Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ ГРАНУЛ ПОЛИСТИРОЛЬНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам определения средней плотности зерен крупного и мелкого заполнителя для бетонных и растворных смесей, а конкретно к способу определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя вспененного гранулированного (ПВГ) для полистиролбетона.

Известен способ определения средней плотности зерен крупного заполнителя в цементном тесте.

Сущность метода заключается в следующем.

От высушенной пробы отбирают навеску, равную 3,5 л, перемешивают на предварительно увлажненном противне с навеской цемента в количестве 1,7 кг и кварцевого песка в количестве 3,4 кг. В полученную смесь постепенно наливают воду до получения малоподвижной бетонной смеси жесткостью 5-10 с. Израсходованное количество воды замеряют.

Перемешанную смесь выдерживают в течение 15 мин, а затем полностью помещают в предварительно взвешенный сосуд емкостью 5 л. Смесь в сосуде уплотняют вибрированием в течение 30-60 с на виброплощадке.

Сосуд с уплотненной смесью взвешивают и определяют массу смеси в сосуде с погрешностью до 10 г и объем смеси в сосуде с погрешностью до 10 мл.

Среднюю плотность зерен крупного заполнителя определяют делением массы высушенной навески на ее объем.

Известен способ определения средней плотности зерен песка в цементном тесте.

Сущность способа заключается в следующем.

Из высушенной до постоянной массы пробы испытываемого песка отбирают навеску, равную 0,9 л, и перемешивают на предварительно увлажненном противне с навеской цемента, равной 1 кг. В полученную смесь постепенно наливают воду до получения пластичной растворной смеси подвижностью 6-8 см. Израсходованное количество воды замеряют. Перемешанную смесь выдерживают 15 мин и затем помещают в предварительно взвешенный мерный сосуд объемом 1 л.

Смесь в сосуде вибрируют 5-10 с до полного уплотнения, характеризуемого обильным выделением цементного клея на поверхности смеси. Затем сосуд взвешивают и вычисляют среднюю плотность приготовленной смеси в уплотненном состоянии.

Среднюю плотность зерен мелкого заполнителя определяют делением массы высушенной навески на ее объем.

Недостатком известных технических решений является невозможность получения однородности полистиролбетонной формовочной смеси из-за значительной разницы плотностей цементного теста и полистирольного заполнителя, которые находятся соответственно на уровне 1800-1900 кг/м³ и 18-23 кг/м³. При таком соотношении цементного теста и заполнителя уплотнение вибрированием приводит к резкому расслоению смеси подвижностью смеси 6-8 см. Легкий полистирольный заполнитель всплывает наверх, а в нижней части сосредотачивается в основном цементное тесто, что может привести к искажению результатов конечных определений средней плотности.

Кроме того, известный способ многоделен, неудобен, и трудоемок (ГОСТ 9758-86, п.7.4.1 и п.7.5).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является определение средней плотности зерен крупного заполнителя гидростатическим методом (по ГОСТ 9758-86) по разности массы специального контейнера с навеской до и после насыщения ее водой при взвешивании в воде и на воздухе.

Среднюю плотность зерен крупного заполнителя каждой фракции вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, каждое из которых производят на новой порции заполнителя.

Недостатком известного технического решения является относительная сложность аппаратурного оформления, в частности весов для гидростатического взвешивания гранул заполнителя и специального контейнера для заполнения водой, а также малоэффективность использования специального контейнера, не приспособленного для работы с особо легкими частицами полистирольного заполнителя, плотность которых на два порядка меньше плотности крупного заполнителя, используемого в тяжелых бетонах (ГОСТ 9758 п.4 определение средней плотности зерен крупного заполнителя).

Техническая задача заключается в создании удобного, эффективного, малозатратного и относительно быстрого способа определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона.

Поставленная цель достигается тем, что пробу полистирольных гранул 4, предварительно высушенных при температуре не более 60°C и охлажденных до температуры 15-25°C, помещают в предварительно взвешенный мерный металлический цилиндрический сосуд 3 (см. рис.1) объемом V_с, уплотняют легким постукиванием днища сосуда о твердое основание 5 в течение 5-10 с таким образом, чтобы гранулы лежали в одной плоскости по горизонтали и совпадали с краями верхнего обреза сосуда, затем сосуд с уплотненными гранулами взвешивают, накрывают сверху ситом 2 с размером ячеек не менее чем на 0,3 мм меньше наименьшего размера гранул и снова взвешивают, заполняют через воронку 1 водой в объеме межзернового пространства (V_в) и через 5 мин после заполнения водой (или водой, модифицированной воздухоудаляющей кремнийорганической добавкой типа 139-282 с концентрацией 0,001-0,01% от массы воды), замеряют суммарную массу (∑М) экспериментального измерительного устройства, включая массу мерного металлического сосуда (m_с), массу сита (m_ст), массу полистирольных гранул (m_г) и массу израсходованной воды (m_в).

Среднюю плотность гранул полистирольного заполнителя для полистиролбетона определяют по формуле

,

где ρ_ПВГ - средняя плотность гранул ПВГ, г/см³;

∑М - суммарная масса мерного сосуда вместе с массой сита, гранул ПВГ и израсходованной воды в объеме V_в, г;

m_с - масса мерного сосуда, г;

m_ст - масса сита, г;

m_в - масса израсходованной воды, г;

V_в - объем израсходованной модифицированной воды заполнения, см³;

V_с - объем мерного сосуда, см³.

Используемые материалы и аппаратура для известного и предлагаемого способов определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя ПВГ для полистиролбетона и результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Анализ табличных данных показывает, что применение предлагаемого способа определения средней плотности гранул полистирольного заполнителя ПВГ приводит к значительному упрощению аппаратурного оформления, сокращению в 2-3 раза и более временных затрат на определение и повышению точности измерения параметра. Относительная погрешность измерения по предлагаемому способу на 10-15% ниже по сравнению с известным способом.