CC BY
33
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Азаренков В.Л., Нефедова И.В., Мозгалёв В.С., Тюнин С.В. Формирование главенствующих положений общих технических требований к техническим средствам службы горючего с учетом воздействия дестабилизирующих факторов оперативной обстановки на процесс эксплуатации изделий. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 194—202.
Abstract Keywords:
The article discusses the formation of the main provisions of the general technical technical facilities of the fuel service, general
requirements (OTT) for the fuel service facilities (TSSG), taking into account the technical requirements, performance
operational situation, which represents a set of destabilizing factors that have a characteristics, operating model
dialectical effect on the operation mode, the number of products and the scope of Date of receipt in edition: 01.03.18
tasks assigned to them during the given time Date of acceptance for printing: 03.03.18
УДК 54.02
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГИБРИДНЫХ ОРГАНО-НЕОРГАНИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ
О.А. Горбачева, Т.В. Жданова, Т.А. Мацеевич
Национальный исследовательский Московский государственный университет
Аннотация Ключевые слова:
В работе исследованы релаксационные свойства гибридных материалов гибридные материалы, жидкое стекло,
различного химического состава на основе жидких натриевых стекол, релаксация напряжений, начальное
полиизоцианурата (ПИЦ), 2,4-толуилена (2,4-ТДИ), эпоксидной смолы напряжение о, квазиравновесное на-
(ЭД-20) и политетраметиленоксида (полифурит ПФ). Показано, что пряжение о1т
характер релаксационных кривых напрямую зависит от химического История статьи:
состава рассматриваемых гибридных композитов. Такие гибридные ма- Дата поступления в редакцию 09.03.18
териалы обеспечивают повышенную теплостойкость и могут найти при- Дата принятия к печати 15.03.18
менение в строительной индустрии
Многообразие типов полимеров, которые играют роль связующих (матриц) в полимерных композиционных материалах, а также наполнителей различной природы позволяет создавать материалы с необходимым комплексом эксплуатационных свойств. Особый интерес среди композитов вызывают гибридные материалы со смешанной органическо-неорганической матрицей, включающей неорганические и полимерные материалы, которые по существу подобны пористым материалам с неорганическим каркасом.
Гибридные соединения представляют собой полимерную матрицу неорганических частиц, поверхность которых модифицирована привитыми органическими молекулами, что позволяет получать полимерные материалы, обладающие определенным комплексом эксплуатационных свойств, таких как высокая прочность, твердость, химическая стойкость, морозостойкость, высокая тепло- и термостойкость, стойкость к окислительной деструкции и др.
В исследованиях Старовойтовой И.А., Веселовского Р.А., Збанацкой Н.Л., Павлова В.И., Ищенко С.С, Федорченко Е.И. упоминается о том, что гибридные связующие могут найти применение в качестве стабили-
заторов грунтов, которые используются при укладке фундаментов, строительстве дорог, прокладке туннелей и т.п. В работе Веселовского Р.А. и Збанацкой Н.Л. показана возможность применения таких связующих в производстве древесно-стружечных плит и пластиков, для изготовления черепицы и гибкой кровли. Также они применяются как антикоррозионные покрытия и краски.
Особенно интересны материалы на основе жидких стекол. Они характеризуются высокой когезионной прочностью, не выделяют пожароопасных летучих компонентов, не загрязняют окружающую среду в процессе эксплуатации и не подвергаются коррозии. Также надо отметить их достаточно низкую стоимость и безопасность. Растворы жидкого стекла обладают клейкостью и липкостью, что позволяет склеивать различные поверхности.
Благодаря своим свойствам жидкие стекла находят достаточно широкое применение. В большинстве случаев они используются при производстве строительных материалов. Обладая вяжущими свойствами, жидкие стекла применяются в качестве связующих при получении композиционных материалов. Например, жидкие стекла добавляются в цемент с целью улучшения влагоустойчивых свойств, предотвращения появления плесени и грибков и повышения жаростойкости.
Для получения композитов использована сложная смесь исходных продуктов: жидкое натриевое стекло, полиизоцианурат (ПИЦ), 2,4-толуилен (2,4-ТДИ), эпоксидная смола (ЭД-20) и политетраметиленоксид (полифурит ПФ). На основе таких систем возможно получение пористых материалов, которые могут применяться как теплоизоляционные [9,10]. Исходный состав полученных образцов гибридных органо-неорга-нических композитов представлен в таблице 1.
Таблица 1.
