Экспериментальные исследования свойств полистиролбетона различного состава
Определение основных физико-механических характеристик полистиролбетона различного состава для использования его в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала. Изготовлены образцы с различными сочетаниями цемент – песок – гранулы полистирола.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.02.2020 |
| Размер файла | 57,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Экспериментальные исследования свойств полистиролбетона различного состава
Аксенов С.Е., канд. техн. наук, Щелованова А.С., инженер, Домашникова Н.П., инженер
Архангельский государственный технический университет
В последнее время при упаковке различной бытовой и профессиональной техники и оборудования используются полистирольные формы для фиксации в коробке. После доставки пенополистирольные блоки выбрасываются на свали, что создает серьезную угрозу экологии, поскольку срок разложения полистирола достаточно продолжителен, а при сжигании в атмосферу выбрасывается большое количество токсичных газов. Одним из путей утилизации полистирола может быть изготовление легких бетонов.
Цель исследований - определение основных физико-механических характеристик полистиролбетона различного состава для использования его в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала.
В ходе исследований были изготовлены образцы композиционного материала с различными сочетаниями цемент - песок - гранулы полистирола. Содержание компонентов, % по массе, составило: цемент - 20…30, песок - 70…80, полистирол 0…10.
Для эксперимента были использованы:
портландцемент марки М-300 по ГОСТ 10178-85 [1],
однородный песок (модуль неоднородности 2,3) средней крупности по ГОСТ 8735-88 [2]
полистирол с размером гранул 1,5-3 мм.
Водоцементное отношение составляло 0,2-0,3 (по массе).
В ходе эксперимента определяли следующие характеристики полистиролбетона: средняя плотность, теплопроводность, прочность на сжатие и изгиб.
Для каждой определяемой характеристики было изготовлено по 48 образцов. Всего было испытано 192 образца.
Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 310.4-81 [3], ГОСТ 5802-86 [4], ГОСТ 8462-85 [5], ГОСТ 30256-94 [6].
На основании результатов исследований были разработаны симплекс-решетчатые планы и выведены математические модели изменения исследуемых характеристик при различном сочетании исходных компонентов (количество цемента обозначено х1, песка - х2, полистирола - х3).
Математические модели в кодированных значениях:
Прочность на изгиб, кПа:
Rи = 3033*х1+1377*х2-1093*х1*х2-3780*х1*х3-233*х2*х3-8305*х1*х2*х3
Прочность на сжатие, кПа:
Rсж = 10527*х1+3627*х2-18380*х1*х2-20256*х1*х3-6525*х2*х3+11668*х1*х2*х3
Средняя плотность, кг/м3:
= 1914*х1+1721*х2+150*х3-56*х1*х2-2018*х1*х3-690*х2*х3-6955,8*х1*х2*х3
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м К):
=1,226*х1+0,511*х2+0,072*х3-0,935*х1*х2-2,175*х1*х3-0,65*х2*х3- 2,738*х1*х2*х3
Результаты экспериментов представлены графически для изменения предела прочности при изгибе на рис. 1, предела прочности при сжатии - на рис. 2, средней плотности - на рис. 3, коэффициента теплопроводности (при температуре 255С) - на рис. 4. По наружным сторонам треугольников показано содержание компонентов полистиролбетона в % по массе. Заштрихованные области на рисунках обозначают зоны, для которых полученные математические модели не справедливы.
В результате проведенного дисперсионного и регрессионного анализа итогов эксперемента было установлено, что:
все дисперсии при уровне значимости критерия Кохрена 0,05 однородны;
все модели при уровне значимости критерия Стьюдента 0,05 адекватны.
Результаты исследований полистиролбетона различного состава, показали, что экспериментальные характеристики изменялись в следующем диапазоне (от верхнего до нижнего уровня натуральных значений факторов):
прочность при изгибе - от 0 до 2730 кПа;
прочность при сжатии - от 0 до 9470 кПа;
средняя плотность - от 150 до 1910 кг/м3;
коэффициент теплопроводности - от 0,03 до 0,92 Вт/(м К).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1. Изолинии предела прочности на изгиб полистиролбетона, кПа
полистиролбетон теплоизоляционный материал
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 2. Изолинии предела прочности на сжатие полистиролбетона, кПа
Рис. 3. Изолинии средней плотности полистиролбетона, кг/м3
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 4. Изолинии коэффициента теплопроводности полистиролбетона, кг/м3
Технико-экономическое сравнение полистиролбетона с ругими легкими бетонами показало, что исследуемый материал дешевле керамзитобетона на 37,5 %, пенобетона - на 42,5 %, газобетона - на 18,8 %.
ВЫВОД: Опытным путем установлены физико-механические характеристики (прочность при сжатии и изгибе, плотность и коэффициент теплопроводности) полистиролбетона при различной дозировке основных компонентов. Согласно полученным данным исследуемый материал может быть использован в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях в малоэтажном строительстве или при надстройке верхних этажей зданий. С экономической точки зрения полистиролбетона является конкурентноспособным материалом в группе легких бетонов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86). Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия (с изменениями N 1, 2). Постановление Госстроя СССР от 10.7.1985 N 116
ГОСТ 8735-88 (СТ СЭВ 5446-85, СТ СЭВ 6317-88). Песок для строительных работ. Методы испытаний (с изменениями N 1, 2). Постановление Госстроя СССР от 5.10.1988 N 203.
ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. Постановление Госстроя СССР от 21.8.1981 N 151.
ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний. Постановление Госстроя СССР от 11.12.1985 N 214.
