно деформирует образец 1, возбуждая в нем силу Р (испытательная нагрузка), которая воспринимается датчиком силы 3 и преобразуется в пропорциональный электрический сигнал блоком связи 5.

Таймер настраивают на включение в момент времени t_о при достижении сигнала, соответствующего нагрузке Р_о, и отключение в момент времени t_к при сигнале, соответствующем нагрузке Р_к. Таким образом измеряют интервал t_и=t_к-t_o. Выбор реперных (характерных) точек по нагрузке Р_о и Р_к определяется конкретной методикой испытаний. В качестве точки Р_о целесообразно принимать величину начальной (измерительной) нагрузки, а в качестве точки Р_к - величину нагрузки в пределах линейного участка диаграммы, а в некоторых случаях (например, близкой к линейной диаграммы) - усилие Р_р по критерию разрушения образца.

Приняв определенный интервал времени t_и за нормативный, его с заданной степенью точности сохраняют от испытания к испытанию, регулируя для этого скорость V подвижной опоры. Т.е. вместо нормирования скорости V подвижного захвата (опоры) нормируется интервал t_и, чем исключается влияние податливости испытательной машины на результаты испытаний.

Контроль интервала времени между однозначно определенными реперными значениями нагрузки на образце позволяет также исключить из рассмотрения заведомо ошибочные результаты, если, например, измеренный таким образом интервал времени недопустимо отличается от нормативного. Допустимая разница (допуск) интервалов времени определяется чувствительностью материала к скорости деформации.

Таким образом, за счет исключения влияния податливости испытательной машины на режим испытаний и его однозначной регламентации и контроля достигается повышение точности и воспроизводимости результатов испытаний.

Предлагаемый способ может использоваться как в качестве основного, так и в качестве дополнительного или вспомогательного, например, при арбитражных испытаниях на разнотипных машинах, когда результаты определения ХМС существенно между собой отличаются. Преимуществом этого способа является возможность его реализации при наличии любого типа таймера, например секундомера, путем его включения и выключения оператором.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения характеристик механических свойств дорожно-строительных материалов. Способ заключается в том, что образец деформируют, например, сжатием, растяжением, изгибом при постоянной скорости подвижного захвата/опоры, измеряют возникающую при этом в образце испытательную нагрузку и на основе принятых критериев определяют характеристики механических свойств материала при деформировании образца. При этом для исключения влияния податливости испытательной машины на результаты испытания дополнительно измеряют интервал времени между двумя реперными значениями испытательной нагрузки и устанавливают скорость подвижного захвата/опоры таким образом, чтобы этот интервал времени оставался постоянным от испытания к испытанию. Технический результат - повышение точности и воспроизводимости результатов испытаний. 1 ил.

Способ испытания дорожно-строительных материалов, заключающийся в том, что образец деформируют, например, сжатием, растяжением, изгибом при постоянной скорости подвижного захвата/опоры, измеряют возникающую при этом в образце испытательную нагрузку и на основе принятых критериев определяют характеристики механических свойств материала при деформировании образца, отличающийся тем, что для исключения влияния податливости испытательной машины на результаты испытания дополнительно измеряют интервал времени между двумя реперными значениями испытательной нагрузки и устанавливают скорость подвижного захвата/опоры таким образом, чтобы этот интервал времени оставался постоянным от испытания к испытанию.