Диссертация (1141516), страница 10
Текст из файла (страница 10)
гидрофобизатора. Его количествовыражено в % от массы гипса и варьируется в 3-х уровнях: 2; 4; 6 %.Х2 – расход суперпластификатора Peramin SMF-10. Его количество дано в % отмассы гипса и варьируется в 3-х уровнях: 0,5; 0,75; 1 %.В качестве исследуемых показателей были выбраны:Y1 – предел прочности при изгибе, МПа; Y2 – предел прочности при сжатии, Мпа;Y3 – влажность по массе, %.После обработки результатов, приведенных в таблице 3.19, были полученыуравнения регрессии для модифицированного гипсового камня с 10 % ПСМС:Rизг = 2,8 + 1,38 Х1 +10,18 Х2 - 0,17 Х12– 7,16 Х22(3.2)(средняя ошибка аппроксимации 2 %)Rсж = 5,2 + 2,62 Х1+22,83 Х2- 0,33 Х12– 15,72 Х22(3.3)(средняя ошибка при аппроксимации равна 3 %)wm =46 – 6,45 Х1 + 53,43 Х2 + 0,76 Х12 – 36,46 Х22(3.4)(средняя ошибка аппроксимации 3%)В уравнениях регрессии использованы следующие обозначения:Rизг – предел прочности при изгибе, МПа; Rсж – предел прочности присжатии, МПа; wm – влажность по массе, %.Для построения поверхностей отклика для гипсового камня с 10 % ПСМС иСП+ГФ использовалась программа IBM SPSS Statistics 20 (рис.
3.10 – 3.13).74Рисунок 3.10 – Поверхность отклика для прочности при изгибе для гипсовогокамня с 10 % ПСМС и СП+ГФРисунок 3.11 – Поверхность отклика для прочности на сжатие для гипсовогокамня с 10 % ПСМС и СП+ГФ75Рисунок 3.12 – Поверхность отклика для влажности по массе для гипсовогокамня с 10 % ПСМС и СП+ГФДля гипсового камня с 30 % ПСМС.Таблица 3.20 – Матрица планирования и эмпирические значения откликов длягипсового камня с 30 % ПСМС№1234567891011ФакторыХ1Х2Х1Х2–1–1–100000+1+1+1–10+1–1000+1–10+1222444446660,50,7510,50,750,750,7510,50,751Функции цели - свойстваПрочность, МПа, наВлажность,%изгибсжатие0,991,490,951,111,821,831,831,170,871,410,841,533,111,432,114,114,114,111,911,453,111,3566,969,566,861,158,158,158,158,967,169,668,776После обработки результатов, приведенных в таблице 3.20, были полученыуравнения регрессии для модифицированного гипсового камня с 30 % ПСМС:Rизг = 1,83 + 0,49 Х1 + 17,84 Х2 - 0,07 Х12– 11,91 Х22(3.5)(средняя ошибка аппроксимации 5 %)Rсж = 4,11 + 1,53 Х1 + 44,7 Х2 - 0,19 Х12– 22,98 Х22(3.6)(средняя ошибка при аппроксимации равна 4 %)wm = 58 – 31,41Х1 + 557,6 Х2 + 3,87 Х12 - 374Х22(3.7)(средняя ошибка аппроксимации 5 %)Для построения поверхностей для гипсового камня с 30% ПСМС и СП+ГФиспользовалась программа IBM SPSS Statistics 20 ( рис.
3.13 – 3.15).Рисунок 3.13 – Поверхность отклика для прочности при изгибе для гипсовогокамня с 30 % ПСМС и СП+ГФ77Рисунок 3.14 – Поверхность отклика для прочности на сжатие для гипсовогокамня с 30 % ПСМС и СП+ГФРисунок 3.15 – Поверхность отклика для влажности по массе для гипсовогокамня с 30 % ПСМС и СП+ГФ78Значимость параметров и адекватность уравнений регрессии 3.2...3.7 былипроверены по критериям Стьюдента и Фишера.Средняя ошибка приаппроксимации была ниже 5 %.По уравнениям регрессии 3.2 – 3.7 были оптимизированы расходысуперпластификатора Peramin SMF-10 (СП) и редиспергируемого полимерногопорошка Vinnapas 8031 H (ГФ) для модифицированного гипсового камня с 10 и30% ПСМС.Было установлено, что оптимальным количеством суперпластификатораPeramin SMF-10 является 0,75 % от массы высокопрочного гипса, а оптимальнымколичеством редиспергируемого полимерного порошка Vinnapas 8031 H – 4 % отмассы высокопрочного гипса.Структура и свойства оптимизированных составов будут рассмотрены в п.
3.4.3.4. Структура и свойства модифицированногооблегчённого гипсового камня с ПСМСНа основании проведённых исследований в п. 3.3 были установленыоптимальные составы облегчённых гипсовых смесей с ПСМС. Оптимальныйрасход суперпластификатора Peramin SMF-10 составил 0,75 % от массы гипса дляхудожественнойлепнины.Оптимальныйрасходгидрофобизатора-редиспергируемого полимерного порошка Vinnapas 8031 H был принят 4 % отмассы гипса для художественной лепнины.Было проведено сравнение результатов таблиц 3.6 и 3.19. Свойствамодифицированного гипсового камня с 10 % ПСМС (после введениясуперпластификатораPeraminSMF-10 и редиспергируемого полимерногопорошка Vinnapas 8031 H) представлены в таблице 3.21.79Таблица 3.21 – Свойства гипсового камня с 10 % ПСМС№образца123Средниезначения123СредниезначенияСредняяплотность,Прочность, МПа, на3г/см , образца:влажного сухогоизгибсжатиеГипсовый камень с 10 % ПСМС, В/Г = 0,61,30,8661,812,82,91,3020,8681,783,43,31,3010,8671,723,13,21,3010,8671,771,361,341,351,111,091,1062,752,812,781,451,1022,783,125,15,35,15,15,25,25,17Влажность,%57,257,157,357,146,245,946,146,1После модифицирования гипсовой смеси и камня с 10 % ПСМС –введения в её состав 0,75 % СП Peramin SMF-10 и 4 % ГФ Vinnapas 8031 H былиполучены следующие свойства:- начало схватывания: Н.с.= 15 мин.;- конец схватывания: К.с.= 17 мин.;- марка по прочности Г5.Сравнение результатов показало, что у гипсово-микросферной смеси икамня с 10 % ПСМС и СП, ГФ в возрасте 2 часов, В/Г снизилось на 20 %,влажность по массе – на 24 %.
