Прочность гипсового камня, содержащего биоцидный модификатор Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

коэффициент деградации Кдегр=1 соответствует кондиционному ПЗ реактивного двигателя твердого топлива.

ВЫВОДЫ

При коррекции фактической дальности стрельбы реактивными изделиями морской номенклатуры необходимо учитывать коэффициент деградации порохового заряда РДТТ. Подход по коррекции дальности стрельбы реактивными глубинными бомбами справедлив для боеприпасов, срок хранения которых находится в пределах от 29 до 41 года. Разработанный подход по коррекции дальности стрельбы РГБ может быть применен и для боеприпасов других сроков хранения, однако для этого необходимо дополнительные экспериментальный исследования.

Список литературы

1. Новиков, В.В. Особенности изменения баллистических и боевых характеристик реактивных глубинных бомб длительных сроков хранения / В.В. Новиков, А.А. Больших // СПб., Военное кораблестроение в России. Кораблестроение в XXI веке: состояние, проблемы, перспективы. Материалы межотраслевой НПК «ВОКОР-14», НИИ КиВ, 2014.

2. Отчет о проведении боевого упражнения ПК-2 от 11.09.11 г., 5 с.

3. Отчет о проведении боевого упражнения ПК-2 от 14.03.11 г., 9 с.

4. ПМС № Г-184. Реактивные противолодочные системы «СМЕРЧ-2» и «СМЕРЧ-3», правила обращения с реактивными бомбометными установками РБУ-6000, РБУ-1000, реактивными глубинными бомбами РГБ-60, РГБ-10 и взрывателями УДВ-60 и ВБ-2, часть 1. - М.: Воен. изд-во МО СССР, 1976. - 160 с.

5. Булгаков, В.К. Теория эрозионного горения твердых ракетных топлив / В.К. Булгаков, А.М. Липанов // М.: Наука, 2001. - 138 с.

6. Щукин, Ю.Г. Промышленные взрывчатые вещества на основе утилизированных боеприпасов / Ю.Г. Щукин, Б.Н. Кутузов, Б.В. Мацеевич [и др.] // М.: ОАО «Издательство Недра», 1998. - 320 с.

7. Анипко, О.Б. Экспериментальное исследование дальности стрельбы реактивными глубинными бомбами длительных сроков хранения / О.Б. Анипко, А.А. Больших //Сб. науч. тр. АВМС им. П.С. Нахимова, г. Севастополь, 2012 - вып. 4(12). - С. 26-29.

ПРОЧНОСТЬ ГИПСОВОГО КАМНЯ, СОДЕРЖАЩЕГО БИОЦИДНЫЙ _МОДИФИКАТОР1_

Гришина Анна Николаевна

К. т. н., с.н.с., НОЦНТНИУ МГСУ, г. Москва Королев Евгений Валерьевич

Д.т.н., профессор, директор НОЦ НТ НИУ МГСУ, г. Москва

АННОТАЦИЯ.

Целью работы является исследование физических свойств модифицированного гипсового камня. Установлено, что модификаторы на основе гидросиликатов меди и цинка кроме биоцидного действия могут принимать участие в структурообразовании гипсовых камней и оказывать положительное влияние на прочность формируемого гипсового камня. При этом наибольшая прочность достигается при введении гидросиликатов меди и цинка, синтезированных при содержании осадителя v(Zn/Cu) : v(Si) = 0,8...0,9:1.

ABSTRACT.

The object of this paper is reserching of physical properties of modified gypsum. It found that hydrosilicates of copper and zinc structure of the gypsum stone. The highest strength achieved by the introduction of hydrosilicates of copper and zinc, which synthesized when quantity v (Zn/Cu): v (Si) = 0,8...0,9: 1.

Ключевые слова: гипс, биоцидный модификатор, прочность при сжатии, средняя плотность, пористость.

