CC BY
18УДК 674.816 DOI: 10.31659/0585-430Х-2018-760-6-45-52
А.А. АСКАДСКИЙ1, 2, д-р хим. наук (andrey@ineos.ac.ru);
К.С. ПИМИНОВА2, магистрант (ksenia.p.s@mail.ru),
А.В. МАЦЕЕВИЧ2, младший научный сотрудник (avmac@mail.ru)
1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
2 Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (119991, г. Москва, ул. Вавилова, 28)
Релаксационные свойства террасных досок, изготовленных из древесно-полимерных композитов (ДПК)
Проведены эксперименты по релаксации напряжения на образцах, представляющих собой фрагменты террасных досок, где матричным полимером являлся поливинилхлорид. Измерения проведены при разных постоянных деформациях сжатия от 2 до 5% и температуре от 20 до 70оС. Установлено, что при всех условиях относительная релаксация принимает малые значения, что свидетельствует о длительном сохранении механической работоспособности изделий. Нелинейное механическое поведение проявляется уже при деформации 3%. При температуре 20-35оС релаксационные процессы проходят практически одинаково без уменьшения начального и конечного напряжения. При температуре 50-70оС оба напряжения снижаются. Построена обобщенная релаксационная кривая, которая позволяет прогнозировать механическое поведение на длительное время.
Ключевые слова: древесно-полимерные композиты, террасные доски, релаксация напряжения, ползучесть, релаксаторы, ядро релаксации, обобщенная кривая, фактор сдвига.
Для цитирования: Аскадский А.А., Пиминова К.С., Мацеевич А.В. Релаксационные свойства террасных досок, изготовленных из древесно-поли-мерных композитов (ДПК) // Строительные материалы. 2018. № 6. С. 45-52.
A.A. ASKADSKII1, 2, Doctor of Sciences (Chemistry), Head of Laboratory (andrey@ineos.ac.ru):
K.S. PIMINOVA2, Master (ksenia.p.s@mail.ru), A.V. MATSEEVICH2, Juniour Researcher (avmac@mail.ru)
1 National Research Moscow state university of civil engineering (26, Yaroslavskoe Highway, Moscow, 129337, Russian Federation)
2 Institute of Organoelement Compounds Russian Academy of Sciences (28, Vavilova Street, Moscow, 119991, Russian Federation)
The Relaxation Properties of Decking Boards Made from Wood-Polymer Composites (WPC)
Experiments on stress relaxation on the samples representing fragments of terraced boards have been carried out. Matrix polymer is polyvinyl chloride. Measurements conducted at different permanent deformations of compression from 2 to 5% and temperatures from 20 to 70oC. Found that under all conditions the relative relaxation takes small values, indicating the long-term conservation of the mechanical workability of the products. Nonlinear mechanical behavior is evident already at 3% strain. At temperatures from 20 to 35°C relaxation processes take place almost identically, without reduction in initial and final stress. At temperatures of 50 and 70oC both stresses are reduced. The master curve is plotted, which allows prediction the mechanical behavior for a long time.
Keywords: wood-polymer composites, terrace boards, stress relaxation, creep, relaxers, memory function, master curve, shift-factor.
For citation: Askadskii A.A., Piminova K.S., Matseevich A.V. The relaxation properties of decking boards made from wood-polymer composites (WPC). Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 6, pp. 45-52. (In Russian).
В настоящее время полимерные композиты, наполненные древесиной (так называемые ДПК), используют в том числе для производства террасной доски. Из ДПК изготавливают полы террасных помещений, сайдинг, декоративные ограждения, заборные системы, ступени, универсальные профили, разные аксессуары и комплектующие. Для производства террасной доски отечественная компания Savewood использует в качестве матричного полимера поливинилхлорид (ПВХ).
Свойства террасных досок изучены в работах [1, 2]. Что касается вообще изделий из ДПК, то имеются довольно ограниченные сведения по производству этих изделий и зависимостям их физико-химических свойств от состава полимерной матрицы [3—8]. Рассматриваются в основном предельные механические свойства. К ним относятся модуль упругости, предел прочности при сжатии, растяжении и изгибе, удельная ударная вязкость, стойкость к растрескиванию, твердость.
Исследование ДПК на основе ПВХ проведено в ряде работ [7—11]. Способы изготовления ДПК изложены в работах [12—14]. Материалы ДПК широко используются в строительстве [15—16]. Поскольку такие композиты используются в условиях действия влаги, температурных воздействий, УФ-излучения, а также под действием механической нагрузки разных видов, оценка качества продукции и сравнение разных типов террасных досок
должны проводиться с учетом всех перечисленных факторов. Прочностные свойства ДПК описаны, например, в раб отах [17—19].
50
100 Время t, мин
150
200
Рис. 1
ции £0
. Аппроксимация кривой релаксации напряжения при деформа-= 2%.
Я 40 С
35
S 30
ф
* 25
20
20
40
60 80 Время t, мин
100
120
140
Рис. 2. Аппроксимация кривой релаксации напряжения при деформации £0 = 3% и температуре 35оС.
