Способ определения удельной поверхности тонкомолотых порошков средней дисперсности

Патент 773493

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советскик

Сощиааистических

РЕСПУбпиК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1:>773493 (61) Дополнительное к авт. саид-ву вЂ”. (22) Заявлено 1 Я1078 (21) 2678516/26-25 с присоединением заявки H9вЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень Но 39

Дата опубликования описания 15.1080

Р1)М. К .

G 01 N 33/38

G 01 и 15/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 620. 179 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ê.Êíèïïåíáåðã, В.И.Соломатов и А.Д. Корнеев

ВДт ф(»» " " д

Липецкий политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ТОНКОМОЛОТЫХ ПОРОИКОВ СРЕДНЕЙ ДИСПЕРСНОСТИ

Изобретение относится к области исследования физических свойств веществ и может быть использовано в производстве полимербетонов, строительных растворов, формовочных сме- 5 сей литейного производства, а также в керамической промышленности.

Известен способ определения удельной поверхности кварцевого наполнителя путем его уплотнения и регистрации изменения частоты колебаний вибратора в зависимости от величины удельной поверхности порошкообразного материала (1j.

Недостатком этого способа явля- 15 ется сложность аппаратурного оформления и зависимость результатов измерения от влажности исследуемого материала и его электризуемости.

Известен способ определения удель-20 ной поверхности тонкомолотых наполнителей путем предварительного уплотнения и определения объемного веса (21 .

Способ не обеспечивает требуемой точности измерений. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения удельной поверхности тонкомолотых наполнителей(3), заключающийся в уплотнении порошка 30 под статической нагрузкой 390410 кг/см с последующим определением объемного веса и плотности порошка и определением удельной поверхности по формуле ч-ч, вЂ” вЂ” 0 269

0 000024 где 5 вЂ” удельная поверхность материала, см 1/г, V объемный вес, г/см

V вЂ” плотность, г/см .

Однако при определении удельной поверхности тонкомолотых порошков средней дисперсности (500-1600 см /r)

1 по этой формуле наблюдаются значительные расхождения с известными методами. Причинами этого является незатухание деформаций в течение

3 мин, а также нелинейный характер зависимости удельной поверхности тонкомолотых порошков средней дисперсности от их объемной массы.

Цель изобретения вЂ” повышение точности определения удельной поверхности тонкомолотых порошков средней дисперсности.

Поставленная цель достигается тем, что статическую нагрузку осуществляют до условной стабилизации

773493 деформаций, равной величине сжатия

0,01-0,015 мм за 30-40 мин, а удельную поверхность рассчитывают по формуле

В(4- до

0,3607 где S вЂ” удельная поверхность материала, см /r, плотность, г/см 10 объемная масса, г/см коэффициенты, характеризующие зависимость пустотности

А и В вЂ” коэффициенты, характеризующие зависимость пустотности вЂ -Х - От удельнои лоY верхности, причем A

=439 см /г, а В = 377618 см /r.

Наполнители представляют собой тонкодисперсную рыхлую массу с высоко- . О развитой удельной поверхностью. Они включают твердую и газообразную

Фазу, располагающуюся в межзерновом пространстве, в связи с чем, воспринимают внешнюю нагрузку иначе, чем сплошные твердые тела. Распределение нагрузки в массе наполнителей и их сопротивление внешним силам обусловлено силами трения, возникающими на контакте частиц наполнителей. Под действием внешней. нагрузки происходит смещение частиц, в результате которого наполнитель (порошок) достигает более плотного состояния. При этом, с увеличением нагрузки и времени воздействия 35 первоначальный объем уменьшается в разной степени, в основном за счет межэернового пространства.

Стабилизация деформаций наполнителей представляет собой такое 40 состояние, когда под действием постоянной внешней нагрузки скорость ползучести приобретает величину, при которой процесс уплотнения затухает и уплотненная масса наполнителя приобретает стабильное состояние, т.е. постоянный объем и постоянную массу, что очень важно при испытании строительных материалов для сравнения результатов.

