разное

Механическая прочность

Прочность пеностекла примерно в 10 раз больше прочно­сти других изоляционных материалов такой же теплопровод­ности или объемной массы. Поэтому в некоторых работах [394, 395] прослеживается мнение о том, что не следует спе­циально изучать прочностные свойства пеностекла, поскольку оно по сравнению с конкурирующими материалами обладает большими резервами.

Полученные нами данные при расчете скорости отжига блоков свидетельствуют о необходимости изучения его проч­ностных характеристик для того, чтобы правильно проектиро­вать технологический процесс получения пеностекла. Результа­ты натурных исследований заводской технологии (см. гл. I) также подтверждают значительное влияние режима вспенива­ния на формирование важнейших свойств пеностекла. Поэтому прочности пеностекла необходимо уделять большее внимание.

Прочность пеностекла можно характеризовать пределом прочности при сжатии. Существует несколько методов оценки: по методике, принятой для хрупких материалов,— по разру­шающей нагрузке иди как для упругих материалов — по на­грузке, соответствующей определенной деформации образца. В СССР [194, 396] и ЧССР [397] для расчета предела проч­ности при сжатии используют максимальную нагруаку, при которой происходит разрушение испытуемого образца. По американскому стандарту [398] Rcж пеностекла рассчитывают по величине нагрузки, при которой образец сжимается до тол­щины, соответствующей 5% его первоначальной толщины, за исключением тех случаев, когда разрушение образцов произой­дет раньше, чем наступит эта деформация.

Следует отметить, что при испытании пеностекла на сжа­тие (у^200 кг/м3) почти никогда не наблюдается резкого раз­рушения образцов, характерного для хрупких материалов. С повышением нагрузки образец начинает деформироваться, при этом тонкие стенки ячеек последовательно разрушаются на обеих упорных поверхностях. Образующийся порошок стек­ла вдавливается во вновь разрушаемые ячейки.

Начало деформации образцов (рис. 6.4, кривые 1—3) на­ступает при сравнительно небольших нагрузках; так, усилие сжатия, соответствующее 1 % деформации, находится в преде­
л ах 3—5 кгс/см2-, стабилизация давления происходит при 8— 16%-ной деформации образцов. При снятии нагрузки до нача­ла разрушения оставшаяся часть образца не имеет каких-ли­бо видимых повреждений. Поэтому за предел прочности сжа­тия в данном случае можно принять величину давления при стабилизировавшейся деформации.

Механическая прочность

Рис. 6.4. Линейная деформация влагозащитного пеностекла (у= = 150—160 кг/м3) при различном сопротивлении сжатию: 1—3 — при испытании по методике [396]; 4, 5 — с применением защитных по­крытий

Чтобы избежать предотвращения послойного разрушения пеностекла при сжатии, упорные поверхности образцов покры-

Вали битумной мастикой толщиной около 1 мм. Характер раз­рушения их различен (рис. 6.4, кривые 4, 5). Если в первом случае образцы разрушаются лишь при предельной величине линейной деформации, то во втором они раскалываются при предельной нагрузке, почти не деформируясь. Такой харак­тер разрушения можно объяснить более равномерным распре­делением нагрузки на поверхностях испытуемых образцов, что исключает послойное разрушение из-за возникающих локаль­ных напряжений.

С повышением объемной массы (150—400 кг/ж3) величина линейной деформации образцов уменьшается, и при у = = 350 кг/ж3 значения Rcж, полученные по обеим методикам ис­пытаний, выравниваются, что свидетельствует о приближении прочностных свойств пеностекла к аналогичным свойствам
жестких теплоизоляционных материалов с повышенной плот­ностью.

Представим данные прочности влагозащитного пеностекла в зависимости от его объемной массы (рис. 6.5, кривая 2) в виде линейной функции. В результате обработки этих данных по способу наименьших квадратов прочность пеностекла мо­жет быть выражена уравнением

Rcm = 0,283 у — 24,4. (6.1)

И. И. Китайгородский и Т. Н. Кешишян [12] приводят бо­лее низкие значения прочности пеностекла. Для функции /?CHf=/(Y), по данным авторов, в интервале 150—400 кг/м3 справедлива зависимость

Ясж = 0,2v - 20, (6.2)

Что, по нашим данным, соответствует промышленному пено­стеклу (рис. 6.5, кривая 7).

Акустическое пеностекло по отношению к влагозащитному и строительному имеет наиболее низкую прочность (рис. 6.5, кривая 8). Оно отличается выраженным характером гетеро­генной структуры, что подтверждается высоким водопоглоще - нием, и имеет настолько большой разброс результатов по прочности, что исключает возможность установления зависи­мости между прочностью на сжатие и объемной массой.

Анализ данных прочности пеностекла различных видов по­казывает, что зависимость RCm=f(y) определяется в основном структурным фактором, который в свою очередь зависит от состава пенообразующей смеси и условий получения пеностек­ла. Здесь, как показано нами в параграфе 5.5, не в меньшей мере налагается влияние режима отжига, являющегося за­вершающим этапом в технологии получения пеностекла.