0
60
60 90 120
Время t, мин
Рис. 3. Кривые релаксации напряжения при 20оС и разных деформациях 40 35 30 Е 25
20
е
же15
ап 10
0
0 30 60 90 120
Время t, мин
Рис. 5. Кривые релаксации напряжения при разной температуре и деформации 3%
Для полимерных материалов помимо предельных прочностных и деформационных свойств важно иметь представление о релаксации напряжений и ползучести. В случае полимерных материалов при заданной деформации напряжение не остается постоянным, а интенсивно релаксирует. При действии постоянного напряжения развивается ползучесть. Все это справедливо и при переменных напряжениях и деформациях, а также при изменении температуры. Если релаксация напряжения или ползучесть развивается интенсивно, это приводит к потере механической работоспособности изделий за определенный срок, связанный со временем релаксации или временем запаздывания [20—29]. В предельном случае при релаксации напряжение может снизиться до нуля, и тогда материал перестанет выполнять свои функции. При ползучести через определенное время деформация может скачкообразно возрасти, и в результате материал потеряет свою целостность.
Экспериментально кривые релаксации напряжения регистрируют при испытаниях на растяжение или сжатие при постоянной деформации е0 образца. В литературе имеется ограниченное количество работ, посвященных релаксации напряжения. Среди них отметим следующие работы [1, 2, 32, 33].
В данной работе проведены эксперименты по измерению кривых релаксации напряжения при сжатии на образцах размеров 4x4x6,5 мм, вырезанных из террасных досок компании Savewood. Измерения проводили на модифицированном приборе для микромеханических испытаний. Скорость задания деформации составляла 0,75 мм/мин. Аппроксимацию кривых релаксации напряжения проводили с помощью специально написанной ЭВМ-программы. На рис. 1 в качестве примера показан характер аппроксимации кривых ре-
1600 1400 1200 1000
| 800
ш"
600 400 200 0
0
30
150
180
60 90 120
Время t, мин
Рис. 4. Кривые релаксации модуля при 20оС и разных деформациях 1400
1200 1000 800
600
400
200
0
30
60
90
120
150
180
Время t, мин
Рис. 6. Кривые релаксационного модуля при деформации 3% и разной температуре
лаксации напряжения при деформации 2% с использованием уравнения Больцмана и ядер релаксации Т^т) и Т2(т). Во всех случаях аппроксимация наиболее точно осуществляется при использовании ядра Т^т), что отражено как на рис. 1, так и в табл. 1. Коэффициент корреляции при использовании ядра Т1(т) близок к 1 и несколько превышает коэффициент корреляции, который получается при использовании ядра Т2(т).
То же самое можно заключить при анализе аппроксимации кривых релаксации напряжения при разной температуре (рис. 2, табл. 2).
Для анализа нелинейного механического поведения материалов при разных деформациях построены зависимости релаксирующего напряжения от времени при разных постоянных деформациях (рис. 3), а также зависимости релаксирующего модуля от времени при разных деформациях (рис. 4). На этих рисунках отчетливо видно, что с ростом деформации модуль упругости существенно снижается на всем протяжении релаксационной кривой. Нелинейное поведение начинается уже при деформации 3%, и при деформациях 4 и 5% эта нелинейность усиливается. Напомним, что нелинейность механического поведения заключается в том, что параметры релаксационного процесса не являются постоянными при разных деформациях, а зависят от самого механического напряжения.
Проанализируем влияние температуры. Данные рис. 5 показывают, что кривые релаксации напряжения при постоянной деформации 3% практически не изменяются с ростом температуры от 20 до 35оС. Затем, при увеличении температуры до 50 и 70оС кривые релаксации напряжения смещаются в сторону меньших напряжений, но при этом при температуре 50 и 70оС кривые практически приходят к одному и тому же напряжению
5
0
■гртги&нж I ®
20
2 3 4
Деформация е0, %
Рис. 7. Зависимость напряжения СТ0,5 от деформации £0
1200 г
в
40 50
Температура, оС
Рис. 9. Зависимость релаксационного модуля Е0,5 от температуры Т.
за 180 мин. То же самое наблюдается и при анализе релаксационного модуля (рис. 6).
Для более наглядного представления на рис. 7 показаны зависимости напряжения ст0 5, которое развивается за 0,51 мин, от величины деформации £0, а на рис. 8 — зависимости релаксационных модулей от величины деформации при разной температуре. Релаксационный модуль Е180 за 180 мин процесса релаксации сначала уменьшается быстро при переходе от деформации 2% к деформации 4%, а затем - слабо.
На рис. 9 показана зависимость релаксационного модуля Е0 5 от температуры. Хорошо видно, что он практически не изменяется при изменении температуры от 20 до 35оС, с повышением температуры до 50оС модуль резко падает, а затем уменьшается слабо. Все это свидетельствует о существенной нелинейности механического поведения.
Кривые релаксации напряжения аппроксимировали с помощью уравнения Больцмана-Вольтерры.
