Файл: Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие.pdf

Графически она изображена на рис. 57, откуда следует, что при изменении скорости деформирования или напряжения сдвига битум проходит через три состояния, характеризуемые коэффи­ циентом вязкости: состояние неразрушенной структуры, харак­ теризуемое постоянной наибольшей вязкостью; состояние не­ прерывного изменения структуры, характеризуемое эффектив­ ной или структурной вязкостью, которая изменяется в широких пределах и является функцией напряжения или скорости де­ формирования; состояние полностью разрушенной структуры, характеризуемое постоянной наименьшей вязкостью.

Для участков наибольшей и наименьшей вязкости (рис. 57) справедливо уравнение Ньютона; участок структурной вязкости характеризует битум как аномальную жидкость, для которой это уравнение неприменимо.

Для определения истинной вязкости наиболее распространен метод ротационной вискозиметрии. Общей особенностью рота­ ционных вискозиметров является наличие в них коаксиальных

воздействие).

Для определения вязкости могут быть использованы также методы, основанные на измерении времени протекания жидко­ сти через капиллярные трубки определенного размера под дей­ ствием заданного давления.

Определение вязкости при MKV=const отличается простотой методики и аппаратуры — вискозиметров Волоровича РВ-7 или РВ− 8 (рис. 58). Порядок испытания следующий.

1. Установить вискозиметр по уровню с помощью установоч­ ных винтов. Промыть внутренний и внешний цилиндры виско­ зиметра бензином или другим растворителем и установить их в несущем гнезде прибора.

2 . Проверить величину трения подшипников прибора. Для этого к нитям, закрепленным на барабане внутреннего цилинд­ ра, присоединить грузы по 0,5 г и отпустить тормоз. Если в те-

* 1 П а -с= 10 пз.

128

б)

чение 1 мин не наблюдается вращения внутреннего цилиндра, подвесить к нитям дополнительные грузы по 0,25 г каждый. Эту операцию повторять до тех пор, пока внутренний цилиндр не начнет вращаться. Минимальную величину груза на двух ни­

тях, при котором начинается вращение, принять за величину ста­ тического трения в подшипниках. Если величина трения больше 3 г, изъять внутренний цилиндр из гнезда, промыть подшипни­ ки и снова (проверить трение.

3.Во внешний цилиндр прибора налить 25—30 г испытуемо­ го битума, закрепить внешний цилиндр соосно внутреннему, причем битум в узком зазоре должен подняться на 5—7 см по высоте внутреннего цилиндра.

4.Опустить цилиндры в термостат, заполненный водой, если температура проведения испытания менее 80°С, или маслом,

если эта температура выше 80°С.

5. Отрегулировать температуру в бане с помощью контакт­ ного ртутного термометра (цена деления 0,5°С), тѳрмореле и ва­ риатора, включенных в систему обогрева. Выдержать битум при

заданной температуре 30 мин.

6. К нитям, вращающим внутренний цилиндр, подвесить грузы, отпустить тормоз и измерить время одного оборота, начи­ ная отсчет после первого полного оборота. Подобрать груз, ко­ торый обеспечивал бы вращение внутреннего цилиндра с часто­ той в пределах 3 -10-1—6 -10~3 сек~х.

7. После выбора нужного груза дать возможность внутрен­ нему цилиндру, последовательно отпуская тормоза и затем на­ матывая нити на барабан, сделать 10—12 оборотов. Измерить время пяти оборотов, начиная отсчет после полных двух оборо­ тов. Повторить измерение при трех других нагрузках, отличаю­ щихся друг от друга на 20—25% ■

8.Извлечь рабочий узел из термостата, снять наружный цилиндр и определить высоту слоя битума в зазоре по шкале внутреннего цилиндра.

9.По графику, приведенному в паспорте вискозиметра, оп­ ределить постоянную прибора К в зависимости от высоты слоя битума в зазоре. Зависимость коэффициента К от высоты слоя битума регулярно проверяется и корректируется для каждого

прибора с помощью эталонной жидкости, например глицерина. 10. Определить вязкость испытуемого битума в Па-с при

данной температуре по формуле

F - F „

11.Результаты измерений записать по форме, приведенной •на стр. 131.

12.Показатель вязкости битума при данной температуре оп­ ределить как среднее арифметическое из результатов трех из-

130

I

мерешій, если отклонение результатов параллельных испытаний от среднего арифметического не превышает 10%.

Определение вязкости при постоянной скорости сдвига (y —const) основа­ но на определении сопротивления сдвигу битума, находящегося в зазоре меж­ ду двумя коаксиальными цилиндрами при вращении внутреннего цилиндра с ■определенной скоростью.

Вязкость по этому «методу определяют в ротационных пластовискозиметрах ПВР-1, ПВР-2, сельсинном эластовиокозиметре и др.

Пластовиекозиметр ПВР-1 (рис. 59,а) состоит из корпуса 1, сердечника 2, смонтированного «а прецизионных подшипниках 3, заправочного преоса (в свою очередь состоящего из цилиндра 4, колпачка 5 и поршня 6), синхронного электромотора с редуктором (на чертеже не показаны), с помощью которых сердечнику 2 может быть сообщена частота вращения, стабильно поддержи­ ваемая в течение испытания: 0,192; 0,96; 2,4; 4,8; 120; 600 и 1500 в мин-1, из­ мерительного лимба 7, сидящего на прецизионном подшипнике 8 и имеюще­ го в верхней части барабан для наматывания нити, а я нижней — зубчатое колесо, которое при необходимости можно вводить в зацепление с зубчатым колесом корпуса 1, и торсиона 9, закрепленного одним концом в измеритель­ ном лимбе 7, а другим в станине прибора. Для контроля уровня испытуемого материала предусмотрены смотровые окна с заглушками 10. Комплект торсином допускает измерение напряжения сдвига от 20 до 5000 Па.

Сопротивления сдвигу в пластовискозиметре ПВР-2* измеряют балка­ ми с наклеенными на них тензодатчиками по схеме полумоста. Возникающее усилие может записываться потенциометром ЭПП-09 или осциллографом. Об­ щая схема прибора ПВР-2 показана на рис. 59,6.

Электродвигатель 1 (для ПВР-2) при невключенном электродвигателе 2 вращает ротор последнего. В случае включения электродвигателя 2 двига­ тель 1 от него отсоединяется.

Коробка передач 3 имеет клавишное управление и позволяет последова­ тельно переходить от одной передачи к другой! На валу, выходящем из ко­ робки передач, установлена зубчатая муфта J, которую можно вводить в за­ цепление с муфтой 5. Соединительная муфта 6 служит для крепления хво­ стовика 7 сердечника. Наружный цилиндр 8 связан гибкой нитью 9 со смен­ ными тензометрическими балками 10. Передвижной столик 11 с термостатом может перемещаться по установленной на плите 12 стойке 13.

Порядок определения следующий.

1. Определить по углу закручивания торсиона сопротивление, создавае­ мое узлами трения вискозиметра на холостом ходу при івсех вариантах ско­ рости вращения, применяя торсион наименьшего диаметра.

* Принципиальные схемы приборов ПВР-1 и ПВР-2 аналогичны. Различа­ ются они лишь конструкцией измерительного узла.