Влияние технологических параметров процесса получения пеностекла на его прочность показано на рис. 6.6. Здесь пред­ставлены зависимости і? сш=/(у) Для промышленного стро­ительного пеностекла на основе стекла 6Н и антрацита (1,7%). Данные соответствуют результатам определений прочности об­разцов, выпиленных из промышленных блоков, вспененных в одноярусной (рис. 6.6, кривая 1) и многоярусной (рис. 6.6, кривая 2) печах. Для пеностекла с одноярусных печей харак­терно постоянство прочностных характеристик, что, как отме­чалось выше, является результатом стабильности режимов вспенивания и отжига.

При исследовании длительного воздействия влаги на проч­ность влагозащитного пеностекла его образцы (кубы 7Х7Х Х7 см) выдерживали в воде в течение 30 сут, после чего опре­деляли их влагосодержание и механическую прочность. Со­гласно полученным данным, пеностекло с объемной массой
160—184 кг/м3 при максимальном водонасыщении 0,9%, прак­тически сохраняет свою прочность после 30-суточного пребы­вания в воде.. Отклонения от исходной прочности (до ±10%) объясняются, вероятно, неидент. ичностью их структуры.

Для исследования механической прочности пеностекла в условиях низких температур образцы выдерживали в жидком азоте в течение 4, 240 и 720 ч, а затем непосредственно после извлечения определяли их прочность (табл. 28). Среднеобъем - ная температура образцов за вре­мя испытания изменялась от -190 до —180 °С.

F, Kr/CMJ

При глубоком охлаждении влагозащитного пеностекла (до /5- ■—190 °С) повышается сопротив-

Рис. 6.6. Зависимость прочности сжатия от объемной массы пеностекла (данные Гомельского стеклозавода за 1973 г.): 1 — продукция с одноярусной печи; 2 — то же с многоярусной

Ление сжатию на 20—33% и на 42—48% падает сопротивление изгибу. Причиной этого, очевидно, является возрастающая с понижением температуры «хрупкость» стекла вследствие уве­личения его модуля упругости и снижения удельной ударной вязкости [400].

Длительное охлаждение влагозащитного пеностекла (табл. 29) не вызвало изменений в его структуре, образцы сохрани­ли послойный характер разрушения. Сопротивление сжатию возросло соответственно на 23 и 36% после их хранения в тече­ние 240 и 720 ч при —196 °С.

Механическая прочность

Л1кгс/смг

200

Для определения влияния знакопеременных температур на физико-механические свойства влагозащитного пеностекла его

Таблица 28

Сравнительные данные прочности влагозащитного пеностекла при положительной и отрицательной температуре

Пеностекло

У,

Кг/м3

Нсж. кгс/см'

«И8Г - КгС/СМ2

±ДR. %

При температуре, °С

При сжатии

При изгибе

+20

—190

+20

—190

Влагозащитное

160 170 184

12,2 21,5 22,2

14,7 28,0 27,5

9,3 18,4 19,1

5,4 9,6 10,2

+20,4 + 33,5 +24,0

-42,0 -47,8 -46,0

Прочность влагозащитного пеностекла в зависимости от продолжительности его охлаждения

V. кг/м3

Ясж, кгс/см2

Условия испытания и характер разрушения образцов

129

13,6

В воздушно-сухом состоянии при +20 3С, разруше­ние послойное

135

14,8

После 240 ч хранения в криостате, разрушение по­слойное

124

18,5

После 720 ч хранения в криостате, разрушение по­слойное

Образцы подвергались многократному замораживанию и от­таиванию. Замораживание производилось в криостате,.в кожух которого заливался жидкий азот, оттаивание—на воздухе или в воде при +20 °С. Каждый цикл состоял из 4 ч замора­живания и 4 ч оттаивания. Температура в криостате поддер­живалась в пределах от —160 до —180 °С. Образцы одной се­рии перед охлаждением находились в воздушно-сухом со­стоянии, другие предварительно выдерживали в воде в течение 48 ч. Было проведено 25 циклов замораживания и оттаивания, после чего для оценки нарушений в структуре пеностекла оп­ределяли его механическую прочность, потери массы и водо - поглощение.

Влияние знакопеременных температур на физико-механические свойства

О

Прочность при сжатии

, кгс/см2

О о^ О

Образцы

После 25-кратного заморажива­ния (—180 °С) и оттаивания (+20 °С)

Пеностекло

V.

И J? ° Й Ef ®

S я

Кг/м3

Я й

J

Сухие

Влаж­

На воздухе

В воде

Ные

Образцы

Я 3 * и

03 3»

М00 .