СГ = (Тс
-\T{r)dx
(1)
2 3 4 5
Деформация е0, %
Рис. 8. Зависимость релаксационного модуля Е от деформации £0:
1 - Е0,5, 2 - Е180
Релаксаторами могут быть различные атомные группы, повторяющиеся звенья, более крупные фрагменты макромолекул и их сегменты. К релаксаторам относятся также отдельные элементы свободного (в данном случае — «пустого») объема, т. е. микрополости, концентраторы напряжения и т. д. Эти микрополости могут, взаимодействуя друг с другом, сливаться, перестраиваться и диффундировать в полимерном материале в процессе релаксации или ползучести, образуя такую структуру, которая способствует снижению релаксирующего напряжения. Процесс преобразования исходной микропористой структуры в новую равновесную структуру в ходе релаксации напряжения детально изучен в работах [27, 285] методом аннигиляции позитронов. Такой процесс хорошо фиксируется в рабочей! ячейке спектрометра, снабженной устройством для измерения релаксации напряжения.
Согласно работам [20—29], полимерный материал можно рассматривать как состоящий из релаксаторов и нерелаксаторов, причем после «мгновенного» задания деформации или нагрузки подавляющая часть материала состоит из релаксаторов, взаимодействующих между собой с образованием нерелаксирущего материала. Возникновение кинетических элементов двух видов (релаксаторов и нерелаксаторов) и их диффузия в материале приводят к производству энтропии системы, которая возрастает в ходе релаксации напряжения или ползучести.
Производство энтропии (или скорость возникновения
¿¡Б 1
энтропии) определяется выражением
где энтропия, t — время, V — объем системы. Ядра релаксации получены [20—29] при допущении, что движущей силой процесса является производство энтропии системы (образца), которая возрастает в процессе релаксации напряжения или ползучести до максимального значения. Рассматривая энтропию смешения двух типов кинетических единиц — релаксаторов и нерелаксаторов, получаем
где ст — релаксирующее напряжение, ст0 — начальное напряжение, которое развивается в момент окончания «мгновенного» задания деформации, Т(т) — ядро релаксации, т — текущее время, которое пробегает значения от 0 до t, t — конечное время.
Для аппроксимации кривых релаксации напряжения использовали ядра релаксации, предложенные в работах [20—29]. Основная идея этого подхода заключается в том, что процесс релаксации напряжения или ползучести происходит в результате взаимодействия и диффузии кинетических единиц — релаксаторов.
S = кв In
'I
{ат*)\[(\ - cc)m*].'
(2)
где kB — константа Больцмана, т* — общее число релаксаторов и нерелаксаторов в единице объема, а — доля релаксаторов от общего числа кинетических единиц. Из выражения (2) следует
S = —квт* [аIn а+(l - or)ln(l - «)].
(3)
50
1600
40
« 30
400
5
Величина а меняется со временем t от 1 до 0,5, так как при а = 0,5 энтропия смешения принимает максимальное значение.
Согласно работе [22], ядро релаксации связано с энтропией обратной зависимостью
* Л V"
T(r) = S0
S
1
\T*{r)dr,
(4)
где 7*(0 — переменная часть ядра.
Подставляя в формулу (4) выражение (3), получаем
Т(т) = -
квт
1
1
alna+(l-or)ln(l-cif) 1п0,5
(5)
где
т = т* ^Т*(г)с1т.
о
dc dr
= ксп ,
(6)
где k — константа скорости реакции, с — концентрация, п — порядок реакции.
Интегрируя (6) от т = 0 до т, получаем
с =
1 + с0и_1(и-1)А:тр.
(7)
Здесь с0 — начальная концентрация релаксаторов любого типа (для простоты принято, что эти концентрации равны для разных типов релаксаторов). Тогда
с
а- — -
1
со (l + k\/fif'
(8)
где k* = kc0n-1, n — порядок реакции.
Подставляя выражение (8) в уравнение (5), получаем
ФУ-
кБт1
1
[a-a0]ln[«-or0] 1
[l-ar+ar0]ln[l-ar+ar0]/ 1п0.5
(9)
мых ими на решетке к моменту времени т, следовательно и доля нерелаксаторов (1-а) определяется соотношением [31]
(\-а) = ат'
Ы 2
(10)
где 0 < b < 1, а — константа.
При b = 1 соотношение (10) соответствует фиков ской диффузии
Af П~\1/2
1 -а = -I
Dr к
(11)
у
Здесь I — размер образца, D — коэффициент диффузии.
Подставляя соотношение (10) в уравнение (5), получаем
Как было отмечено выше, изменение а со временем 1 может быть обусловлено двумя причинами: взаимодействием релаксаторов с переходом их в нерелаксаторы и диффузией кинетических единиц. Кратко рассмотрим эти причины и возникающие из них следствия.
Поскольку процесс взаимодействия релаксаторов является сложным, его естественно описывать уравнением реакции п-го порядка. Если при обычной химической реакции третий порядок наблюдается редко (так как это требует активного соударения сразу трех молекул), то в данном случае релаксаторы «конденсированы» в образце, и элементарный акт их физического взаимодействия может включать сразу несколько релаксаторов (например, слияние нескольких микрополостей в одну). При этом порядок реакции может быть и дробным. Для такого случая действительно кинетическое уравнение
Т2(т) = -
квт2
_ 1 __1_
атг]патг + (1-атг)1п(1-атг) In 0,5
(12)
где у = а/2.