При этом, средняя плотность повысилась на 11%; а прочность увеличилась:- при сжатии - на 65 %;- при изгибе - на 57 %;- марка по прочности на 2 ступени: с Г3 до Г5.Таким образом, снижение В/Г на 20 % и введение суперпластификатораPeramin SMF-10 и редиспергируемого полимерного порошка Vinnapas 8031 Hпозволило более чем в 1,5 раза увеличить прочность при изгибе и сжатии за счётсущественного уплотнения структуры гипсовой матрицы между микросферами.80Для дальнейшего снижения средней плотности было увеличено количествоПСМС до 30 % от массы гипса. Было проведено сравнение результатов таблиц 3.7и 3.20.
Свойства гипсового камня, в том числе и оптимального состава, с 30 %ПСМС представлены в таблице 3.22. Как уже отмечалось, для увеличенияпрочности при изгибе и сжатии были введены суперпластификатор Peramin SMF10 и редиспергируемый полимерный порошок Vinnapas 8031 H.Таблица 3.22 – Свойства гипсового камня с 30 % ПСМС№образца123Средниезначения123СредниезначенияСредняяПрочность, МПа, наплотность, г/см3,образца:влажного сухого изгибсжатиеГипсовый камень с 30 % ПСМС, В/Г = 10,960,5350,741,281,30,9620,5450,781,321,280,9640,5420,741,31,320,9630,5440,761,3Гипсовый камень с 30 % ПСМС, СП и ГФ, В/Г = 0,840,9120,5851,784,124,10, 9130,5871,844,114,120, 9110,5831,864,14,130,9110,5311,834,11Влажность,%80,480,280,380,358,158,258,358,2После модифицирования гипсовой смеси и камня с 30 % ПСМС.
т.е.введения в её состав 0,75 % СП Peramin SMF-10 и 4 % ГФ Vinnapas 8031 H былиполучены следующие свойства:- начало схватывания: Н.с.= 13 мин.;- конец схватывания: К.с.= 16 мин.;- марка по прочности Г4.Сравнение результатов показало, что у гипсового камня с 30 % ПСМС иСП, ГФ в возрасте 2 часов, В/Г снизилось на 19 %, влажность по массе – на 38%. При этом, средняя плотность уменьшилась на 6%,увеличилась:а прочность81- при сжатии – более чем в 3 раза;- при изгибе - более чем в 2,4 раза;- на более чем 2 ступени и достигла марки Г4 (была - менее Г2).На рисунках 3.16 и 3.17 приведены микроструктура и зоны А и В.Рисунок 3.16– Микроструктура гипсового камня с 10 % ПСМС, СП, ГФРисунок 3.17 – Микроструктура гипсового камня с 10 % ПСМС, СП, ГФ: зоны А(гипсовый камень) и зона В (микросфера)82Был проведён элементный анализ кристаллов гипса в гипсовом камне с 10% ПСМС: СП, ГФ в зоне А (рисунок 3.17).
Для удобства его результаты былисравнены с данными таблицы 3.15. Результаты сравнения приведены в таблице3.23.Таблица 3.23 – Элементный анализ кристаллов гипса в гипсовомкамне, гипсовых камнях с 10 %ПСМС, с 10 %ПСМС и СП, ГФЭлементSiSCaO2СlПриЧистыйгипсовыйкаменьГипсовый камень с10 % ПСМС0,1...0,1620,1...21,5531,4...31,8246,2...46,46-анализерезультатовГипсовый камень с10 % ПСМС и СП, ГФКоличество, мас.
%0,61...0,6622,1...22,536,2...36,341,2...41,4-сравнениякамня1,64...1,7120,34...21,4929,2...30,9344,2...45,90,45...0,61безСПиГФимодифицированного состава с 10 % ПСМС в таблице 3.23 установлено, чтоколичество кремния у модифицированного состава увеличилось в 2,5 раза,количество серы осталось примерно на том же уровне. Количество кальция вмодифицированном камне уменьшилось на 20 % по сравнению с гипсовымкамнем с 10 % ПСМС без добавок.Однако, оно осталось примерно на том же уровне, как и у чистогогипсового камня. Максимальное же количество кальция отмечено в гипсовомкамне с 10 % ПСМС без добавок – более 36 %.При совместном анализе элементных составов исходных ПСМС и полыхмикросфер в гипсовом камне с 10 % ПСМС без добавок (таблица 3.16) имодифицированного камня была составлена таблица 3.24.83Таблица 3.24 – Элементный анализ исходных ПСМС и ПСМС вгипсовом камне с 10 % ПСМСЭлементИсходныеПСМСNaSiSO2ВСа7,56...7,5841,8...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
