CC BY
9
УДК 62
Алиназаров А.Х. профессор Атамов А.А.
доцент Каюмов Д.А. преподаватель
Наманганский инженерно-строительный институт
Республика Узбекистан, г.Наманган
ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Аннотация. В статье рассмотрено теплофизические свойства композиционных строительных материалов и изделий на их основе при гелиотепловой оброботки.
Ключевые слова: гелиотепловая обработка, теплопроводность, плотность, влагосодержание, давление, композиционные материалы, теплоёмкость.
Alinazarov A. Kh. professor Kayumov D. A. teacher Аtamov A.A. docent
Namangan engineering-construction institute Republic of Uzbekistan, Namangan city
INFLUENCE OF SOLAR RADIATION ON THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF COMPOSITE BUILDING MATERIALS
Annotation. The article considers the thermophysical properties of composite building materials and products based on them during solar thermal treatment.
Keywords: Solar thermal treatment, thermal conductivity, density, moisture content, pressure, composite materials, heat capacity.
Актуальность. Использование солнечной энергии при производстве строительных материалов является актуальной проблемой. При гелиотепловой обработке происходит изменение Теплофизические свойства
композиционных материалов. Однако, теплофизические свойства многокомпонентных материалов зависят от многих факторов и в первую очередь от объёмной массы, поровой структуры, влажности и режима гелиотеплохимической обработки. Поэтому, управляя строением и структурными характеристиками, можно создавать эффективные материалы с улучшенными теплофизическими характеристиками [1].
Ограждающие конструкции, в частности материалы из золоцементных смесей на основе золошлаковых отходов ТЭС представляю собой мелкопористый материал, в котором сцепление зерен между собой осуществляется только в местах точечных контактов. В мелкозернистых многокомпонентных изделиях, благодаря малому размеру межзерновых пор, конвективный теплообмен сводится к минимуму, поэтому в таком материале логично ожидать оптимальное сочетание прочностных и теплофизических свойств.
Так как повышение температуры структурообразующей среды при гелиотеплохимическом воздействии ускоряет процесс твердения золоцементного изделия, то коэффициенты тепломассопереноса будут зависеть и от температурного режима [2].
Теплопроводность структурообразующего золоцементного материала зависит от физико-химической структуры, плотности твёрдой фазы, влагосодержания и внутреннего давления парогазовой среды и составляет -0,28 0,32 Вт/м. ос.
При этом теплопроводность твердых фаз, в связи с фазовыми и структурными преобразованиями, происходящими в золоцементном изделии, при гидратации цемента, со временем увеличивается [3].
Перенос тепла внутри пор осуществляется конвекцией и теплопроводностью среды, заполняющие поры путём излучения. Влияние лучистого переноса тепла с развитием реакции гидратации и появлением контракционных пор, диаметр которых значительно меньше 2 мм, резко снижается, и им можно пренебречь. Теплопроводность заполняющей среды с течением времени из-за стока воды на гидратацию и преобразования в порах будет уменьшаться. Следовательно, на формирование величины коэффициента теплопроводности основополагающее влияние будут иметь теплопроводность твердеющего скелета и заполняющей среды и конвективная составляющая, а также перенос тепла за счёт перемещения масс.
Во время структурообразования при гелиотеплохимической обработке изменяется коэффициент теплопроводности,
температуропроводности и теплоёмкости. В частности, он будет зависеть от размера фракции (Буд) заполнителя, марки цемента (м), водоцементного отношения (В/Ц), модифицированнопластифицирующих добавок (МПД), влияющего на состав и количество заполняющей среды в порах и от
температуры воды затворены и воздух нагретых в гелио теплогенерирующих агрегатах [4, 5, 6].
Удельная теплоёмкость структурообразующего З.Ц.К (золоцементная композиция) находятся в пределах 830 -870 ВТ/(кг.0К), т.е. удельная теплоёмкость является величиной слабо чувствительной к структурным изменениям материала, наибольшие её изменения определяются в основном стоком влаги на реакцию гидратации, а ввиду того, что на свободную воду приходится не более 7...8 % от объемной массы композиционного изделия, то и эти изменения можно считать незначительным. Результаты исследований за динамикой коэффициента теплопроводности X приведён на рис. 1.
Обсуждение. В качестве исходных данных для получения значений коэффициента теплопроводности X выбраны основные факторы эксперимента и их граничные значения осуществлены на основе априорной экспериментальной информации.
