Устройство для определения физико-механических свойств строительных материалов
Полезная модель направлена на повышение точности испытаний и упрощения измерений при натурных испытаниях строительных материалов. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус устройства, опорную треногу, измерительный прибор, механизм нагружения, взаимодействующий посредством штока со смонтированным на стержне индентором через тарированную пружину, механизм нагружения выполнен в виде корпуса, на котором смонтирован рычаг нагружения с возможностью взаимодействия со штоком посредством пластинчатого захвата и фиксатора перемещения штока, при этом на стержне индентора установлена, с возможностью приложения нагрузки к тарированной пружине и ее предварительного обжатия, пара регулировочно-ограничительных гаек.
Полезная модель относится к области приборов для механических методов неразрушающего контроля качества строительных материалов, а именно строительных растворов, мелкозернистых бетонов, неслоистых пластиков и т.п., и может быть использована при возведении, эксплуатации, обследовании строительных конструкций, а также в лабораторных условиях.
Известно устройство для определения твердости материала по глубине внедрения индентора, включающее корпус с упорами и регистрирующим устройством, смонтированные на штоке нагружающую пружину, ограничители перемещения пружины и конический индентор /1/.
Недостатками этого прибора является невозможность использования его для определения прочности кладочного раствора в конструкции из-за необходимости обеспечения внедрения индентора в поверхность материала от постоянного уровня относительно корпуса прибора Обеспечение этого условия в стеновой кладке бывает, как правило, трудоемким, а иногда невыполнимым.
Известно устройство для определения прочности мелкозернистого бетона и кладочного раствора в конструкции, включающее корпус с упором и регистрирующим устройством, шток с торцевой упорной ручкой, смонтированные на штоке нагружающую пружину, ограничитель перемещения пружины и конический индентор, ограничитель перемещения пружины выполнен в виде стакана, установленного с возможностью перемещения относительно штока и корпуса, а на корпус нанесен нониус для установки заданного расстояния равного высоте сжатия пружины, при этом упор корпуса выполнен в виде опорной площадки с тремя опорами /2/.
Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерений и неудобство его использования в работе из-за выполнения механизма нагружения, который требует значительных физических усилий и напряжений при измерении.
Техническая задача заключается повышения точности испытаний и упрощения измерений за счет снижения трудоемкости испытаний.
Поставленная задача решается таким образом, что в устройстве для определения физико-механических свойств строительных материалов при обследовании строительных конструкций, содержащее корпус устройства, опорную треногу, измерительный прибор, механизм нагружения, взаимодействующий посредством штока со смонтированным на стержне индентором через тарированную пружину, согласно полезной модели, механизм нагружения выполнен в виде корпуса, на котором смонтирован рычаг нагружения с возможностью взаимодействия со штоком посредством пластинчатого захвата и фиксатора перемещения штока, при этом на стержне индентора установлена, с возможностью приложения нагрузки к тарированной пружине и ее предварительного обжатия, пара регулировочно-ограничительных гаек.
Отличия предлагаемого устройства заключаются в выполнении механизма нагружения, а именно: в том, что механизм нагружения выполнен в виде корпуса, на котором смонтирован рычаг нагружения с возможностью взаимодействия со штоком посредством пластинчатого захвата и фиксатора перемещения штока, при этом на стержне индентора установлены с возможностью приложения нагрузки к тарированной пружине предварительного обжатия, пара регулировочно-ограничительных гаек.
Нагружение индентора происходит за счет усилия кисти руки, редуцированного механизмом нагружения, что позволяет стабилизировать плавность приложения нагрузки и улучшить воспроизводимость параметров нагружения, что в свою очередь приводит к повышению качества проводимых испытаний и повышению производительности работ при натурных испытаниях.
Технический результат заключается в изменении кинематической схемы создания нагрузки на индентор через систему рычагов механизма нагружения, что дает возможность перемещать систему «индентор - тарированная пружина - шток» к нулевой точке отсчета перемещений, в зависимости от уровня поверхности испытуемого материала относительно корпуса, не прибегая к дополнительной перенастройке прибора.
На чертеже представлено устройство для определения физико-механических свойств строительных материалов.
Устройство состоит из корпуса 1, смонтированной на нем опорной треноги 2, стержень 3 крепления конического индентора 4, тарированной пружины 5, упорной с рычагом гайки 6, втулки 7, пары регулировочно-ограничительных гаек 8, индикатора 9, корпуса механизма нагружения 10, нагружающего штока 11, рычага нагружения 12, растормаживающей пружины 13, захвата 14, пружины 15 фиксатора 16. На стержне 3 жестко смонтирован сменный индентор 4, упорная гайка 6, тарированная пружина 5 и пара регулировочно-ограничительных гаек 8.
Устройство работает следующим образом.
Для определения глубины внедрения индентора в поверхность испытуемого материал необходимо выбрать ровную поверхность (площадь около 1 см2), или, при необходимости, зачистить поверхность наждаком. Нажать на возвратный фиксатор 16 и рукой переместить рычаг упорной гайки 6 в сторону индикатора. При этом индентор 4, узел крепления 3, тарированная пружина 5, втулка 7, регулировочно-ограничительные гайки 8 и шток 11 переместятся в исходное положение. Установить и прижать с усилием (около 5-7 кгс) прибор опорной треногой 2 к поверхности испытуемого материала. Плавными нажатиями на рычаг 12 подвести индентор 4 к контрольному участку поверхности материала до их соприкосновения. Зафиксировать начальные показания индикатора перемещений 9, отпустить и плавно нажать до упора рычаг 12. При этом при помощи захвата 14 шток 11 переместит втулку 7 относительно корпуса прибора и сожмет пружину 5 на фиксированную величину, которая создаст усилие вдавливания индентора 4, воздействуя через упорную гайку 6 и узел крепления индентора 3. При возникшем усилии вдавливания рычаг упорной гайки 6 переместиться на величину, равную глубине проникновения индентора в испытуемый материал, что зафиксирует индикатор перемещений 9. Снять показания с индикатора перемещения и произвести вычисления глубины внедрения конического индентора в поверхность испытуемого материала, вычислить прочностную характеристику по предварительно полученной градуировочной зависимости между косвенными результатами (глубиной внедрения индентора в материал контрольных образцов), и прямыми испытаниями контрольных образцов.
Источники информации:
1. Патент РФ 
2079127, кл. G01N 3/42, БИ 13, 10.05.97
2. Патент РФ 42318, кл. G01N 3/42, БИ 33, 27.11.04 (прототип)
Устройство для определения физико-механических свойств строительных материалов при обследовании строительных конструкций, содержащее корпус устройства, опорную треногу, измерительный прибор, механизм нагружения, взаимодействующий посредством штока со смонтированным на стержне индентором через тарированную пружину, отличающееся тем, что механизм нагружения выполнен в виде корпуса, на котором смонтирован рычаг нагружения с возможностью взаимодействия со штоком посредством пластинчатого захвата и фиксатора перемещения штока, при этом на стержне индентора установлена с возможностью приложения нагрузки к тарированной пружине и ее предварительного обжатия пара регулировочно-ограничительных гаек.
