CC BY
20
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИКИ С ЗАДАННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УПЛОТНЕНИЯ Сергиенкова Алена Андреевна, аспирант (e-mail: n643ev@mail.ru) Акулова Марина Владимировна, д.т.н., профессор (e-mail: m_akulova@mail.ru) Ивановский государственный политехнический университет,
г. Иваново, Россия
В данной работе предложен вариант расчёта необходимого давления при определённой влажности образцов-сырцов для получения продукта с заданным коэффициентом уплотнения.
Ключевые слова: глинозольная керамика, полусухое формование, коэффициент уплотнения, давление прессования.
Метод полусухого прессования получил широкое распространение при изготовлении различного рода керамических изделий - кирпича, черепицы, бруса, плитки, огнеупорной керамики, небольших по величине бетонных изделий - плитки, бордюрного камня, а также силикатного кирпича [1].
Данный метод использовался при формовании тонкодисперсного глино-зольного пресс-порошка с соотношением Г:З=60:40. Формование сырцов-изделий с различной формовочной влажностью (8, 10, 12%) осуществлялось на гидравлических прессах с конечной выдержкой продолжительностью 60 с и при различных давлениях (Р=20; 25; 30 МПа) и скорости нагружения 0,5 МПа/с.
Оптимальное время выдержки прессования при конечном удельном давлении определялось по изменению плотности изделий-прессовок из глино-зольного пресс-порошка формовочной влажности 10% (рис.1).
1650 1640 1630
Л 1620 1610
1600 1590 1580 1570 1560 1550
р;о = 6.3187/п(т) + 1574Л р23 = 7.3159/п(т) + 1585 р30 = 8.4281/п(т) + 1600.4
о 20 МПа Д 25 МПа о 30 МПа
0 10 20 30 40
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Время выдержки т. сек
Рисунок 1 - Изменение плотности изделий-прессовок из глинозольного пресс-порошка формовочной влажности 10% при различном удельном давлении прессования
(1)
В результате обработки экспериментальных данных, выявлено оптимальное время выдержки при статической нагрузке равное 60 сек и получено следующее кинетическое выражение вида:
рм = а(;п(Р) + Ь = (0,0211Р + 2,082)(;п(Р) + (2,63Р +1520,8)
9
8.5
я 8 €
| 7.5
Щ- 6.5
Ь
* 6 5.5 5
18
20 22 24 26 28 Давление Р, МПа
30
32
1605 1600
- 1595 1 1590
X 1585 1 1580 1575 1570
Ь = 2.63Р+ 1520.8
18 20 22 24 26 28 Давление Р. МПа
30
32
Рисунок 2 - Значения коэффициентов а и Ь в уравнении (1)
Суммарный эффект уплотнения определяется коэффициентом сжатия:
К- = Н Ь, (2)
где Н=12 мм - начальная высота засыпки пресс-порошка в форме, определяемая после нулевого нагружения на прессе ^=0 кН); Ь - высота полученной прессовки.
Зависимость между осадкой и удельным давлением прессования изображают в виде компрессионой кривой, которая является основной характеристикой деформативных свойств (прессуемости) пресспорошка [3]. Компрессионные кривые глинозольного порошка приведены на рис.3.
1,3 1.28 1.26 1.24 1.22 1.2 1.18 1,16 1,14 1,12 1,1
18 20 22 24 26 28 30 Р,МПа
Рисунок 3 - Компрессионные кривые глинозольного пресс-порошка при различной формовочной влажности С\У) 0.17
Ксж8,, = 0:1599/п(Р) + 0,7386 о 8% Ксжюк, = 0.1484/п(Р) + 0.7446 Д 10% ^,»=0,1356/п(Р) + 0,7537 о 12%
«
н 3
0.16
Э" 0.15
о 0,14
0.13
п =-0.0061 + 0.209
8 9 10 И 12 13 Влажность пресспорошка. W, %
н о
л
о
0,756 0,754 0,752 0,75 0,748 0,746 0,744 0,742 0.74 0,738 0.736
Ъ= 0.0038\\г + 0.7072
8 9 10 11 12 Влажность пресспорошка. %
13
Рисунок 4 - Значения коэффициентов а и Ь в уравнении (3)
В результате обработки экспериментальных данных была получена кинетическая зависимость коэффициента уплотнения от давления прессования для состава Г : З=60:40 следующего вида [2]:
Ксж = а • ^и(Р) + b = (0,0425W + 5,148)^и(Р) + (0,0038W + 0,7072) (3)
где графо-аналитическое определение констант а и b в зависимости от формовочной влажности глинозольного пресс-порошка состава Г:З=60:40%(масс) приведены на рис.4.
Данные уравнения позволяют рассчитать требуемое давление при определённой влажности образцов-сырцов для получения продукта с заданным коэффициентом уплотнения.
Список литературы
1. Сайбулатов, С.Ж. Золокерамические стеновые материалы / С.Ж. Сайбулатов, С. Т. Сулейменов, А. В. Ралко. - Алмата-Ата: Наука, 1982. - 291 с.
2. Батунер, Л.М. Математические методы в химической технике / Л.М. Бату-нер, М.Е. Позин. - Л.: Химия, 1968. 824 с.
3. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов./ Еремин Н.Ф. // Учебник для вузов по спец. «Производство строительных изделий и конструкций» - М.: Высшая школа, 1986 - С. 280.
4. Клюшкина Е.С., Киреева А.Н., Гусев Е.В. Исследование физико-механических характеристики глинозольной керамики полусухого формования // Сборник материалов Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов с международным участием "Поиск-16". Иваново: ИВГПУ, 2016, С. 507-509.
Sergienkova Alena Andreevna, postgraduate (e-mail: n643ev@mail.ru)
Ivanovo state Polytechnic University, Ivanovo, Russia Akulova Marina Vladimirovna, doctor of engineering, professor Ivanovo state Polytechnic University, Ivanovo, Russia (e-mail: m_akulova@mail.ru)
DETERMINATION OF THE NECESSARY PRESSURE FOR OBTAINING CERAMICS WITH A GIVEN COMPRESSION RATIO
In this paper, the proposed version of the calculation of the required pressure at a certain humidity samples-raws to obtain a product with a given compression ratio.
Keywords: linezolida ceramics, semi-dry molding, compression ratio, pressure of pressing.