Скорость полэучести и время стабилизации зависят от количества контактов частиц наполнителя, т.е. с увеличением дисперсности порошка количество частиц и контактов между ними увеличивается, а с уменьшением уменьшается.

В табл.1 показана зависимость удельной поверхности от деформации. образца, в табл.2 вЂ” зависимость объемной массы наполнителя от времени щ стабилизации.

Иэ табл. 1 и 2 видно, что оптимальным режимом является величина деформации образцов, равная 0,01-0,015 мм за 30-40 мин. 65

Зависимость удельной поверхности среднедисперсных наполнителей oT ux пустотности получают расчетно-экспериментальным путем на основе многочисленных эксперименталЬных данных, полученных при испытании среднедисперсных порошков разного минералогического состава.

Для проведения испытаний отобраны пять партий.

Удельная поверхность каждой партии определяется на приборе ПСХ-2 (ГОСТ 310-60). Полученные результаты подвергаются статистической обработке с целью получения "истинных" значений удельной поверхности наполнителя,см/г:

495 i S вЂ” 770 i 5 - 1020, S4

1460, 5 вЂ” 1610.

Объемную массу (jf ) определяют в г/смЭ уплотнением под нагрузкой

400 кгс/см с выдержкой до условной

1 стабилизации деформаций, равной величине сжатия 0,01 мм за 30 мин.

Плотность () определяют по

ГОСТ 810-60 в г/см . Методом математической статистики устанавливают

"истинные" значения объемной массы и плотности наполнителей по каждой партии.

Расчет пустотности наполнителей производится по формуле

П = вЂ” - вЂ” ь

Н Я

Экспериментальные и расчетные данные приведены в табл. 3.

На. Фиг. 1 представлен график зависимости пустотности от удельной поверхности наполнителя, построенный на основании "истинных" значений удельной поверхности; на фиг. 2 устройство, на котором определяется оптимальная скорость наполнителей.

На основании "истинных" значений выявлена также зависимости и определены значения коэффициентов A и В и константы С:

A = 439 см /г

В = 377618 см /г

С = 0,3607

Устройство, на котором определяется оптимальная скорость наполнителей содержит вкладыш 1, к которому крепится шток 2 с упирающейся в него головкой индикатора. Рабочий цилиндр

3 снабжен держателем с индикатором

4 часового типа и является одной из частей разъемной формы 5, устанавливаемой на поддон 6.

Способ определения удельной поверхности иллюстрируется примером.

Для определения удельной поверхности среднедисперсного наполнителя из шлаковой пемзы отбирается партия его в количестве 3 кг.

Из подготовленного к испытанию наполнителя берется навеска в 300 r и частями переносится в предварительно собранную .форму. Минеральный порошок равномерно распределяется

773493

Т а б л н ц а 1

520 5,0

746 1,6

982 3,7

1475 1,0

1600 О,б

459 7, 2 483 2,4

1 495

2 770

740 Зс9

1002 1,8

1480 1,4

1621 0,7

720 6,5

905 11,3

1346 7,8

1549 3,8

3 1020

4 1460

5 1610 ножом, слегка прижимается вкладышем и устанавливается под пресс для уплотнения. Вкладь{ш устанавливается таким образом, чтобы головка индикатора упиралась в шток. Нагрузка прн уплотнении постепенно доводится до 400 кгс/см и выдерживается под этой нагрузкой в течение 30 мин.

При достижении нагрузки в

400 кг/см снимают первоначальное

2. показание индикатора. Через 30 мин выдержки вторично снимают показания индикатора. Если деформация образца, вычисленная по разности показаний индикатора больше 0,01 мм

1 то время выдержки увеличивают на следующие 30 мин и т.д. Стабилизация наступает через два промежутка времени (60 мин).

Затем нагрузку снимают и форму (вместе с вкладышем и поддоном) переносят на противень. Вкладыш и верхнюю часть формы снимают и очищают мягкой кисточкой над противнем.

