Эквивалентный материал для изготовления лабораторных моделей на основе песка Советский патент 1974 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение относится к материалам, используемым для изготовления и постройки различных моделей в лабораторных условиях. Он применим для изготовления лабораторных моделей любых размеров с широким диапазоном физико-механических свойств моделируемых горных пород и испытания этих моделей как статическими, так и динамическими нагрузками.

Метод моделирования эквивалентными материалами широко применяется при изучении напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Наибольшее распространение получили эквивалентные материалы на основе песчанопарафиновых, песчано-канифолевых, песчаноцементных и других смесей. Эквивалентный материал на основе этих смесей вполне отвечает требованиям, предъявляемым к ним при разрушении их статическими нагрузками.

При разрушении моделей из эквивалентных материалов динамическими нагрузками (взрывными) большинство смесей становятся непригодными, так как для них выполняется

отношение 7-10, где апч.ож. - препч. рас.

дел прочности сжатию, стпч.рас. - предел прочности растяжению. Это обстоятельство значительно уменьшает арсенал известных эквивалентных материалов, так как натурные . еж.

20. При

ные породы имеют отношение пч. рас.

необходимости получения эквивалентного материала с высокой прочностью (огпч.сж. -150 кг/см), например, аналогичных солевым породам, исследователи встречают значительные трудности.

Обычно для этих целей используют натурные камни либо тиосульфат натрия в чистом виде. Применение натурных камней связано с большими техническими трудностями по отбору, упаковке и транспортировке их на место исследования, а не всегда оправдано методически. Материалы при этом используются один раз.

Приготовление моделей из чистого тиосульфата натрия связано с большими технологическими трудностями, так как при нагревании тиосульфата натрия отделяется вода, находящаяся до этого в связанном состоянии. При остывании расплава образуются зоны рыхлости и раковины, которые резко снижают качество моделей и препятствуют построению моделей больших размеров. Причем прочность тиосульфата натрия изменяется весьма незначительно. С целью увеличения диапазона физико-механических свойств предлагают эквивалент3

ный материал, состоящий из заполнителя - мелкого кварцевого песка и связующего - смеси тиосульфата иатрия и натрия тетраборнокислого, взятых в различном процентном отнощении.

Эквивалентный материал приготавливают путем нагревания навески кварцевого песка до 48°С в песочной бане, в который добавляют отдельно приготовленную смесь расплава тиосульфата натрия и натрия тетраборнокислого. Смесь компонентов тщательно неремешивают и расфасовывают в формы.

Физико-механические свойства эквивалентного материала регулируют изменением процентного содержания входящих в него компонентов.

Предлагаемый эквивалентный материал расщиряет возможности изучения динамических процессов, происходящих в массиве горных пород. Из этого материала можно строить модели неограниченных размеров, он прост в приготовлении и хрупко разрущается при динамических нагрузках. Этот материал при

твердении дает очень малую усадку, не образует внутренних дефектов носле заливки в форму и твердеиия. Материал имеет большой, плавный и легко регулируемый диапазон нрочностей. Физико-механические характеристики материала позволяют достичь отнощения

:ш,.сж.20.

пч. рас.

Предмет изобретения

Эквивалентный материал для изготовления лабораторных моделей на основе песка с добавкой связующего, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона его физико-механических свойств, в качестве связующего нрнменеиа смесь тиосульфата натрия и тетраборнокислого натрия при следующем соотиощении компонентов, вес. %:

Кварцевый песок50-80

Тиосульфат натрия19,5-49

Натрий тетраборнокислый0,5-1,5.