Диссертация (792867), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Образцы изготавливались в виде круглой пластины, диаметром 170 мм и толщиной 10 мм. Составы образцов приведены в таблице 6.22.198Таблица 6.22 – Исследуемые составы№ п/п12345678Содержание массовых частей в составах1234567Эпоксидная смола100 100 100 100 100 100 100Полиэтиленполиамин10Аминофенольный отвердитель101010101010Портландцемент100Строительный гипс100Зеленый пигмент (глауконитовый)2Желтый пигмент (железноокислый)2Оранжевый пигмент2(свинцовый крон)КомпонентыПоказатели физико-механических свойств и яркости исследуемых полимерных композитов приведены в таблице 6.23.Таблица 6.23 – Результаты исследований контрольных образцовУсловиявыдерживанияобразцовМаксимальная контактСоставМодуль Станд.
Твердость Станд. ная сила приупругости откл вдавливания откл ударе бойка,НЭД-20+ПЭПА6,180,843998,53326ЭД-20+АФ-2ЭД-20+АФ-2+строительныйгипсЭД-20+АФ-2 +Образцы, вы- портландцементдержанные вЭД-20+АФ-2помещении+зеленый пиглабораторииментЭД-20+АФ-2+оранжевыйпигментЭД-20+АФ-2+желтый пигментE, МПаH, МПаСреднеезначениеяркостиобразца67,837,760,75210,619,6268883,686,720,86377,611,65395122,7710,160,72462,63,57385561,096,350,86401,39,24259961,237,020,79419,512,46369571,043,870,76371,911,72920100,47Сравнение полученных результатов показывает следующее. Существуетразличие показателей в зависимости от используемых компонентов – у композиций с АФ-2 выше модуль упругости и яркость, но твердость и ударная прочностьвыше у составов, отвержденных ПЭПА.
Модуль упругости и твердость выше у199состава, наполненного портландцементом, в то же время, яркость и ударная прочность больше у материалов, содержащих в качестве наполнителя строительныйгипс. Интересные результаты получены при исследовании физико-механическихпоказателей пигментированных составов. Среди сравниваемых материалов болеевысокие показатели характерны для составов с оранжевым пигментом, а болеенизкие показатели – с желтым.
В то же время сравнение показателей яркости свидетельствует о более высоких их значениях для составов с желтым пигментом.Различные добавки приводят к различной средней яркости исследуемых образцов (таблица 6.23). Это дает основание предположить об определенной корреляционной связи как между типом добавки, такими показателями как модульупругости и твердость вдавливания, с одной стороны, так и определенной зависимости между ними и средней яркости образцов.Результаты сканирования контрольных образцов приведены на рисунке 6.25.Рисунок 6.25 – Изображения поверхности контрольных образцов200Изменения средней яркости контрольных образцов показаны на рисунках 6.26, 6.27.На рисунках 6.26, 6.27 нумерация кривых соответствует таблице 6.22, в которой испытуемый образец ЭД-20+АФ-2 кодируется как первый образец.Рисунок 6.26 – Средняя яркость контрольных образцов по ширинеРисунок 6.27 – Средняя яркость контрольных образцов по высотеОбразцы испытывались после выдерживания в условиях воздействия ультрафиолетового облучения, переменной влажности и солевого тумана (открытая201площадка), повышенной влажности и солевого тумана (под навесом) Черноморского побережья.
После испытания образцов, выдержанных в условиях воздействия агрессивных сред получены значения коэффициентов стойкости. Показатели образцов, выдержанных в агрессивных средах сравнивались с показателямиконтрольных образцов, хранившихся в помещении испытательной лаборатории.Коэффициенты стойкости образцов, рассчитанные по показателям твердости, модуля упругости, ударной прочности и яркости приведены в таблице 6.24.Таблица 6.24 – Коэффициенты стойкости исследуемых образцовОтносительные значения к контрольным образцамСреднее значениеяркости7Максимальнаяконтактная сила6Твердостьвдавливания5Модуль упругости4Среднее значениеяркости3ЭД-20+ПЭПАЭД-20+АФ-2ЭД-20+АФ2+строительный гипсЭД-20+АФ2+портландцементЭД-20+АФ2+зеленый пигментЭД-20+АФ2+оранжевый пигментЭД-20+АФ-2+желтыйпигментМаксимальнаяконтактная сила12Состав образцаТвердостьвдавливания№п/пПоказатели образцов, выдержанных под навесомМодуль упругостиПоказатели образцов, выдержанных на открытой площадке0,9320,9580,9670,9350,6380,7290,8760,8370,9400,7810,8740,9860,8750,8820,7860,8030,9460,9600,6640,9020,9240,8890,8680,8980,9630,9330,7121,0450,6280,8440,8801,0230,9460,9600,7680,9840,9400,9410,7880,9230,9780,9540,7690,9150,7000,8230,8091,0420,9430,9190,8690,7730,9940,9250,9020,924Из анализа результатов исследования (таблица 6.24) можно выделить следующие результаты.
