Устройство для исследования федормативности строительных материалов при отрицательных температурах Советский патент 1980 года по МПК G01N33/38 

и анутреннкж) кварцевую трубы, наруж ная из которых выполнена с окнами и днищем с отверстиями, влагозащитные приспособления, установленные на днище наружной трубы, теплоизоляционную прокладку,, шток, пропущенный через внутреннюю кзварцевую трубу, микрометрический винтовой механизм с электронны датчиком деформаций, электронагреватель, термодат чики и регистрирующее приспособле-ние, снабжено размещенной мелщу наружной и внутренней трубами цилиндри ческой обечайкой из теплопроводного материала с У становленными в ее тор цах теплоизоляционными втулками, центрирующими фторопластовьвли кольца ми и эластичньани мембранг1ми, охваты ааквдими шток, причем влагозащитные приспособления выполнены в виде квар цевых стаканчиков с крышками, а электронагреватель размещен на внут ренней трубе, теплоизоляционная прок ладка - между наружной трубой и цилиндрической обечайкой, а один из термодатчиков - в теплоизоляцион ной втулке. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. Ij на фиг 3 - верхняя часть устройства, продольный разрез; на фиг. 4 - нижняя часть устройства, продольный разрез Устройство содержит Морозильную камеру (не показана), крепежное при .пособление 1, цилиндрический кожух с окнами 3 и подвижными крышками 4, наружную 5 кварцевую трубу с окнами 6 и днищем-7 с отверстиями 8, внутреннюю трубу 9/ влагозащитные приспособления, выполненные в внде квар цевых стс1канчиков 10 и 11 с крынками 12, шток 13, микрометрический винтовой механизм 14 с электронньии. датчиком 15 деформаций, электронагреватель 16, те1 4Одатчики 17 и 18, регулирующее приспособление (не показана) , цилиндрическую обечайку 19 теплоизоляционные втулки 20, центри рующие фторопластовые кольца 21 и эластичные мембраны 22, теплоизоляционную прокладку 23, Устройство для исследования дефор«1ативности строительных материалов при отрицательных температурах работает следующим образом. На днище 7 трубы 5 через окна б устанавливают исследуемый объект для определения его низкотемператур ных деформаций. Предварительно образец насыщают водой. Для предотвра щения noTejJb влаги образец помещают в кварцеёый стаканчик 10, заполненный инертной незамерзающей жидкостью, например гептаном. На образец устанавливают мижмий торец кварцевого штока 13. К верхнему его торцу с помсяцью микрометрического механизма 14 подводят электронный датчи 15 дефо| 1аций до соприкосновения штока 13 с подвижным индикаторным штоком датчика 15. Далее, внутрь стаканчиков 11 (на днище 7 трубы 5 размещают несколько, например, два стаканчика 11 под углом 120 один к другому) помещают образец для дифференциально-термического анализа (ДТА), надеваемый непосредственно на термодатчик 17. Стаканчики 11 также предварительно заполняют гептаном. Затем стаканчики 11 закрывают крынками 12. После этого закрывают подвижную крышку 4 кожуха 2 и в-ключают охлшкдение морозильной камеры по заранее заданной программе, например, со скоростью охлаждения 25с/ч. В процессе охла;кдения за счет образующегося льда внутри поровой структуры образца происходит его расширение-деформация, которая с помощью кварцевого штока 13 передается на электронный датчик 15. В свою очередь, информация о.расширении образца с датчика 15 поступает на регистрирующий прибор (не показан). в процессе охлаждения измеряют непрерывно температуру внутри образца по контрольному образцу (не показан), расположенному рядомс исследуемым образцом. Запись низкотемпературных деформаций производят двухкоординатньлм потенциометром (не показан) в функциональной зависимости от температуры. Одновременно с измерением деформаций производят дифференциально-термический анализ образцов с той же структурой и влагонасыщением,что и у образца: в стаканчике 10. Теплота фазового перехода воды в лед воспринимается гермодатчиками 17 и фиксируется регистрирующим прибором (не показан). Цилиндрическая обечайка 19 вместе с теплоизоляционными втулками 20, кольцами 21 и эластичными мембранами 22 образует вокруг штока 13 замкнутый объем, в котором в процессе Ьхлгивдения всего устройства за счет электронагревателя 16 поддерживается постоянство температурного режима. Это позволяет-устранить конденсацию влаги из атмосферы на поверхности штока 13 и его примерзание к кольцам 21, которые выполнены из фторопласта. За счет гидрофобности фторопласта устраняется образование на кбльцах 21 ледяных пробок. Обечайка 19 выполнена из теплопроводящего материгша, например, меди, что обеспечивает быстрое охлемсдение кварцевой трубы 5, которое замедлено при использовании теплоизоляционных материалрв и сказывается при этом на инерЩ1рнность всего устройства. Эластичные морозоустойчивые мембраны 22 обеспечийгиот герметизацию штока 13 и устраняют пррникновение холода из наружной кварцевой трубы 5 во внутреннюю трубу 9, в которой поддерживается положительная температура. Мембрана 22 предохраняет как датчик 15 от действия низких температур, так и устраняет Проникновение атмосферного воздуха внутрь устройства. Атмосферный воздух содержит влагу, которая при попадании внутрь наружной кварцевой трубы 5 переходит в лёд. Образование льда может привести и к примерзанию штока 13 и к выходу устройства из строя.

В связи с тем, что возможно попадание влаги внутрь устройства через различные неплотности, при подготовке эксперимента провидят предварителную сушку внутренних узлов устройства путем их нагрева электронагревателем 16 до 50-60 С.

В процессе эксперимента с помощью термодатчика 18 измеряют и регулируют температуру внутри обечайки 19. Теплоизоляционная проклгщка 23 позволяет обеспечить надежную работу электронагревателя 16.

Изобретение может на.йти широкое применение в научно-исследовательских организациях про1«ышленности строительных материалов для оценки воздействия отрицательных температур на пористые материалы и, в частности, на цементный камень и бетон.

Формула изобретения

Устройство для исследования деформативности строительных материалов при отрицательных температурах, -содержащее морозильную камеру, крепежное приспособление, цилиндрический кожух с окнами и подвижными крышками, размещенные в кожухе соосно наружную и внутреннюю кварцевые трубы, наружная из которых выполнена с окнами и днищем с отверстиями, влагозгицитные приспособления, установленные на днище наружной трубы, теплоизоляционную прокладку, шток, пропущенный через внутреннюю кварцевую трубу, микрометрический винтовой механизм с электронным/датчиком деформаций, электронагреватель, термодатчики и регистрирующее приспособление, отличающееся, тем, что, с

5 целью повышения точности сэпределений, устрюйство снабжено размещенной между наружной и внутренней трубами цилиндрической обечайкой из теплопроводного материала с установленными

0 в ее торцах теплоизоляционными втулRci, центрирующими фторопластовыми кольцами и эластичными мембранами, охватывающими шток, причем влагозащитные приспособления выполнены в виде кварцевых стаканчиков с крыш5ками, а электронагреватель размешен на внутренней трубе,теплоизоляционная прсбсладка - между наружной трубой и цилиндрической обечайкой, а один из теЕ 4Одатчиков - в теплоизоляцион0ной втулке.

Источники информации, принятые во| внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР If 553528, кл. G 01 N 25/16, 1974.

5

2.Авторское свидетельство С5ССР 603846, кл. G 01 В 19/16, 1976.