Функция Т2(^) имеет физический смысл только при
условии, что ату <0,5. Ядро (12) содержит три параметра: £
А = ——, а и у. Оно представляет собой функцию со квтп
слабой особенностью при т = 0.
Ядра (9) и (12) позволяют описывать процессы релаксации напряжения и ползучести с большой точностью, а также оценивать физические параметры материала — величину А=m*/S0, пропорциональную количеству неоднородностей в материале, k*, п, у, а, ст0 (Е0), стм (Ем), где Е0 — мгновенный модуль упругости Е0=ст0/£0, стда — равновесное напряжение, устанавливающееся при t ^ да; Ет — равновесный модуль упругости; е0 — упругая деформация, развивающаяся при «мгновенном» нагру-жении.
Ядра (9) и (12) хорошо описывают релаксационные процессы в линейной области механического поведения, когда параметры материала не зависят от напряжения или деформации. Однако очень часто полимеры проявляют нелинейное механическое поведение, и в этом случае параметры ядер релаксации зависят от напряжения или деформации.
Будем пользоваться ядром Г^т), переходя к описанию процедуры аппроксимации релаксационных зависимостей в нелинейной области механического поведения. Идеология такой аппроксимации состоит в следующем. Запишем выражение для температурной зависимости константы скорости
к* =£оехр(-Дг//ДГ),
(13)
где а0 = 10-10.
Рассмотрим диффузионный механизм релаксации. Процесс диффузии проанализирован в работе [31] путем анализа случайного блуждания диффундирующих единиц на решетке. Оказалось, что доля мест, занимае-
где k*0 — предэкспоненциальный сомножитель; AU — энергия активации процесса взаимодействия релаксаторов, R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура.
Известно, что в ходе деформирования полимеров их свободный объем увеличивается (под свободным объемом в данном случае подразумевается пустой объем (empty volume), представляющий разность между истинным объемом полимерного тела и ван-дер-ваальсовым объемом атомов, которые они занимают в твердом теле). При сильном деформировании твердых (стеклообразных и кристаллических) полимеров свободный объем возрастает до достаточно большой величины, что существенно облегчает перескок кинетических единиц из одного положения в другое. Это и приводит к вынужденной эластичности, т. е. к вынужденному размягчению материала. Поэтому если
Таблица 1
Результаты аппроксимации кривых релаксации напряжения при 20оС и разных деформациях
Т, оС Ядро 7^т) Экспериментальные значения
Деформация, £0, % к, мин-1 r А, Дж-моль/м3 n ст0, МПа ст„, МПа а0.5, МПа ст180, МПа
2 0,01 0,999 2,3®-10® ® 38,4 21,1 29,4® 22,03
20 3 0,01 0,99 1,96106 3,5 44,1 14,9 34,9® 25,94
4 0,01 0,984 1,28-10® 2,®7 72,9® 23,87 44,27 22,®4
5 0,01 0,982 1,25-10® 3 81,15 25,17 49,23 23,81
Т, оС Ядро 72(т) Экспериментальные значения
Деформация, £0, % Y, r А, Дж-моль/м3 а ст0, МПа ст„, МПа СТ0.5, МПа а™, МПа
2 0,5 0,985 3,57-10® 0,0403 29,®® 22,03 29,4® 22,03
20 3 0,5 0,96 3,51-10® 0,030® 34,®® 25,9® 34,9® 25,94
4 0,5 0,943 2,71-10® 0,05 42,77 23,54 44,27 22,®4
5 0,5 0,94 1,®110® 0,05 47,38 25,03 49,23 23,81
Таблица 2
Результаты аппроксимации кривых релаксации напряжения при деформации 3 % и разной температуре
ЯдроГ1(т) Экспериментальные значения
Температура, оС к, мин-1 r А, Дж-моль/м3 n а0, МПа а„, МПа а0.5, МПа а180, МПа
20 0,01 0,99 1,9®10® 3,5 44,1 14,9 34,9® 25,94
35 0,01 0,999 2,3-10® ® 45,17 25,25 34,91 25,98
50 0,01 0,997 1,74-10® ® 45,23 18,19 30,88 19,04
70 0,01 0,991 1,77-10® 4,33 40,®3 19,93 29,27 19,58
Ядро Т2(т) Экспериментальные значения
Температура К Y, r А, Дж-моль/м3 а а0, МПа ст„, МПа ст0.5, МПа стш, МПа
20 0,5 0,9® 3,51-10® 0,030® 34,®® 25,9® 34,9® 25,94
35 0,5 0,989 3,5-10® 0,0403 35,13 2®,31 34,91 25,98
50 0,5 0,994 2,39-10® 0,0403 31,®2 19,®1 30,88 19,04
70 0,5 0,9®2 2,81-10® 0,05 29,25 20,3® 29,27 19,58
предположить, что энергия активации взаимодеиствия релаксаторов снижается с ростом механического напряжения, то при достаточно высоком его значении это может повлечь возникновение избыточного свободного объема. Таким образом, запишем
= ехр
AUQ - 8аг RT
- ¿о ехр
AUq - SEr£0 RT
,(14)
где Ег — релаксирующий модуль; А и0 — начальная энергия взаимодействия релаксаторов; аг — релаксирующее напряжение; £0 — постоянная деформация, б — флуктуа-ционный объем, в котором происходит элементарный акт взаимодействия релаксаторов.
