Акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов

Акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью акустических колебаний. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения резонансной частоты продольных колебаний и фазовой скорости распространения монохроматических колебаний в твердеющих бетонах и растворах. При помощи излучателя и приемника, установленных в центрах больших боковых сторон прямоугольной емкости, которая выполнена с соотношением сторон не менее 1:2, излучают и принимают акустические колебания, распространяющиеся в смеси исследуемого материала. С приемника электрические колебания через селективный усилитель поступают на осциллографический нндгасатор. Изменением частоты генератора добиваются максимального значения a mлитyды принятого сигнала и фиксируют значение резонансной частоты. Затем при помощи фазовращателя , установленного между генератором и осциллографическим ивдикатором, добиваются появления на индикаторе определенной фигуры Лиссажу. После этого вновь изменяют частоту генератора до тех пор, пока фигура Лиссажу, изменяясь по форме, не примет первоначальньй вид, фиксируют значение частоты и определяют значение фазовой скорости. 2 нл. § (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН -11 ц 1 1 (5и 4 С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3692659/25-28 (22) 23. 11.83 (46) 07. 03. 86. Бюл. Р 9 (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строи— тельный институт и Научно-исследовательский институт строительных конструкций Госстроя СССР (72) В.Д.Глуховский, С.И.Ногин, А.А.Тулаганов, Г.В.Румына, Д.M.Âàéíблат, П.В.Кривенко и A.Àçèìîâ (53) 620 . 179. 16 (088 . 8) (56) Дзенис В. В., Лапса В. Х. Ультразвуковой контроль твердеющего бетона. Л.: Стройиздат, 1971, с. 36-38.

Авторское свидетельство СССР.

1» 280962, кл. G 01 N 29/00, 1969 (прототип) . (54) АКУСТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ СТРУКТУРООБ РАЗОВАНИЯ ТВЕРДЕЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованию материалов с помощью акустических колебаний. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения резонансной частоты продольных колебаний и фазовой скорости распространения монохроматических колебаний в твердеющих бетонах и растворах. Прп помощи излу" чателя и приелп»ика, установленных в центрах больших боковых сторон прямоугольной емкости, которая выполнена с соотношением сторон не менее 1:2, излучают и принимают акустические колебания, распрост- раняющиеся в смеси исследуемого материала. С приемника электрические колебания через селективный усилитель поступают на осциллографический

»»нд»»хатор. Изменением частоты генератора добиваются максимального значения амплитуды принятого сигнала и фиксируют з паче ние резонансной частоты. Затем при помощи фазовращателя, установленного между генератором и осциллографическил» индикатором, добиваются появления на индикаторе определенной фигуры Лиссажу.

После этого вновь изменяют частоту генератора до тех пор, пока фигура

Лиссажу, изменяясь по форме, не примет первоначальный вид, фиксируют значение частоты и определяют значение фазовой скорости. 2 ил.

1216720

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью акустических колебаний и может быть исйользовано для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов, в частности бетонов или растворов на ранних стадиях твердения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения резонансной частоты продольных колебаний и фаэовой скорости распространения монохроматических колебаний в твердеющих бетонах и растворах благодаря использованию селективного усилителя, фазовращателя и прямоугольной емкости с определенным соотношением сторон для размещения исследуемого материала, позволяющих производить измерение вышеперечисленных параметров.

На фиг. 1 схематично представлена акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов; на фиг, 2 — график изменения резонансной частоты f и фаэовой скорости

Ч- при твердейии шлакощелочной керамзитобетоцной смеси, полученной при помощи акустической установки.

Акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов содержит генератор 1, например регулируемьпю генератор звуковой частоты, электрически связанный с ним излучатель

2, осциллографический индикатор 3, приемник 4 и прямоугольную емкость

5. Кроме того, установка содержит селективный усилитель 6, вход которого соединен с приемником 4, а выход — с первым входом (вход "У") осциллографического индикатора 3, и фазовращатель 7,выход которого соединен с выходом генератора а выход — с вторым входом (вход "Х") осциллографического индикатора 3.

Позицией 8 на фиг. 1 обозначен исследуемый материал, который B ходе исследований размещается в емкости 5. Емкость 5 выполнена в виде прямоугольной призмы с соотношением сторон основания не менее

1:2. Размер емкости 5 определяется видом исследуемого материала 8 и составляет, например, для бетона

350-3400 см . Емкость 5 может быть

t5

25 е

55 изготовлена, например, иэ текстолита толщиной 10-20 мм и иметь размеры продольных стенок 200 200 мм, поперечных — 200 100 мм и днища—

100 200 мм. Излучатель 2 и приемник

4 соосно установлены в центрах больших боковых сторон прямоугольной емкости 5 в соответствующих отверстиях так, что их рабочие поверхности находятся заподлицо с внутренней поверхностью стенок емкости 5.