Установлено, что тенденция изменения X при рассматриваемых режимах имеет одинаковый характер: незначительный рост значений X сменяется значительным его падением, а затем увеличением и стабилизацией. Диапазон изменения теплопроводности при различных режимах гелиотеплохимической обработки почти тот же, что указывает в основном на влияния состава и марки мелкозернистого композиционного изделия полиструктурного строения.
Температура твердения композиционного изделия оказывает влияние на периоды наступления минимума X и выход коэффициента на постоянное значение: при- 1тах минимум и стадия стабилизация X наступает быстрее. При низких температурах - тест стадия стабилизации X наступает позднее и кривая изменение теплопроводности имеет более пологий характер и медленнее выходить на стадию стабилизации. А при структурообразовании золоцементных композиционных изделий в естественных условиях понижение и рост значений X растянуто во времени.
Таким образом, регулирования теплофизических свойств композиционных изделий путём гелиотеплохимического воздействия до и в период структурообразования возможно регулированием поровой структуры, влажность, дисперсности основного слагаемого вещества, режима температурного воздействия, от вида и количества модифицированнопластифицирующих добавок.
Если сравнить ход кривых интенсивности тепловыделения qэ и коэффициентов теплопроводности определяется интересная закономерность что периоды поступления минимума X и максимума qэ совпадают, что является следствием структурообразования полиструктурного мелкозернистого композиционного материалов при гелиотеплохимической обработке; влияние же температуры сказывается в ускорении или замедлении этих процессов.
На рис. 1 показана зависимость между интенсивностью тепловыделения qэ, теплопроводностью X и скоростью изменения тепловыделения д qэ/ д т структурообразующего композиционного изделия. Анализ и сопоставление результатов дали мне предложить интересную взаимосвязь заключающейся
в следующем: что поступление абсолютного минимума значений д qэ/ д т совпадает с началом периода стабилизации значений коэффициента теплопроводности, а абсолютному максимуму тепловыделения qэ соответствует абсолютный минимум значения X.
2 4 6
Рис. 1. Зависимость между интенсивностью тепловыделения, скоростью его изменения и теплопроводностью композиционного материала полиструктурного строения.
1- режим ГТХО без МПД: 2- режим ГТХО с МПД: 3- режим структурообразования в естественных условиях.
Это означает о том, что если известен ход кривых qa, то, вычислив производную д qa/ д т, можно построить для данного режима гелиотеплохимической обработки прогнозную зависимость коэффициента теплопроводности в процессе структурообразования высоконаполненных золоцементных композиционных материалов полиструктурного строения.
Использованные источники:
1. А.Х.Алиназаров. Энергоэффективная теплотехнология получения золоцементных композиционных материалов: монография. Москва: РУСАЙНС, 2019 -168 с
2. А.Х.Алиназаров. Энерго и ресурсосберегающая технология получения строительных материалов и изделий методом гелиотеплохимической обработки: монография. Москва: РУСАЙНС, 2017 -138 с
3. Alinazarova M., Gulyamov A.G., Alinazarov A.Kh. Control Over the Thermal
Propertis of Fine Composite Materials in Solar Thermochemical Treatment. Applied Solar Energy, vol.38, No 3, Allerton Press, Ins / New York 2002. p.p. 75 -78
4. Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Свойства золоцементных композиций при механохимической активации //Проблемы механики, 2002. - Вып. 5. -С. 48 - 51.
5. Умаров Д. и др. Зилзилавий худудларда курилиш //Научное знание современности. - 2017. - №. 4. - С. 158-160.
6. Алиназаров А. Х., Каюмов Д., Дадамирзаев О. Оптимизации режимов гелиотеплохимической обработки золоцементных композиций //Central Asian Journal of Theoretical and Applied Science. - 2021. - Т. 2. - №. 5. - С. 133-138.
7. Алиназаров А. Х., Каюмов Д. А., Жалолдинов А. А. Исследование эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия //Экономика и социум. - 2020. - №. 3 (70). - С. 183-187.
8. Алиназаров А. Х., Хайдаров Ш. Э. Энергоэффективная теплотехнология получения золоцементных композиционных материалов //Central Asian Journal of Theoretical and Applied Science. - 2022. - Т. 3. - №. 12. - С. 229234.
