Прибор для определения пористости и объемного веса строительных и тому подобных материалов Советский патент 1940 года по МПК G01F19/00 

Объем открытых -пор в материале обычно находится путем насыщения его той или иной жидкостью и последующего измерения поглощенного количества жидкости. Общепринятая методика насыщения открытых пор состоит в кипячении испытуемых образцов в воде в течение 2-4 часов с последующей выдержкой их в воде в охлажденном состоянии в течение 12-24-48 и более часов. В случае испытания материалов, в том или ином виде реагирующих с водой (например, разбухщих в ней, гидратирующихся, растворяющихся), кипячение приходится производить в подходящей индиферентной жидкости, например, в ксилоле, толуоле, керосине и т. п. Кроме длительности кипячения и выдержки в холодном состоянии различными вариантами предусматривается еще постепенное погружение образцов в -жидкость до начала ее нагревания в продолжение 0,5-1 и даже нескольких часов. Ло окончании процесса насыщения пор образец вынимается из жидкости, обтирается тряпкой для удаления лриставщей к поверхности образца йзлищней жидкости, после чего

образец взвещивают для определения количества поглощенной им жидкости. Объем последней должен отвечать объему открытых пор.

Внещний объем испытуемого образца определяется при помощи объемомера (волюминометра). Существует множество конструкций объемомеров, но всеобщим принципом их работы является измерение объема той или иной среды (воды, керосина, ртутиХ вытесняемого при погружении в нее объекта испытания. Одни объемомеры показывают количество вытесненной жидкости или рути непосредственно в объемных единицах, другие - в виде веса, который приходится пересчитывать на объем.

Из сказанного ясно, что применяемый метод определения пористости и объемного веса строительных и тому подобных материалов по способу насыщения пор путем кипячения в жидкости и определения объема испытуемого образца при помощи названных объемомеров, является чрезвычайно кропотливым, требует наличия целого ряда предметов оборудования, нагревательных приспособлений, посуды и специальной

аппаратуры. Самый процесс опредения пористости требует много времени (предварительное постепенное погружение образцов в жидкость, длительное кипячение, очень длительная выдержка после кипячения), вследствие чего результат может быть получен не ранее, чем через сутки, а то и позднее.

Значительно быстрее могут быть получены результаты, если насыпдение пор вести под вакуумом при обыкновенной температуре. Этот метод также давно известен и в особенности, применяется для материалов нестойких в воде и насыщаемых поэтому иной жидкостью, например, керосином.

Применение вакуума вместо кипячения значительно облегчает и упрощает задачу, так как достигается колоссальное ускорение самого процесса насыщения пор: вместо 2-4 часов кипячения с последующей 24-48-часовой выдержкой в охлажденной жидкости, практически полное, насыщение пор под вакуумом заканчивается в течение нескольких минут.

Однако, при работе с керосином лаборанту приходится много манипулировать с ним - фильтровать, заряжать вакуум-сосуд, резервуары для хранения насыщенных образцов, гидростатические весы, объемомеры, пропитывать керосином тряпки, обтирать ими насыщенные образцы и т. д. Постоянное наличие в лаборатории значительных количеств керосина в открытых сосудах - огнеопасно. Загрязнение атмосферы парами керосина и частое замачивание им рук лаборанта - вредно для здоровья последнего (имеет место накожное заболевание -дерматит).

Таким образом, независимо от способа насыщения пор испытуемого материала (кипячение или вакуум), вся методика и техника испытания остается весьма сложной и кропотливой и кроме того огнеопасной и вредной для здоровья работающих, если в качестве насытителя применяется керосин, ксилол и тому подобные жидкости.

Все указанные отрицательные стороны общепринятых способов определения пористости и объемного веса легко устраняются при помощи предлагаемого прибора. Принципиальной особенностью его является то, что он одновременно играет роль и порозиметра и объемомера, заменяя собой всю аппаратуру, необходимую для насыщения пор испытуемого материала и для определения его внещнего объема.

