Диссертация (792867), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Исследование изменения показателей при ударном нагруженииобразцов, выдержанных в условиях жаркого климатаЗависимости ударной прочности полимербетонов от условий экспозицииприведены на рисунках 6.10 – 6.14.а)б)в)Рисунок 6.10 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытании образцов состава №1: а) после выдерживания на открытой площадке; б) после выдерживания под навесом;в) после выдерживания в морской среде179а)б)в)Рисунок 6.11 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытании образцовсостава №2: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде180а)б)в)Рисунок 6.12 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытании образцовсостава №3: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде181а)б)в)Рисунок 6.13 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №4: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде182а)б)в)Рисунок 6.14 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №5: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде183Таблица 6.16 – Влияние условий экспонирования на характеристики ударных повреждений полимербетонов после 1 года экспозиции№ состава12345Максимальная контактная сила, НПосле эксПосле эксПосле экспозиции напозиции впозицииоткрытойморской вопод навесомплощадкеде21,842,223,27,420,46,36,018,111,731,040,430,717,436,641,8Продолжительность контакта, мсПосле эксПосле эксПосле экспозиции напозиции впозицииоткрытойморской вопод навесомплощадкеде9,87,97,62,55,53,13,89,86,111,16,98,58,411,810,9В таблице 6.17 приведены значения импульса ударника, при котором происходило разрушение образца для различных составов, использованных в эксперименте.Таблица 6.17 – Влияние условий экспонирования на величину импульса ударника,при котором происходило разрушение полимербетонов после 1 года экспозиции.№12345Величина импульса, соответствующего разрушению образцов, НмсПосле экспозиции на открытойПосле экспозиции подПосле экспозиции в морплощадкенавесомской воде8212368133511101146217016614377212216Результаты испытаний на ударную прочность после 1 года экспозициинаглядно демонстрируют, что с течением времени происходит снижение прочностных показателей.Примеры кривых зависимости контактной силы удара от времени для образцов с различными условиями экспозиции после 2 лет экспозиции приведены нарисунках 6.15-6.19 и в таблице 6.18.184а)б)Рисунок 6.15 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №1: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде185а)б)Рисунок 6.16 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №2: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде186а)б)Рисунок 6.17 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №3: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде187а)б)в)Рисунок 6.18 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №4: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде188а)б)в)Рисунок 6.19 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №5: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде189Таблица 6.18 – Влияние условий экспонирования на характеристики ударных повреждений полимербетонов после 2 лет экспозиции№ состава12345Максимальная контактная сила, НПосле эксПосле эксПосле экспозиции напозиции впозицииоткрытойморской вопод навесомплощадкеде19,6537,6821,796,7418,685,875,6516,9610,2629,8637,9128,1815,7433,9739,05Продолжительность контакта, мсПосле эксПосле эксПосле экспозиции напозиции впозицииоткрытойморской вопод навесомплощадкеде9,57,67,22,45,22,93,59,45,710,66,58,18,011,410,3Так для состава №1, после экспозиции на открытой площадке после 2 лет,максимальная контактная сила уменьшается на 9 % по сравнению с образцами 1года.Во всех случаях уменьшение прочности не превышает 15% по сравнению собразцами 1 года экспозиции.В таблице 6.19 приведены значения импульса ударника, при котором происходило разрушение образца для различных составов после 2 лет экспозиции.Таблица 6.19 – Влияние условий экспонирования на величину импульса ударника,при котором происходило разрушение полимербетонов после 2 лет экспозиции.№12345Величина импульса, соответствующего разрушению образцов, НмсПосле экспозиции на открытойПосле экспозиции подПосле экспозиции в морплощадкенавесомской воде75112601132109,51035715514913569198203Примеры кривых зависимости контактной силы удара от времени для образцов с различными условиями экспозиции после 3 лет экспозиции приведены нарисунках 6.20-6.24 и в таблице 6.20.190а)б)в)Рисунок 6.20 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №1: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде191а)б)в)Рисунок 6.21 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №2: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде192а)б)в)Рисунок 6.22 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №3: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде193а)б)в)Рисунок 6.23 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №4: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде194а)б)в)Рисунок 6.24 – Зависимости изменения силы ударника от времени при испытанииобразцов состава №5: а) после выдерживания на открытой площадке;б) после выдерживания под навесом; в) после выдерживания в морской среде195Таблица 6.20 – Влияние условий экспонирования на характеристики ударных по-№ состававреждений полимербетонов после 3 лет экспозиции12345Максимальная контактная сила, НПосле эксПосле эксПосле экспопозиции напозициизиции в мороткрытойпод навесомской водеплощадке18,4634,1320,085,7817,365,515,1715,949,9127,7834,3326,4315,0231,8737,18Продолжительность контакта, мсПосле эксПосле эксПосле экспопозиции напозициизиции в мороткрытойпод навесомской водеплощадке10,47,77,42,35,12,93,19,25,810,06,48,87,811,111,5В таблице 6.21 приведены значения импульса ударника, при котором происходило разрушение образца для различных составов, использованных в эксперименте.Таблица 6.21 – Влияние условий экспонирования на величину импульса ударника,при котором происходило разрушение полимербетонов после 3 лет экспозиции.№12345Величина импульса, соответствующего разрушению образцов, НмсПосле экспозиции на открытойПосле экспозиции подПосле экспозиции в морплощадкенавесомской воде761045893098,9995314814614068192212По результатам исследований можно сделать следующие выводы.1.