При этом в линейной области механического поведения, когда напряжение еще не столь велико для образования избыточного свободного объема, можно принять, что величина б=0, т. е. константа скорости к ехр(-А(7о / ЯТ) не зависит от механического напряжения. С ростом задаваемой деформации, которая в процессе релаксации напряжения поддерживается постоянной, наступает момент, когда появляется большой избыточный свободный объем, что существенно облег-
чает взаимодействие релаксаторов и приводит к ускорению релаксационного процесса. Это и есть с рассматриваемых позиций переход к нелинейному поведению. В этом случае величина к* не является константой, а становится зависимой от релаксирующего модуля согласно выражению (14). Учет этого позволяет провести аппроксимацию кривых релаксации напряжения в нелинейной области и одновременно определить избыточный флуктуационный объем б, в котором происходит элементарный акт взаимодействия релаксаторов.
Проанализируем результаты аппроксимации кривых релаксации напряжения. Физические параметры, полученные в результате аппроксимации, внесены в табл. 1 и 2.
Проанализируем параметры релаксационных процессов, полученных с использованием ядра 7\(т). Данные табл. 1 показывают, что константа скорости взаимодействия релаксаторов k для каждой деформации составляет 0,01 мин-1. Величина А, которая характеризует количество неоднородностей в материале, уменьшается с ростом деформации вплоть до 4%, а затем остается практически одинаковой. Порядок реакции п уменьшается с ростом деформации.
Результаты аппроксимации кривых релаксации напряжения при деформации 3 % и разной температуре
iTr-O/JTE/JbrlbJ^ научно-технический и производственный журнал 1 ® июнь 2018
30 60 90 120
Время t, мин
150
180
30 60 90 120
Время t, мин
150
180
Рис. 10. Зависимость относительного спада напряжения от времени при разных деформациях
E 1150 1100 1050 1000 950900 850 800 750 700
.....1...........1—I—I—-1........4.........1.......
:::::::
0 1 2 3 4 5 6 7
log (t)
Рис. 12. Обобщенная кривая для исследованного образца
Рис. 11. Зависимости относительного спада напряжения от времени при разной температуре
loga7 4
3
?..........!..........'.........'..........!..........'......... .........•..........•______
!!!!!!: :::::: i__—-*• : / ^ 8 i
\ X i i/ i : ! ; ! ! / \ \ ; i ;
! j ! /\ \ i..........:..........i.........'у ......i..........:......... ! \ ! ! Г-......:..........1..........:..........\......... | : : : ! :
0
5
10
15
30
35
40
20 25 (T-Tc)
Рис. 13. Температурная зависимость фактора сдвига logaT.
45 50
0
0
2
8
Проанализируем влияние температуры. Константа скорости взаимодействия релаксаторов к составляет 0,01 мин-1, а величина А с ростом температуры от 20 до 35оС несколько возрастает, а затем существенно снижается и принимает примерно постоянное значение. Порядок реакции п увеличивается с повышением температуры, т. е. количество активных соударений релаксаторов в единичном акте взаимодействия релаксаторов возрастает.
В заключение рассмотрим величины относительного спада напряжения в результате релаксации. Естественно, что чем меньше спад напряжения, тем материал успешнее сохраняет упругие свойства.
Графики на рис. 10 демонстрируют относительный спад напряжения в ходе релаксации в зависимости от величины деформации. При деформации 2 и 3% относительный спад практически постоянен, но при деформации 4 и 5% он существенно увеличивается. При этом для 4 и 5% относительный спад очень близок. Это свидетельствует о том, что при повышении деформации до 4% наступает релаксационный переход, который резко уменьшает время релаксации и увеличивает спад напряжения. Такое снижение времени релаксации как раз и характерно для нелинейного механического поведения. Проведенный нами анализ по специальной ЭВМ-программе показал, что начальная энергия активации процесса релаксации существенно снижается при росте деформации, а величина флуктуационного объема 6 составляет 5,16 А3. При сравнении кривых с деформациями 2 и 4% величина флуктуационного объема резко уменьшается до 0,21 А3 и остается практически постоянной при сравнении кривой при деформации 2 и 5% (6 =0,2 А3).
Относительное изменение напряжения при разной температуре свидетельствует о том, что при 20 и 35оС это изменение практически одинаково (рис. 11). При более высокой температуре (50 и 70оС) относительные напряжения снижаются на большую величину, но при этом доля относительного напряжения не падает меньше 0,6. Таким образом, исследованные материалы сохраняют высокую долю упругости.
По результатам измерения релаксации напряжения при разной температуре с помощью специальной ЭВМ-программы построена обобщенная релаксационная кривая для исследованного образца (рис. 12).
Кривая показывает, что со временем релаксирую-щее напряжение сначала снижается с относительно небольшой скоростью, а затем при больших временах скорость существенно увеличивается. Температурная зависимость фактора сдвига ^ах показана на рис. 13. Она не подчиняется уравнению ВЛФ, а также другим выражениям, описанным в монографиях [27, 28]. Все это является следствием неравномерного изменения кривых релаксации напряжения с ростом температуры.