Сущность изобретения поясняется схематическим чертежом. Как видно из чертежа, приемник представляет собой небольщой стеклянный сосуд / емкостью около 100 см типа делительной воронки, снабженный в нижней части спускным краном, а в верхней - герметически прищлифованной крышкой 2. В последней сделано два круглых отверстия. К одному из них припаяна тонкая стеклянная трубка 4 с калиберной чертой приемника. Выще калиберной черты трубка расширяется в небольшой предохранительный шарик, а затем при помощи трехходового крана 5 соединяется с источником вакуума (водоструйный или иной насос). От каучуковой трубки, соединяющий приемник с насосом, при помощи тройника ответвляется патрубок для манометра (открытый или закрытый ртутный манометр). Во второе отверстие в крышке 2 приемника 7 вшлифован нижний конец бюретки 3 (на 100 см), жестко укрепленный над приемником. Нижний конец бюретки 5 представляет капиллярную трубку с диаметром в 1 мм, что необходимо для совершенного заполнения полости этой трубки стекающей через кран бюретки жидкостью без образования воздушных пузырьков, мешающих правильному заполнению приемника жидкостью.

Во время работы трубка 4 приемника и капиллярная трубка бюретки 3 скрепляются между собой двухгнездовым винтовым зажимом 6 таким образом, чтобы бюретка и крь1шка приемника представляли одно целое. Корпус приемника надевается на крыщку снизу и прижимается к ней при помощи кольца, привинченного к штативу. В качестве зластичной подкладки под корпус приемника

на прижимное кольцо надевается каучуковая трубка. Под корпус приемника подставляется химический стакан для стекающей жидкости.

Испытание производится следующим образом.

В измерительную бюретку 3 прибора наливают жидкость (воду или керосин - по надобности), затем открывают кран бюретки и пропускают жидкость через капиллярную трубку. Когда последняя вся заполняется жидкостью вплоть до начала рабочего пространства приемника, кран бюретки закрывают, а налитую в приемник 1 жидкость сливают через спускной кран в поставленный под приемник стакан. Бюретку после этого наполняют жидкостью. Затем высушенный и взвешенный образец помещают в открытый корпус приемника, который снизу надевают пришлифованной шейкой на скрепленную с бюреткой крышку, прижимая к ней при помощи кольца с резиновой прокладкой. После этого, заметив уровень жидкости по шкале бюретки, образец покрывают жидкостью, спущенной в приемник из бюретки, и включением вакуум-насоса создают разрежение в 60-65 см ртутного столба. Эвакуация пор продолжается 5 минут, после чего в приемник включают атмосферное давление (при помощи трехходового крана) и дополняют его жидкостью из бюретки до калиберной черты, снова фиксируя при этом уровень на шкале бюретки. Затем приемник опоражнивают, сливая жидкость через спускной кран в подставленный стакан и, не вынимая образца, через 1-2 минуты снова наполняют приемник до калиберной черты, фиксируя на шкале бюретки начало и конец наполнения. Израсходованную на заполнение приемника жидкость каждый раз доливают в бюретку из стакана после опоражнивания приемника.

Емкость а порожнего приемника определяется отдельно, как константа прибора, по разности уровней жидкости в бюретке в начале и конце заполнения приемника.

Разница между объемом b жидкости, заполнившим приемник с насыщаемым образцом и объемом ее с, заполнившим приемник с уже насыщенным образцом, составляет объем v насыщенных жидкостью, т. е. открытых пор. С другой стороны, разница между емкостью с порожнего приемника и объемом с жидкости, поступившей в приемник с уже насыщенным образцом, составляет полный внешний объем v образца. В последнем случае прибор выполняет роль обыкновенного волюминометра жидкостного вытеснения.

По полученным объемным данным показатели плотности испытуемого материала рассчитываются следующим образом:

Пористость открытая: ь

100°;

о а -с

Объемный вес материала:

(2)

где Gt - вес сухого образца в граммах. Пористость общая (суммарная):

P(-w}где ds - удельный вес материала.

Пористость замкнутая: Р, Р-Р,%.

Предмет изобретения.

Прибор для определения пористости и объемного веса строительных и тому подобных материалов путем насыщения пор испытуемого образца материала жидкостью под вакуумом и последующего измерения поглощенного порами количества жидкости, отличающийся тем, что, с целью определения одним прибором пористости и объемного веса он 1выполнен в виде приемника 1 для помещения испытуемого материала и заполнения жидкостью, снабженного сливной трубкой и соединенного с измерительной для жидкости бюреткой 3 и трубкой 4, присоединенной к источнику вакуума.

-if.

ч ,

- , - . - Л.-.