Наполнитель в нижней (рабочей части фармы) срезают ножом вровень с верхней кромкой. Излишек минерального порошка тщательно собирают и взвешивают на аналитических или технических весах с точностью до

0,01 г.

Объемную массу наполнителя (g ) о вычисляют с точностью 0,01 г/см по формуле

М, - {vl2

0 V 1 где М вЂ” первоначальная навеска на1 полнителя вЂ” 300 г;

N„- остаток от первоначальной навески вЂ” 124 г;

V вЂ” объем формы вЂ” 100 см

Подставляя числовое значение, получают

300 вЂ” 12 4

Объемную массу наполнителя при

5 уплотнении нагрузкой вычисляют как среднее арифметическое трех определений. Расхождение между результатами не должно превышать 0,02 г/см .

Получено: 1,765; 1,76 и 1,755.

{0 Тогда среднее значение равно

М +1 тЬ +1т З 1 60Г{С{, 0 Ь

Плотность наполнителя вычисляют как среднее арифметическое значение

15 двух определений. Расхождение между . результатами параллельных измерений не должно быть более 0,02 г/см3, . Для наполнителя из шлаковой пемзы получают следующие результаты:

2,33 и 2,87 г/смЗ.

Тогда среднее значение равно

«2,975 <{CM

Подставляя полученные данные объемной массы и плотности в формулу, вычисляют удельную поверхность наполнителя из шлаковой пемзы

$ 4 39+37(646(0,3607} =717 СИ {Г

2., 875 вЂ” { 760 1

z,вишь иЛИ 720С { {Г .

3G Б табл. 4 представлены сравнительные данные результатов определения удельной поверхности различными способами.

Предлагае{ый способ позволяет зна35 чительна повысить точность измерений при определении удельной поверхности тонкамолатых наполнителей, не требует громоздкого оборудования и сложных расчетов.

773493

Т а б

495

1,70

1,745

1,80 1,81 1,814 1,814

770

1,75 1,76 1,762 1,762

1020

1,72

1,723 1,73 1,73

1,73

1,671 1,685 1,69 1,691 1,691

1450

1,67

1,675 1,68 1,68

1,68

Т а б л и ц а 3

1,66 1,62 1,59 1,56 1,55

2,65 2,65 2,65 2,65 2,65

0,373 0,388 0,400 0,413 0,416

Пустотность

Таблица 4

1,76

Шлаковая пемза

770 4995 548

1020 5429 432

1460 6008 311

740

3,9

1,8

1,73

1002

1,69

Маршаллит 1,63

1480

1,4

680 4829 610

660

2,9

1,57

1280 5773 351, 1520 6087 300

1556

0,78

1,55

2,4

Формула изобретения

Способ определения удельной поверхности тонкомолотых порошков средней дисперсности, заключающийся в определении объемного веса порошка с предварительным уплотнением под статической нагрузкой 390-410 кг/см и опрег делением плотности порошка, о т л и - ац ч а в шийся тем, что, с целью повыаения точности определения, статическую нагрузку осуществляют до условной стабилизации деформаций, равной величине сжатия 0,01-0,015 мм 65

S=AB вЂ” о,360 где 5

Объемная масса, г/см

Плотность, г/см за 30-40 мин, а удельную поверхность рассчитывают по формуле удельная поверхность материала, см /r плотйость. г/см объемная масса, г/см

3. коэффициенты, характеризующие зависимость пустотности от удельной поверхности, причем A 439 см /r, а В 377618 GM /г.

773493

0,Л

0,52

0,3

1500 2000

Ь5 Nen eaz noEepxeocms ca%

Ш00

5g фиг.) / 5 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Заказ 7492/5

Филиал П ПП Патент r. Ужгород, у . р л П оектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 191221, кл. G 01 и 15/08, 1965.

О,Ml

2. Определение удельной поверхности песка. ГОСТ 8735-65.

3. Авторское свидетельство СССР

9 614362, кл. G 01 N 13/00, 1976 (прототип).