Выводы
Исследования релаксационных свойств террасной доски, производимой компанией Savewood, показало, что данные изделия обладают значительным и длительным сопротивлением механическим нагрузкам. Такие изделия обладают длительным ресурсом работы в широком интервале температуры, деформаций и напряжений.
ЩгГРШГ&ЫШ
si- :: ■ " ■ ®
Список литературы
1. Мороз П.А., Аскадский Ал.А., Мацеевич Т.А., Соловьева Е.В., Аскадский Ан.А. Применение вторичных полимеров для производства древесно-по-лимерных композитов // Пластические массы. 2017. № 9-10. С. 56-61.
2. Мацеевич Т.А., Аскадский А.А. Механические свойства террасной доски на основе полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида // Строительство: наука и образование. 2017. Т. 7. Вып. 3 (24). С. 48-59.
3. Абушенко А.В., Воскобойников И.В., Кондратюк В.А. Производство изделий из ДПК // Деловой журнал по деревообработке. 2008. № 4. С. 88-94.
4. Ершова О.В., Чупрова Л.В., Муллина Э.Р., Мишурина О.А. Исследование зависимости свойств древеснополимерных композитов от химического состава матрицы // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 26. https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=12363. (Дата обращения 17.04.2018).
5. Клесов А.А. Древесно-полимерные композиты / пер. с англ. А. Чмеля. СПб: Научные основы и технологии, 2010. 736 с.
6. Walcott М.Р., Englund К.А. A technology review of wood-plastic composites; 3ed. New York: Reihold Publ. Corp., 1999. 151 p.
7. Руководство по разработке композиций на основе ПВХ / под. ред. Р.Ф. Гроссмана; пер. с англ. под ред.
B.В. Гузеева. СПб: Научные основы и технологии, 2009. 608 c.
8. Kickelbick G. Introduction to hybrid materials. In Book: Hybrid Materials: Synthesis, Characterization, and Applications Weinheim. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007. 498 p.
9. УилкиЧ.,СаммерсДж.,Даниелс Ч.Поливинилхлорид / пер. с англ. под ред. Г.Е. Заикова. СПб: Профессия, 2007. 728 с.
10. Kokta B.V., Maldas D., Daneault C., Bland P. Composites of polyvinyl chloride-wood fibers // Polymer-plastics Technology Engineering. 1990. Vol. 29, pp. 87-118.
11. Низамов Р.К. Поливинилхлоридные композиции строительного назначения с полифункциональными наполнителями. Дисс. ... докт. техн. наук. Казань. 2007. 369 с.
12. Stavrov V.P., Spiglazov A.V., Sviridenok A.I. Rheological parameters of molding thermoplastic composites high-filled with wood particles // International Journal of Applied Mechanics and Engineering. 2007. Vol. 12. No. 2, pp. 527-536.
13. Бурнашев А.И. Высоконаполненные поливинилхло-ридные строительные материалы на основе нано-модифицированной древесной муки. Дисс. ... канд. техн. наук. Казань. 2011. 159 с.
14. Figovsky O., Borisov Yu., Beilin D. Nanostructured binder for acid-resisting building materials // Scientific Israel — Technological Advantages. 2012. Vol. 14. No. 1, pp. 7-12.
15. Hwang S.-W., Jung H.-H., Hyun S.-H., Ahn Y.-S.
Effective preparation of crack-free silica aerogels via ambient drying // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2007. Vol. 41, pp. 139-146.
16. Помогайло А.Д. Synthesis and intercalation chemistry of hybrid organo-inorganic nanocomposites // Высокомолекулярные соединения. 2006. Т. 48. № 7.
C. 1317-1351.
17. Фиговский О.Л., Бейлин Д.А., Пономарев А.Н. Успехи применения нанотехнологий в строительных материалах // Нанотехнологии в строительстве. 2012. № 3. C. 6-21.
References
1. Moroz P.A., Askadskiy Al.A., Matseevich T.A., Solov'e-va E.V., Askadskii A.A. Use of secondary polymers for production of wood and polymeric composites. Plasti-cheskie massy. 2017. No. 9—10, pp. 56—61. (In Russian).
2. Matseevich T.A., Askadskii A.A. Mechanical properties of a terrace board on the basis of polyethylene, polypropylene and polyvinylchloride. Stroitel'stvo: nauka i obra-zovanie. 2017. Vol. 7. No. 3(24), pp. 48-59. (In Russian).
3. Abushenko A.V., Voskobojnikov I.V., Kondratyuk V.A. Production of products from WPC. Delovoj zhurnal po derevoobrabotke. 2008. No. 4, pp. 88-94. (In Russian).
4. Ershova O.V., Chuprova L.V., Mullina Eh.R., Mishuri-na O.A. Research of dependence of properties the dreves-nopolimernykh of composites from the chemical composition of a matrix. Sovremennye problemy nauki i obra-zovaniya. 2014. No 2, pp. 26. https://www.science-edu-cation.ru/ru/article/view?id=12363. (Date of access 17.04.18). (In Russian).