ГОСТ 8462-85. Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе. Постановление Госстроя СССР от 18.1.1985 N 11.
ГОСТ 30256-94. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом. Постановление Минстроя России от 6.4.1995 N 18-31.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Производство легких композитов на фторангидритовом вяжущем. Характеристики и минералогический состав фторангидрита. Исследование физико-технических свойств, структуры полистиролбетона. Технология производства изделий на основе фторангидритовых композиций.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 14.02.2013Номенклатура изделий на основе проектируемого бетона. Исходные материалы для бетона и их характеристика. Структура бетона и физико-химические процессы, происходящие при ее формировании. Расчет состава керамзитобетона поризованной и плотной структуры.
курсовая работа [6,3 M], добавлен 06.08.2013Классификация углеродистых сталей по назначению и качеству. Направления исследования превращения в сплавах системы железо–цементит и сталей различного состава в равновесном состоянии. Определение содержания углерода в исследуемых сталях и их марки.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 17.11.2013Анализ назначения детали и ее отдельных поверхностей. Определение химического состава и физико-механических свойств материала детали, способ получения. Проектирование внутришлифовальной, вертикально-сверлильной и токарной операций механической обработки.
практическая работа [441,9 K], добавлен 30.03.2011Выбор вида, типа, марки асфальтобетона. Рекомендуемый зерновой состав смеси. Расчет содержания битума. Определение физико-механических свойств асфальтобетона. Порядок изготовления образцов, сопоставление свойств образцов с требованиями стандарта.
курсовая работа [72,9 K], добавлен 07.08.2013Изучение эксплуатационных и физико-механических свойств материалов для разработки одежды специального назначения с утеплителями. Особенности проектирования специальной одежды и обуви различного назначения: защищающей от внешних факторов и адаптационной.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 21.02.2011Определение гранулометрического состава природного песка. Нахождение частных и полных остатков. Размеры отверстий сит. Построение графика зернового состава песка. Анализ полученных результатов исследования. Пригодность песка для приготовления бетона.
лабораторная работа [233,3 K], добавлен 22.03.2012Требования, предъявляемые к качеству мелющих валков. Влияние химического состава чугуна на качество рабочего слоя валков. Методы исследования структуры и физико-механических свойств металла отливок. Технология изготовления биметаллических мелющих валков.
диссертация [3,1 M], добавлен 02.06.2010Изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала без нарушения структуры и химических свойств древесинного вещества. Определение парциального давления смеси воздуха. Расчет механизированного бассейна для тепловой обработки фанерных кряжей.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 23.11.2011Органолептическая оценка свойств материала. Определение геометрических свойств, поверхностной плотности и характеристик структуры полушерстяной ткани. Определение усадки, драпируемости и жесткости ткани. Составление карты технического уровня качества.
курсовая работа [542,2 K], добавлен 05.03.2012Исследование физико-химического состава и технологических свойств сырьевых материалов месторождений Казахстана. Характеристика силикатного природного и техногенного сырья. Каолиновое сырье, полевой шпат, кварцевые пески, разжижители глинистых суспензий.
научная работа [2,4 M], добавлен 04.02.2013Особенности состава молока различных сельскохозяйственных животных. Органолептические и физико-химические свойства коровьего молока. Технические регламенты Кыргызской Республики на питьевое молоко и молочные продукты, вопросы обеспечения их безопасности.
курсовая работа [122,8 K], добавлен 09.04.2019Изучение истории создания и теплофизических свойств полимеров и полимерных пленок. Экспериментальные методы исследования тепловодности, температуропроводности и теплоемкости. Особенности применения полимерных пленок в различных областях производства.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.12.2013Анализ изменения состава шлака и его свойств в зависимости от температур и содержания основных окислов. Влияние химического состава флюса на показатели работы доменной печи. Использование флюсующих добавок при выплавке чугуна и производстве агломерата.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 18.05.2014Изучение свойств четырехокиси азота и возможности применения в качестве рабочего вещества в конденсаторе испарителя различного оборудования. Описание технологии применения конденсатора-испарителя в паротурбинных установок АЭС и иных энергоустановках.
курсовая работа [620,1 K], добавлен 23.07.2011Повышение износостойкости наплавочных материалов за счет их структурно-фазового состояния. Назначение, характеристика состава и микроструктура наплавленного металла. Влияние легирующих элементов на повышение износостойкости. Борьба с шумом и вибрацией.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.06.2011Качественная оценка заполнителей по технологическим характеристикам. Проектирование состава тяжелого, поризованного и легкого бетона. Исследование факторов, влияющих на свойства бетонной смеси. Ускоренный метод оценки качества цемента и его состава.
лабораторная работа [796,5 K], добавлен 28.04.2015Выбор вида, типа, марки и технология приготовления асфальтобетона. Оценка качества исходных материалов: щебень, песок, минеральный порошок, битум. Расчёт состава минеральной части по кривым плотных смесей и графическим методом. Содержание битума.
курсовая работа [188,7 K], добавлен 07.07.2008Определение механических свойств конструкционных материалов путем испытания их на растяжение. Методы исследования качества, структуры и свойств металлов и сплавов, определение их твердости. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов.
учебное пособие [7,6 M], добавлен 29.01.2011Рассмотрение основных факторов, влияющих на технологические свойства титана и его сплавов. Определение свойств титановых сплавов. Оценка свойств материала для добычи нефти и газа на шельфе. Изучение практики использования в нефтегазовой промышленности.
реферат [146,1 K], добавлен 02.04.2018