Компонентный состав образцов
№ образца Исходные компоненты, мас.%
Жидкое стекло ПИЦ ЭД-20 2,4-ТДИ Полифурит Катализатор (ДМБА)
1 33 27 35 5 - -
2 52 34 11 3 - -
3 13 9 8,7 18 51 0,3
4 23 54 7 4 12 -
Рассмотрим релаксационные свойства приведенных (см. табл.1) гибридных органо-неорганических композитов различного химического состава, обеспечивающих повышенную теплостойкость.
Кривые релаксации напряжения измеряли для образцов различного состава размером 4x4x6 мм при постоянной деформации и разных температурах.
На рисунке 1 представлены кривые релаксации напряжения при деформации 3% и температуре 25оС.
Рис. 1. Зависимость напряжения от времени для образцов 1-4
Наибольшей величиной начального экспериментального напряжения а0 которая составляет 21МПа, обладает образец 4. Образцы 1 и 2 обладают меньшей величиной а0, которая составляет от 18 до 20 МПа. Наименьшей величиной а0 обладает образец 3. Это напрямую связано с исходным компонентным составом образцов. Так, по сравнению с другими исследуемыми образцами, образец 3 содержит наименьшее количество жидкого стекла 13 мас. % (табл. 1), которое при испарении воды превращается в кремнезем, составляющий примерно 6,5% от общего количества исходных материалов; наибольшее количество ТДИ (18,5%) и наименьшее количество ПИЦ (8,7%). Остальные образцы содержат значительное количество жидкого стекла, особенно образцы 1 и 2.
Напряжение, которое развивается в образце за 3 ч процесса релаксации а180, является наибольшим для всех образцов, кроме образца 3. Этот образец релаксирует очень слабо и обладает напряжением через 3 ч процесса релаксации, равным примерно 2 МПа.
Исследование процесса релаксации напряжения при разных температурах проведено для образца 4. Кривые релаксации напряжения для этого образца показаны на рис. 2.
24
0 -1-1-1-
0 50 100 150
т, мин
Рис. 2. Зависимость напряжения от времени для образца 4 при разных температурах.
Температура равна 25оС (1), 50оС (2), 85 оС (3) и 105оС (4).
Видно, что повышение температуры до 50оС лишь незначительно сказывается на процессе релаксации напряжения. При температуре 85оС напряжение релаксирует более интенсивно и при 105оС релаксирующее напряжение еще более снижается. На рисунке 3 показаны температурные зависимости начальных и конечных напряжений.
24
0 -1-1-1-
20 50 80 110
Т, °С
Рис. 3. Температурная зависимость начальных а0 и конечных а^ напряжений
На рисунке 4 для более наглядного представления характера релаксации показаны величины относительного спада напряжения. Наименьший спад напряжения характерен для образца 4 при температуре 50°С.
1Д
0,5 -1-1-
0 50 100 150
т, мин
Рис. 4. Зависимость а/а0 от времени при разных температурах.
Температура равна 25оС (1), 50оС (2), 85оС (3) и 105оС (4).
Таким образом, показано, что характер релаксационных кривых напрямую зависит от химического состава рассматриваемых гибридных композитов. Установлено, что для поддержания одной и той же деформации в условиях релаксации напряжения для образца 4 требуются более высокие напряжения по сравнению с образцами 1, 2 и 3, что говорит о лучшей сопротивляемости деформированию исследуемого образца. Это объясняется формированием более плотной сетки, что и приводит к увеличению жесткости в конечном полимере.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Бруяко, М.Г. Органоминеральные композитные материалы на основе жидкого стекла, полиизоцианурата и эпоксидного олигомера [Текст] / М.Г. Бруяко, А.П. Пустовгар, Е.С. Сафонова, М.Д. Петунова, Е.С. Афанасьев, О.В. Коврига, А.А. Аскадский // Пластические массы. — 2017. — N 9 — 10. — С. 3 — 7.
2. Веселовский, Р.А. Исследование процессов формирования композита на основе полиизоцианата и жидкого стекла [Текст] / Р.А. Веселовский, Н.Л. Збанацкая // Пластические массы. — 1998. — N 9. — С. 21 — 27.
3. Горлов, Ю. П. Технология теплоизоляционных и акустических изделий [Текст] : учебник для вузов по спец. «Пр-во строит. Изделий и конструкций». - М. : Высшая школа, 1989. — 384 с.
4. Корнеев, В.И. Растворимое жидкое стекло [Текст] / В.И. Корнеев, В.В. Данилов. Санкт-Петербург: Стройиздат, СПб., 1996. - 216 с.