5. Klesov A.A. Drevesno-polimernye kompozity [Wood and polymeric composites ]. Saint Petersburg: Nauchnye osnovy i tekhnologii. 2010. 736 p.
6. Walcott M.P., Englund K.A. A technology review of wood-plastic composites; 3ed. N.Y.: Reihold Publ. Corp., 1999. 151 p.
7. Rukovodstvo po razrabotke kompozitsij na osnove PVKH [The guide to development of compositions on the basis of PVC]. Ed. by R.F. Grossman. Saint Petersburg: Nauchnye osnovy i tekhnologii. 2009. 608 p.
8. Kickelbick G. Introduction to hybrid materials. In book: Hybrid Materials: Synthesis, Characterization, and Applications. Weinheim. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2007. 498 p.
9. Uilki CH., Sammers Dzh., Daniels CH. Polivinilkhlorid [The polyvinylchloride]. Ed. By G.E. Zaikov. Saint Petersburg: Professiya. 2007. 728 p.
10. Kokta B.V., Maldas D., Daneault C., Beland P. Composites of polyvinyl chloride-wood fibers. Polymer-plastics Technology Engineering. 1990. Vol. 29, pp. 87-118.
11. Nizamov R.K. Polyvinylchloride compositions of construction appointment with multifunctional fillers. Doc. Diss. (Engineering). Kazan. 2007. 369 p. (In Russian).
12. Stavrov V.P., Spiglazov A.V., Sviridenok A.I. Rheologi-cal parameters of molding thermoplastic composites high-filled with wood particles. International Journal of Applied Mechanics and Engineering. 2007. Vol. 12. No. 2, pp. 527-536.
13. Burnashev A.I. The high-filled polyvinylchloride construction materials on the basis of the nano-modified wood flour. Cand. Diss. (Engineering). Kazan. 2011. 159 p. (In Russian).
14. Figovsky O., Borisov Yu., Beilin D. Nanostructured binder for acid-resisting building materials. Scientific Israel — Technological Advantages. 2012. Vol. 14. No. 1, pp. 7-12.
15. Hwang S.-W., Jung H.-H., Hyun S.-H., Ahn Y.-S.
Effective preparation of crack-free silica aerogels via ambient drying. Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2007. Vol. 41, pp. 139-146.
16. Pomogaylo A.D. Synthesis and intercalation chemistry of hybrid organo-inorganic nanocomposites. Vysokomolekulyarnye soedineniya. 2006. Vol. 48. No. 7, pp. 1317-1351. (In Russian).
17. Figovsky O.L., Beylin D.A., Ponomarev A.N. Progress of application of nanotechnologies in construction materials. Nanotekhnologii v stroitel'stve. 2012. No. 3, pp. 6-21. (In Russian).
18. Korolev E.V. The principle of realization of nanotechnol-ogy in construction materials science. Stroitel'nye
18. Королев Е.В. Принцип реализации нанотехнологии в строительном материаловедении // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 60—64.
19. Абушенко A.B. Древесно-полимерные композиты: слияние двух отраслей // Мебельщик. 2005. № 3. С. 32-36.
20. Абушенко А.В. Экструзия древесно-полимерных композитов // Мебельщик. 2005. № 2. С. 20-25.
21. Шкуро А.Е., Глухих В.В., Мухин Н.М. и др. Влияние содержания сэвилена в полимерной матрице на свойства древесно-полимерных композитов // Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 17. Т. 15. С. 92-95.
22. Аскадский А.А. Новые возможные типы ядер релаксации // Механика композитных материалов. 1987. № 3. С. 403-409.
23. Askadskii A.A. Computational Materials Science of Polymers. Cambridge International Science Publishing. Cambridge. 2003. 695 p.
24. Аскадский А.А., Кондращенко В.И. Компьютерное материаловедение полимеров. Том 1. Атомно-молекулярный уровень. М.: Научный Мир. 1999. 534 с.
25. Аскадский А.А. Лекции по физико-химии полимеров. М.: Физический факультет МГУ. 2001. 220 с.
26. Askadskii A.A. Lecture on the Physico-Chemistry of Polymers. New York, Nova Science Publishers, Inc. 2003. 218 p.
27. Аскадский А.А., Хохлов А.Р. Введение в физико-хи-мию полимеров. М.: Научный Мир. 2009. 380 с.
28. Аскадский А.А., Попова М.Н., Кондращенко В.И. Физико-химия полимерных материалов и методы их исследования. М.: АСВ. 2015. 408 с.
29. Аскадский А.А., Тишин С.А., Казанцева В.В., Коврига О.В. О механизме деформации теплостойких ароматических полимеров на примере полиими-да // Высокомолекулярные соединения. 1990. Сер. А. Т. 32. № 12. с. 2437-2445.
30. Аскадский А.А., Тишин С.А., Цаповецкий М.И., Казанцева В.В., Коврига О.В., Тишин В.А. Комплексный анализ механизма деформационных и релаксационных процессов в полиимиде // Высокомолекулярные соединения. 1992. Сер. А. Т. 34. № 1. C. 62-72.