Keywords: gypsum, biocidal modifier, strength, medium density, porosity

1 При поддержке гранта Президента РФ МК-8575.2016.8

В настоящее время активно развивается промышленность сухих строительных смесей для внутренней отделки помещений, в частности на основе гипсового вяжущего. Применение бездобавочного гипса по естественным причинам ограничено. Поэтому современные сухие строительные смеси на основе гипса содержат специальные модификаторы, повышающие физико-механические и эксплуатационные характеристики гипсового камня. Одной из таких добавок является модификатор на основе гидросиликатов металлов, оказывающих биоцидное действие [1, с. 16-18; 2, с. 1; 3, с.1]. Однако влияние модификатора на механические характеристики гипсового камня не исследованы. Поэтому целесообразно установить влияние биоцидного модификатора на физические характеристики гипсового камня, в частности, прочность при сжатии.

9,2

Для оценки влияния гидросиликатов цинка и меди на прочность гипсового камня использовался ангидрит марки Г-5, соответствующий ГОСТ 12579 и гидросиликаты цинка и меди, полученные низкотемпературным синтезом - осаждением натриевого жидкого стекла (ГОСТ 13078-81) с М^ = 3,0 растворами сульфата меди (ГОСТ4165-78) и ацетата цинка (ГОСТ 5823-79). Количество осади-теля варьировали в диапазоне v(Cu/Zn) : v(Si) = 0,7:1.

Для установления возможности использовать указанных модификаторов для повышения прочности гипсового камня исследовано влияние модификаторов различной технологии синтеза в количестве 5 %. Результаты исследования представлены на рисунке 1.

1,0

Содержание осадителя, мас. доли

Рисунок 1. Предел прочности при сжатии гипсового камня, модифицированного гидросиликатами меди

(А) и цинка (□)

Анализ рис. 1 показывает, что изменение прочности модифицированных гипсовых камней описывается рациональной функцией:

Я

Я + Ьх

Таблица 1.

1 + сх + йх2

Значения эмпирических коэффициентов

где Я0 - прочность немодифицированного гипсового камня, МПа; Ь, с и ё - эмпирические коэффициенты; х - доля осадителя.

Значения эмпирических коэффициентов приведены в табл. 1.

Вид модификатора Эмпирические коэффициенты

Яо, МПа Ь, МПа с ё

Гидросиликаты меди 8,00 -7,57 -1,11 0,16

Гидросиликаты цинка -2,54 -0,61 0,23

Совместный анализ рис. 1 и табл. 1 показывает, что при введении модификаторов протекают как конструктивные, так и деструктивные процессы. Отрицательные значения коэффициента Ь указывают на сильную зависимость прочности гипсового камня от химического состава модификатора: увеличение содержания осадителя (сульфата меди или ацетата цинка) выше определенной концентрации ^^п/Си) : v(Si) = 0,8...0,9:1) приводит к снижению прочности гипсового камня, модифи-

цированного гидросиликатами меди или цинка. Одновременно, происходит уменьшение интенсивности деструктивных процессов, которое, вероятно, связано с изменением параметров структуры гипсового камня, что обеспечивает повышение его прочности. Указанное, безусловно, требует дополнительных исследований как в более широком диапазоне концентраций модификатора -гидросиликатов цинка или меди, так и привлече-

ние высокоинформативных методов исследования которую оценивают по изменению средней плот-структуры вещества. ности и пористости. Результаты исследования из-

Обычно изменение прочности материала свя- менения средней плотности и пористости пред-

Содержание осадителя, мас. доли

Рисунок 2. Средняя плотность гипсового камня, модифицированного гидросиликатами меди (А)и цинка (□)

о4

52

51,5

о g

о

5

6

о с

Э

о О

51

50,5

50

49,5

49

0,2

0,4 0,6 0,8 1,0

Содержание осадителя, мас. доли

Рисунок 3. Общая пористость гипсового камня, модифицированного гидросиликатами меди (А) и цинка (□)

Анализ рис. 2 и 3 показывает, что изменение химического состава модификатора приводит к снижению средней плотности гипсового камня и увеличению его общей пористости. Указанное может быть связано физическими характеристиками гидросиликатов меди и цинка, в частности, изменением средней плотности модификатора в зависимости от количества осадителя, используемого при синтезе. Известно [1, с. 16-18.], что количество кремниевой кислоты в составе модификатора снижается при увеличении количества осадителя, поэтому средняя плотность модификатора возрастает. При увеличении средней плотности вводимого модификатора средняя плотность Таблица 2.