5. Павлов, В.И. Прочностные свойства некоторых органосиликатных полимерных композиций [Текст] / В.И. Павлов, С.С. Ищенко, Е.И. Федорченко / Пластические массы. — 1996. — N 6. — С. 36 — 38.
6. Пат. 1763671 СССР, МПК E 21 D 11/38. Состав для упрочнения породного массива горных выработок [Текст] / Кара В.В., Цедрик Ю.Н., Горр Л.В., Переверзев И.П., Збанацкая Н.Л., Веселов Р.А. ; заявитель и патентообладатель Донецк. на-уч.-исслед. угольный ин-т.- N 4847116/03 ; заявл. 29.05.90 ; опубл. 29.03.92, Бюл. N 35. - 3 с.
7. Солдатов, Д.А. Модификация гибридных связующих для получения теплоизоляционных и конструкционных материалов / Д.А. Солдатов, Л.А. Абдрахманова, И.А. Старовойтова / Известия КазГАСУ — 2013. — N 1 (23). — С. 192 — 196.
8. Старовойтова, И.А. Гибридные связующие на основе полиизоцианатов и водных растворов силикатов натрия для композиционных материалов строительного назначения [Текст] : дисс. ... канд. техн. наук : 05.23.05 : защищена 23.12.08 / Ирина Анатольевна Старовойтова. - Казань, 2008. — 228 с. — Библиогр.: с. 216 — 228. - 04200901943.
9. Фиговский, О.Л. Жидкое стекло и водные растворы силикатов, как перспективная основа технологических процессов получения новых нанокомпозиционных материалов [Электронный ресурс] / О.Л. Фиговский, П.Г. Кудрявцев / Инженерный вестник Дона. - 2014. - N 2, том 29. Режим доступа: URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2448/.
10. Matseevich T. Preparation and properties of hybrid materials for high-rise constructions. E3S Web of Conferences 33. -02075(2018). doi.org/10.1051/e3sconf/20183302075
Г.Э. Окольникова, А.П. Белов, Е.В. Слинькова
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
О.А. Горбачева, Т.В. Жданова, Т.А. Мацеевич. Исследование релаксационных свойств гибридных органо-неоргани-ческих композитов . — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 202—206.
INVESTIGATION OF THE RELAXATION PROPERTIES OF HYBRID ORGANO-INORGANIC COMPOSITES
O.A. Gorbacheva, Т.У. Zhdanova, T.A. Matseevich National Research Moscow State University
Abstract
Relaxation properties of hybrid materials of various chemical composition based on liquid sodium glasses, polyisocyanurate (PIC), 2,4-toluylene (2,4-TDI), epoxy resin (ED-20) and polytetramethylene oxide (polyfurite PF) are investigated. It is shown that the character of the relaxation curves depends directly on the chemical composition of the hybrid composites under consideration. Such hybrid materials provide increased heat resistance and can be used in the construction industry.
УДК 54.02
АНАЛИЗ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ФИБРОБЕТОНОВ Окольникова Г.Э., Белов А.П., Слинькова Е.В.
Департамент архитектуры и строительства, Инженерная академия, Российский университет дружбы народов
Аннотация Ключевые слова:
В статье рассмотрены составы, физические и технико-экономические железобетон, фибробетон, трещино-
свойства фибробетонов. Указаны возможности их применения в различ- стойкость, нагрузка, композиционный
ных строительных отраслях. Сравниваются основные типы фибробето- материал, коррозия
нов, а также их преимущества и недостатки. Отмечены высокие проч- История статьи:
ностные показатели этого активно развивающегося материала Дата поступления в редакцию 12.02.18
Дата принятия к печати 18.02.18
Введение.
Фибробетон можно назвать композиционным материалом, состоящим из смеси цементного раствора или бетона и равномерно распределённых с необходимыми свойствами волокон. Он уже давно получил широкое применение в строительстве за его несомненно высокие показатели прочности, трещиностойкости, стойкости к динамическим нагрузкам и долговечности. Получив материал с такими характеристиками вопрос его стоимости уходит на второстепенный план [1].
Волокна представляют собой армирующий материал, обладающий определенными характеристиками. Они могут быть круглыми или плоскими. В зависимости от материала фибры делят на: стальные и неме-
Keywords:
hybrid materials, liquid glass, stress relaxation, initial stress a, quasi-equilibrium stress alg0 Date of receipt in edition: 09.03.18 Date of acceptance for printing: 15.03.18