31. Gaylord R.J., Joss B., Bendler J.T., Di Marzio E.A. The Continuous-Time Random Walk Description of the Non-equilibrium Mechanical Response of Crosslinked Elastomers. British Polymer Journal. 1985. Vol. 17. No. 2, pр. 126-128.
32. Международная научно-техническая конференция полимерные композиты и трибология (П0ЛИК0МТРИБ-2017). Гомель, Беларусь 27-30 июня 2017 г. Тезисы докладов ГОМЕЛЬ 2017.
33. Мацеевич Т.А., Аскадский А.А. Террасные доски: состав, изготовление, свойства. Часть 1. Механические свойства // Строительные материалы. 2017. № 1-2. С. 101-105.
Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 6, pp. 60-64. (In Russian).
19. Abushenko A.B. Wood and polymeric composites: merge of two branches. Mebel'shhik. 2005. No. 3, pp. 32-36. (In Russian).
20. Abushenko A.V. Extrusion of wood and polymeric composites. Mebel'shhik. 2005. No. 2, pp. 20-25. (In Russian).
21. Shkuro A.E., Glukhikh V.V., Mukhin N.M., etc. Influence of maintenance of a sevilen in a polymeric matrix on properties of wood and polymeric composites. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2012. No. 17. Vol. 15, pp. 92-95. (In Russian).
22. Askadskii A.A. New possible types of kernels of a relaxation. Mekhanika kompozitnih materialov. 1987. No. 3, pp. 403-409. (In Russian).
23. Askadskiy A.A. Computational Materials Science of Polymers. Cambridge International Science Publishing. Cambridge. 2003. 695 p.
24. Askadskii A.A., Kondrashchenko V.I. Komp'yuternoe materialovedenie polimerov. Tom 1. Atomno-molekulyarnyj uroven' [Computer materials science of polymers. Volume 1. Atomic and molecular level]. Moscow: Nauchnoe slovo. 1999. 534 p.
25. Askadskii A.A. Lektsii po fiziko-khimii polimerov [Lectures on fiziko-chemistry of polymers]. Moscow: Physical faculty of MSU. 2001. 220 p.
26. Askadskii A.A. Lecture on the physico-chemistry of polymers. New York: Nova Science Publishers, Inc. 2003. 218 p.
27. Askadskii A.A., Khokhlov A.R. Vvedenie v fiziko-khimi-yu polimerov [Introduction to fiziko-chemistry of polymers]. Moscow: Nauchnoe slovo. 2009. 380 p.
28. Askadskii A.A., Popova M.N., Kondrashchenko of V.I. Fiziko-khimiya polimernykh materialov i metody ikh issledovaniya [Fiziko-himiya of polymeric materials and methods of their research]. Moscow: ASV. 2015. 408 p.
29. Askadskii A.A., Tishin S.A., Kazantseva V.V., Kovriga O.V. Loaf the mechanism of deformation of heat resistant aromatic polymers on the example of a polyimide. Vysokomolekulyarnie Soedineniya. 1990. Ser. A. Vol. 32. No. 12, pp. 2437-2445. (In Russian).
30. Askadskii A.A., Tishin S.A., Tsapovetsky M.I., Kazantseva V.V., Kovriga O.V, Tishin V.A. The complex analysis of the mechanism of deformation and relaxation processes in a polyimide. Vysokomolekulyarnie Soedineniya. 1992. Ser. A. Vol. 34. No. 1, pp 62-72. (In Russian).
31. Gaylord R.J., Joss B., Bendler J.T., Di Marzio E.A. The Continuous-time random walk description of the non-equilibrium mechanical response of crosslinked elastomers. British Polymer Journal. 1985. Vol. 17. No. 2, pp. 126-128.
32. International scientific and technical conference polymeric composites and tribology (P0LIK0MTRIB-2017) Gomel Belarus on June 27-30, 2017. Theses of reports GOMEL 2017.
33. Matseevich T.A., Askadskii A.A. Terrace boards: structure, production, properties. Part 1. Mechanical properties. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 1-2, pp. 101-105. (In Russian).
Технология производства стеновых цементно-песчаных изделий
Балакшин Ю.З., Терехов В.А. М.: ООО РИФ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ». 2012. - 276 с.
В книге описано производство и применение стеновых материалов методом вибропрессования из цементно-песчаных бетонов. Рассмотрена существующая и перспективная номенклатура изделий и их свойства. Описаны сырьевые материалы для производства цементно-песчаных изделий: песок, щебень, вяжущие и химические добавки.
Сформулированы специфические требования к сырьевым материалам, а также рекомендации по подбору состава бетонной смеси. Подробно представлена технология производства цементно-песчанных вибропрессованных стеновых изделий. Особое внимание уделено технологическому контролю на производстве и техническому контролю и обслуживанию оборудования. Чертежи и табличная информация облегчают восприятие материала. Книга предназначена для организации производственно-технического обучения на предприятии, будет полезна инженерно-техническому персоналу и широкому кругу специалистов.
Заказать литературу можно через редакцию, направив заявку по e-mail: mail@rifsm.ru, или оформить заказ на сайте www.rifsm.ru
©jraj-rsjJbJ-ÜjJi
ы ®