модифицированного гипсового камня также возрастает. Кроме того, уменьшение содержания высокопористой кремниевой кислоты также приводит к снижению общей пористости получаемого гипсового камня. При этом изменения средней плотности и общей пористости гипсового камня описываются зависимостью вида:

р(П) = р0 (П0 ) + ах + Ьх2,

где Р0Щ0) - средняя плотность или общая пористость гипсового камня контрольного состава,; а и Ь - эмпирические коэффициенты.

Значения эмпирических коэффициентов представлены в табл. 2 и 3.

0

Значения эмпирических коэффициентов

Вид модификатора Эмпи] эические коэффициенты

ре, кг/м3 а, кг/м3 b, кг/м3

Гидросиликаты меди 1165,2 -117,54 110,87

Гидросиликаты цинка -156,44 127,90

Таблица 3.

_Значения эмпирических коэффициентов

Вид модификатора Эмпи] эические коэффициенты

П0, % а, % b, %

Гидросиликаты меди 49,33 5,12 -4,82

Гидросиликаты цинка 6,83 -5,58

Анализ данных рис. 1 и 2 показывает, что изменение средней плотности и пористости гипсового камня не соответствует изменениям его прочностных характеристик. Указанное свидетельствует об участии в формировании прочности других факторов, в частности, физико-химических (изменение кристаллической структуры, прочности контакта и др.), и, вероятно, химических, а именно образовании продуктов взаимодействия между вводимыми модификаторами и гипсом.

Таким образом, показано, что модификаторы на основе гидросиликатов меди и цинка кроме биоцидного действия могут принимать участие в структурообразовании гипсовых камней и оказывать положительное влияние на прочность формируемого гипсового камня. При этом наибольшая прочность достигается при введении гидросиликатов меди и цинка, синтезированных при содержании осадителя v(Zn/Cu) : v(Si) = 0,8...0,9:1. Поэтому целесообразно продолжение исследований влияния гидросиликатов меди и цинка на структу-

рообразование, физико-механические и эксплуатационные свойства гипсового камня с применением высокоинформативных методов исследования структуры вещества.

Список литературы:

1. Гришина А.Н. Королев Е.В. Исследования химического состава силикатного модификатора, предназначенного для изготовления биоцидного композиционного вяжущего // Сборник научных трудов XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук». Томск, Национальный исследовательский Томский политехнический университет. 2016. Т. 6.

2. Изотиазолиноновые биоциды, улучшенные ионами цинка : пат. 2436561 Рос. Федерация. № 2008145035/15 ; заявл. 25.0.007, опубл. 20.12.2011. Бюл. № 35. 19 с.

3. Соль цинка или меди (II) и ее применение в качестве биоцида : пат. 2564867 Рос. Федерация. № 2014134076/13 ; заявл. 19.08.2014, опубл. 10.10.2015. Бюл. № 28. 6 с.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ИСПАРИТЕЛЬ-ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИЙ ВЕНТИЛЬ АКТИВНОГО ТЕРМОСТАТА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ _МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ._

Демина Елена Григорьевна,

Канд. тех. наук, доцент кафедры «Прикладная математика и информатика», г. Орел

Демина Юлия Александровна Канд. тех. наук, доцент кафедры «Прикладная математика и информатика», г. Орел

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается моделирование терморегулирующего вентиля, управляющего подачу хладагента в испаритель канала системы охлаждения экспериментальной системы, предназначенной для исследования свойств материалов и изделий.

ABSTRACT

In article is considered modeling of the temperature-controlled gate operating supply of coolant in the evaporator of the channel of the cooling system of the experimental system intended for a research of properties of materials and products.

Ключевые слова:

Система охлаждения, испаритель-термовентиль, хладагент, холодопроизводительность, хладагрегат, испаритель.

Keywords:

Cooling system, evaporator thermogate, coolant, refrigerating capacity, хладагрегат, evaporator.

Математическому описанию устройств фор- большое количество работ, однако математическое мирования теплового воздействия посвящено описание устройств формирования теплового воз-