Способ определения пластической прочности масс с грубодисперсными включениями Советский патент 1993 года по МПК G01N11/10 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения прочностных характеристик пластичных масс, например керамических, преимущественно содержащих грубодисперсные включения.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности измерений и эксплуатационной надежности способа.

Отсутствие перемещения сердечника и конуса друг относительно друга при погружении индентора в массу препятствует ее попаданию в зазор. Сопротивление зазора велико и составной индентор и.сплошной индентортакой же конфигурации испытывают одинаковое сопротивление погружению. Это повышает достоверность результатов измерений.

По этой же причине (отсутствие взаимного перемещения элементов индентора)

мелкозернистые высокопрочные включения не могут повлечь заклинивания индентора в массе, а это повышает эксплуатационную надежность способа.

Заполнение образовавшегося канала пластичной массой без грубодисперсных включений необходимо для предотвращения искажения достоверности измерений за счет сжатия воздуха в канале, а также предохраняет от обрушения стенок канала, которое возможно при испытании малосвязанных масс (например, запесочен- ных глин, керамических масс с большим содержанием инертного заполнителя и т.д.).

На фиг.1 изображена раздвижка грубо- дисперсных включений в массе сердечником составного индентора; на фиг.2 - индентор с закрепленным в конусе сердечником и канал, заполненный пластичной массой.

G

Определение пластической прочности массе грубодисперсными включениями выполняют с помощью составного индентора 1, состоящего из конуса 2 и сердечника 3, образующих кинематическую пару. Вначале погружают сердечник 3 в грунт 4, осуществляя при этом раздвижку грубодисперсных включений 5. Затем сердечник 3 извлекают из массы 4, в котором остается канал 6, Закрепляют сердечник 3 в конусе с помощью стопора (не показан на чертеже) таким образом, что сердечник 3 и конус 2 образуют единый индентор 1. Канал 6 заполняют пластичной массой 7 (не содержащей грубодисперсных включений) по консистенции близкой к испытуемой массе 4. Затем индентор 1 погружают в канал 6, например, с постоянной скоростью, замеряя при этом сопротивление погружению. При погружении индентора 1 в канал 6 отсутствует движение конуса 2 по сердечнику 3, в зазор между ними масса не попадает и влияние на процесс погружения она не оказывает. Вследствие этого не происходит искажения результатов, происходит повышение достоверности измерений. При движении сплошного индентора 1 в массе 4 мелкозернистые высокопрочные включения также не могут повлечь заклинивание индентора 1 в массе 4. Это повышает эксплуатационную надежность способа. При движении сплошного индентора 1 его острие не встречает грубодисперсных включений. Масса 7 препятствует деформации канала 6 под действием индентора 1 и возможному обрушению стенок канала, что особенно вероятно при определении пластической прочности маслосвязанных масс, например, зологлиняных или на основе горелых пород, которое может повлечь повторное попадание грубодисперсных включений 5 под острие индентора 1. Таким образом, заполнение канала 6 пластичной массой 7 без грубодисперсных включений является обязательным условием для достижения поставленной цели. .

Пример реализации способа.

Сердечник диаметром 5 мм, длиной 150 мм. Угол при вершине конической части сердечника #НЮ°; . Усеченный конус высотой 22,5 мм, диаметр основания 50 мм. Усеченный конус и сердечник образуют кинематическую пару, имеют фиксатор и установлены в приспособлении, обеспечивающем возможность погружения индентора в массу. Соотношение диаметров элементов 50:5-10.

Берут глинистую массу, содержащую 20% доменного граншлака крупностью 0,3- 5 мм. Масса имеет формовочную влажность

(абсолютную) 21%. Сначала погружают в массу сердечник на глубину 80 мм, затем его извлекают из массы и фиксируют в усеченном конусе таким образом, что они образуют сплошной индентор в виде конуса. Готовят массу из чистой глины (без добавки шлака) с влажностью 22,5% и пластической прочностью 2,2 кг/см2. Канал заполняют глинистой массой с помощью инъектора, поеле чего в него погружают индентор, прикладывая с помощью пресса нагрузку. В момент, когда основание конуса находится на уровне поверхности испытуемой массы, замеряют прилагаемую нагрузку, по которой определяют пластическую прочность массы. Для данного случая пластическая прочность составляет 3,9 кг/см2. Величина усилия погружения индентора при этом составляет 153 кг, создается, например, прессом. Изменяя содержание шлака в глине и влажность массы, проводили определение пластической прочности в диапазоне 0,1- 15,0 кг/см2. Таким образом, резюмируя вышеуказанное, можно сформулировать

пределы оптимальной применимости способа и условий его осуществления:

- диаметр сердечника должен быть значительно (в 10-20 раз) меньше диаметра большего основания усеченного конуса, а диаметр сердечника - должен быть не менее 4-5 мм;

- замер сопротивления погружению чувствительного элемента в массу следует производить только тогда, когда вся его ко- ническая поверхность контактирует с исследуемой массой;

- масса, которой заполняют канал, может иметь пластическую прочность не более 2-5 кг /см2;

- способ применим для оценки пластической прочности масс в диапазоне значений 0,1-15 кг/см2.

45

Формула изобретения

Способ определения пластической прочности масс с грубодисперсными включениями с помощью составного индентора, включающий поэтапное погружение в массу

0 сердечника с заостренным наконечником и конуса индентора и замер сопротивления погружению конуса индентора, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений и эксплуатацион5 ной надежности способа, после извлечения сердечника из исследуемой массы образовавшийся канал заполняют пластической массой без грубодисперсных включений, затем на сердечнике жестко закрепляют ко- нус таким образом, чтобы образующая конуса и наконечника лежали на одной прямой, и осуществляют их погружение, а об иско- t

мой величине судят по сопротивлению погружения конуса совместно с сердечником.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытания пластических масс, содержащих гру- бодисперсные включения. Целью изобретения является повышение достоверности измерений и эксплуатационной надежности способа при испытании пластичных масс с грубодисперсными включениями с помощью составного индентора. При испытании масс с грубодисперсными включениями с помощью индентора, состоящего из конуса и сердечника, вначале сердечник погружают в массу, затем извлекают из нее и закрепляют в конусе, Канал заполняют массой без грубодиспер- сных включений, затем в него погружают составной индентор с закрепленным в нем сердечником. 2 ил.