После экспонирования полимербетонов в натурных климатических условиях жаркого климата Геленджика происходит ухудшение их стойкости к механическим ударным нагрузкам.2. Изменения максимальной контактной силы и ударного импульса разрушения зависят от состава полимербетонов и условий натурного экспонирования.1963. Снижение максимальной контактной силы каркасных композитов посленатурного экспонирования сопровождается увеличением пластичности, способствующей поглощению энергии при механических воздействиях.6.3. Исследование изменения декоративных свойствполимерных композитовСтойкость полимерных покрытий оценивалась по изменению показателейтвердости, ударной прочности и цветостойкости. Твердость на поверхности образцов определялась инструментальным индентированием.
При инструментальноминдентировании происходит непрерывное внедрение наконечника в испытуемый образец под действием плавно возрастающей нагрузки с последующим ее снятием и регистрацией зависимости перемещения наконечника от нагрузки. Прослеживая полныйцикл нагружения и снятия испытательной нагрузки, определялись значения твердости. При исследовании ударной прочности материалов использовался методASTMD 7136.При исследовании цветостойкости использована цветовая модель RGB (Red– красный, Green – зеленый, Blue – синий). Данная модель имеет широкое применение как в компьютерных программных средах (например, MATLAB, Visual C#),так и в различных прикладных исследованиях, в которых использовалась средняяяркость отдельных составляющих кодов RGB, их изменение по горизонтальномуи вертикальному размерам изображений исследуемых образцов.Нами за оценку качества цветовой поверхности принята средняя яркостьповерхности отсканированных изображений образцов.
Яркость (Bright) изображения рассчитывается по следующей известной формуле:1ℎ = ∑(0,299 ∙ + 0,587 ∙ + 0,114 ∙ ),=1(6.1)197где Red, Green, Blue – составляющие кода RGB, N – число пикселей изображения.Практически, составляющие красного, зеленого и синего берутся для каждого пикселя изображения. При этом предполагается, что геометрические размеры испытуемых образцов имеют одинаковые размеры. Нередко на практике образцы для различных испытаний вырезают из одной пластины. Поэтому возможны расхождения в геометрических, и, следовательно, размерах отсканированныхизображений.
В наших исследованиях была предусмотрена операция приведенияразмеров образцов к одному наименьшему размеру. В частности, язык программирования C# на платформе .NET позволяет это сделать без ущерба качестваизображения. Возможные малые погрешности рассматриваются в специальныхруководствах и здесь не рассматриваются. Во всяком случае, можно отметить, чтосредние значения кодов RGB имеют отличия в 10–12 знаке после десятичной точки относительно своего исходного размера. Приведение к одному размеру можноосуществлять на основе обрезки изображений. Но в таком случае возможна потеря информации о свойствах на краях образцов. Это еще один довод в пользу программного изменения размеров изображений образцов с сохранением их свойств,в частности, средней яркости.
Средняя яркость, рассчитанная по приведеннойформуле учитывает особенности световосприятия человеческого зрения – чувствительность человеческого глаза к различным частям спектра.Составы композиций, принятые для исследований, отличались процентнымсодержанием в них вяжущего, отвердителей (полиэтиленполиамин и аминофенольный отвердитель), наполнителей (портландцемент и строительный гипс) ипигментов – зеленый (глауконитовый), желтый (железноокислый), оранжевый(свинцовый крон)).