Так, например, излучатель 2 и приемник 4 могут быть размещены через кольца из микропористой резины в вырезах диаметром 80 мм, выполненных в центре продольных стенок емкости 5.

Регулировочные органы генератора 1 и селективногo усилителя 6 могут быть механически или электрически связанными для обеспечения нахождения частоты, вырабатываемой генерато— ром 1, в рабочем интервале частот усилителя 6. В качестве излучателя

? и приемника 4 могут быть использованы пьезопреобразователи.

Акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов работает следующим образом.

Б емкость 5 насыпают приготсвленную смесь исследуемого материала

8 и уплотняют ее на вибростоле (не оказан) до обеспечения качественного акустического контакта излучателя 2 и приемника 4 с исследуемым материалом 8. Генератор 1 вырабатывает синусоидальные электрические колебания, которые преобразуются излучателем 2 в механические и, пройдя через исследуемый материал 8, поступают на приемник 4. Приемник 4 преобразует механические колебания в электрические, которые поступают в усилитель 6 и далее на вход "У" осциллографического индикатора 3. Изменением частоты генератора 1 добиваются максимального значения амплитуды принятого сигнала, фиксируют ее в этом положении и измеряют "..íàчение резонансной частоты f . Затем

P при помощи фазовращателя 7 изменяют фазу сигнала, подаваемого на вход

"Х" осциллографического индикатора 3 с генератора 1, до тех пор, пока фигура Лиссажу на индикаторе 3 не примет вид прямой линии, имеющей наклон примерно 45-60 . После этого вновь о изменяют частоту генератора I до

12 тех пор, пока фигура Лиссажу, изменяясь по форме, не примет первоначальный вид. Измеряют значение этой частоты f . Зная расстояние 1 между И излучателем 2 и приемником 4, определяют значение фазовой скорости V распространения монохроматических акустических колебаний в твердеющей смеси исследуемого материала 8 из выражения и

Вышеприведенные операции измерения значений резонансной частоты фазовой скорости V«1, повторяют с таким временным интервалом, который обеспечивает г«еобходиму«о степень детализации кривых зависимости f и л

V от времени г. Результаты измере9» ний могут быть оформлены в виде графика, аналогичного графику, приведенному па фиг. 2.

Таким образом, акустическая установка для исследования кинетики структурообразования твердеющих материалов позволяет определить зависимость значений резонансной частоты f и фазовой скорости V от времени в различных твердеющих смесях, в том числе и в бетонах, на самых ранних стадиях твердения.

Как вицно иэ фиг.2, кривые изменения f u V имеют одинаковый характер в индукционном периоде, такиг« образом, измеренная информация является объективной, так как один измеренный параметр дублирует другой, и, следовательно, исследования, проводимые при помощи акустической установки, отличаются достаточно

;высокой достоверностью. ДостоверI ность полученной информации имеет значение при совершенствовании технологии изготовления бетона и железобетона, поскольку экспериментально установлено, что, если по окончаФ

16720 а нии индукционного периода, который на кривых f = F(r) и V+ = Р(с)

P представлен точкой минимума, произвести повторное виброуплотнение смеси, то прочность затвердевшего бетона возрастает до 307.. Соотношение сторон основания емкости не менее

1:2 обусловлено необходимостью исключить появление стоячих волн в другом кроме контролируемого (попе7 речного), направлении, которые приводят к возникновению резонансных колебаний, мешающих четкому измерению значения f объема материа17 ла в поперечном направлении. Лри выбранном соотноше««ии стоячие волны в продольном направлении не возникают на индукционной стадии и при развитии коагуляционной струк20 туры иэ-за большого затухания колебапий. ф о р и у л а и э обретения

Лкустическая установка для исследования кинетики структурообраэования твердеющих материалов, содер.жащая генератор, электрически связанный с ним излучатель, осциллографический индикатор, приемник и прямоугольную емкость для размещения исследуемого материала, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она, снабжена селективным усилителем, вход которого соединен с приемником, а выход — с первым входом осциллографического индикатора, и фазовращателем, вход которого соединен с выходом

40 генератора, а выход — с вторым входом осциллографического шщикатора, причем емкость выполнена с соотношением сторон не менее 1:2, а излучатель и приег«««««к установлены в центрах болыцих боковых сторон прямоугольной емкости.

1216720. фиг. 1 к„, p, rp г

5ОО д

О m гО Ю И SO

Фиг. 2

Г ивою

Составитель В. Гондаревский

Техред О. Ващишина Корректор Л. Пилипенко

Редактор С.Лыжова

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 997/55 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5