Сухие

Влаж­ные

Влажные

Влагозащитное

Строительное Акустическое

150

156 168

1,0

11,2

70,4

20

9,6 8,3

21

9,2 7,4

18

7,8 6,2

12

6

Разрушились после 3, II, 13, 16 циклов

То же, после 2 циклов

То же, после 1 цикла

Результаты испытаний показали (табл. 30), что большин­ство воздушно-сухих образцов пеностекла после 25 циклов за­мораживания и оттаивания на воздухе визуально не измени­лось. У влажных образцов, оттаивавших как в воде, так и на воздухе, уже после первых циклов (2—3-й циклы) начинается разрушение углов, ребер и выкрошивание материала с поверх­ности, которая постепенно приобретает «ооповидный» харак­тер. Вследствие этого прочность влажных образцов, оттаивав­ших на воздухе, снизилась с 21 до 12 кгс/см2, т. е. на 38%, а потери массы хотя и несколько увеличились по сравнению с воздушно-сухим пеностеклом, но также невелики. Однако во­допоглощение этих образцов увеличилось после испытаний в 2—2,5 раза. У влажных образцов, оттаивавших в воде, види­мое разрушение поверхности наступило после 3-го цикла, а после 16-го цикла образцы разрушились.

Исследование термостойкости пеностекла было проведено по режиму, выбранному в соответствии с условиями его эксплуатации, при которой теплосмены вода — холод (—180 °С)—вода отсутствуют, а охлаждение и нагрев про­текают относительно медленно вследствие его незначительной теплопроводности. По данному режиму образцы охлаждали в криостате до —180 °С со скоростью 13 °С/ч, выдерживали при температуре от —160 до —180 °С в течение 35—40 ч, а затем нагревали в криостате до +20 °С со скоростью 9—10 °С/ч.

После 20 циклов охлаждения и нагрева воздушно-сухие кубики пеностекла не имели каких-либо признаков разруше-

Механическая прочность

8,5

1,3

100,0

Таблица 30 некоторых видов пеностекла

Потери массы после 25-кратного замора­живания и оттаива­ния на воздухе, %

Об разды

Сухие влажные

3,0 2-2,5

32,4 ния и практически сохраня­ли свою первоначальную прочность.

Более длительным испы­таниям на хладостойкость (50 циклов теплосмен) были подвергнуты воздушно-сухие образцы, а также предвари­тельно выдержанные в воде в течение 48 ч и 10 сут. Все исследуемые кубики пено­стекла не изменили своего внешнего вида: на их поверх­ности, углах и ребрах не на­блюдали следов выкрошива - ния и видимых трещин. Об­разцы, охлажденные как в воздушно-сухом состоянии, так и после увлажнения до 1—2% объема, сохранили после испытания механиче-

Скую прочность, соответствующую их структуре и объемной массе. Менее прочными оказались образцы, обладающие по­вышенной влагоемкостью (>10% объема за 24 ч) при малой объемной массе (у=150 кг/м3): их сопротивление сжатию со­ставило лишь 5,3—5,6 кгс/см2. Некоторый разброс данных по прочности у образцов практически равной плотности объясня­ется неидентичностью их структуры.

В результате выполненных нами работ по изучению проч­ности различных видов пеностекла и обобщения данных дру­гих исследователей установлено, что механические свойства находятся в тесной взаимосвязи с его структурой и объемной массой, они закладываются на стадии подготовки пенообра­зующей смбси и формируются в процессе вспенивания и отжига пеностекла. Снижение прочности с повышением водопоглоще - ния свидетельствует об увеличении числа дефектов структуры в пеностекле, возникающих вследствие отклонений от тре­буемых темлературно-временных режимов вспенивания и от­жига, а также кристаллизации .пеностекла. Это подтверждает­ся тем, что Rсш и Япзг имеют меньшие значения для акустиче­ского пеностекла, а для влагозащитного, характеризуемого упорядоченной структурой и минимальным водопоглощением, эти показатели самые высокие.

Анализ результатов исследований, полученных при исполь­зовании различных методик испытаний, показал, что для пено­стекла с высоким значением объемной массы (>350 кг/м3) (обычно используемого для устройства самонесущих изоляци­онных конструкций) прочность можно определять по макси­мально установленной нагрузке, при которой наступает разру­шение образца. В - случае применения легкого пеностекла в качестве несущего изоляционного материала (основания под резервуары, фундаменты) значения требуемой нагрузки необ­ходимо устанавливать с учетом линейной деформации под на­грузкой. При таких испытаниях упорные поверхности испытуе­мых образцов необходимо покрывать слоем эластичного мате­риала (мастика, картон, асбест).

В области низких температур (до —190 °С) Rcm и /?ИЗг из­меняются в соответствии с закономерностями изменения удельной вязкости и модуля упругости стекла, причем с повы­шением объемной массы пеностекла прирост прочности при сжатии и снижение ее при изгибе уменьшаются. При одном и том же значении объемной массы прочность при сжатии пено­стекла повышается (до 35%) с увеличением продолжительно­сти выдержки образцов в условиях отрицательных температур (—196 °С).

Установленная ЗакОНОМбрНОСТЬ изменения Лсж в области глубокого холода может учитываться при расчете несущей спо­собности изоляционных 'конструкций.

В воздушно-сухом состоянии все виды пеностекла являются морозостойкими, здесь влияние отрицательных температур аналогично положительным. Морозостойкость увлажненного пеностекла (в воде) снижается по мере увеличения в нем дефектов структуры. и открытой пористости. Разрушение струк­туры происходит вследствие деструктивного воздействия льда и направлено с поверхности к центру испытуемого образца.

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.