После выдерживания образцов всех рассмотренных составов,202как на открытой площадке, так и под навесом происходит уменьшение показателей модуля упругости, твердости и яркости на поверхности образцов, а такжеударной прочности материалов. Значения коэффициентов стойкости при этомразличаются в зависимости от состава лакокрасочных материалов и условий испытания.Так, сравнение составов, отвержденных полиэтиленполиамином и аминофенольным отвердителем показывает, что модуль упругости образцов, выдержанных на открытой площадке с ПЭПА ниже, а под навесом, наоборот, в большейстепени понизился показатель у материалов, отвержденных АФ-2.
Ударная жепрочность материалов понизилась в меньшей степени с АФ-2, чем ПЭПА приобоих условиях экспозиции образцов.Рассмотрение зависимостей изменения исследуемых показателей у составовс тремя видами пигментов показывает также различие их поведения при выдерживании в условиях климатических воздействий различного типа. При общем характере снижения модуля упругости всех составов, из результатов видно, что постойкости в условиях открытой площадки композиты в зависимости от типа пигмента по убыванию располагаются в следующем порядке – оранжевый, зеленый,желтый, а в случае экспозиции образцов под навесом другое расположение – желтый, зеленый, оранжевый.
Для ударной прочности получен следующий порядокрасположения пигментов по влиянию на исследуемые показатели: желтый, оранжевый, зеленый при обоих условиях экспозиции образцов. Данные результатыобъясняют различную стойкость декоративных составов в зависимости от природы пигмента в средах с различными комплексами воздействий.Требует тщательного анализа механизм поведения составов, наполненныхстроительным гипсом и портландцементом.
Из результатов исследования следует,203что у составов, наполненных портландцементом, падение показателя твердостиявляется более значительным. Падение модуля упругости при выдерживании поднавесом также больше у составов в случае их наполнения портландцементом.Ударная прочность образцов в меньшей степени понизилась у композитов,наполненных портландцементом. Изменение средней яркости у составов с портландцементом изменилось в сторону увеличения под навесом и на открытой площадке, что, возможно, объясняется как выравниванием поверхности с течениемвремени, так и ее осветлением.Среднее арифметическое значение яркости может изменяться как по горизонтальному размеру образцов, так и по его вертикали, что влечет за собой определенные отклонения, возможно от желаемого цвета поверхности.
При этом дополнительное усреднение каждой кривой даст среднюю яркость по всем пикселямданного изображения. Некоторые примеры изменения средней яркости приведены на рисунках 6.28–6.31.На рисунках 6.28 – 6.31 график средней яркости контрольного образца – этообразец,хранившийсявисследовательскойлабораторииархитектурно-строительного факультета Национального Исследовательского Мордовского Государственного Университета имени Н. П. Огарёва.204Рисунок 6.28 – Средняя яркость по ширине образца ЭД-20+АФ-2Рисунок 6.29 – Средняя яркость по высоте образца ЭД-20+АФ-2205Рисунок 6.30 – Средняя яркость по ширине образцаЭД-20+АФ-2+ портландцементРисунок 6.31 – Средняя яркость по высоте образцаЭД-20+АФ-2+ портландцементОбразец 2 – отсканированный образец, выдержанный в течение 24 месяцевпод навесом на Черноморском побережье.
Образец 3 – отсканированный образец,206выдержанный также в течение 24 месяцев на открытой площадке Черноморскогопобережья. Цвета кривых на диаграммах взяты условно для отличия от кривойсредней яркости контрольного образца.Разработанная программа позволяет в автоматизированном режиме получать значения средней яркости для образцов, выбираемых пользователем.Имеются аналогичные диаграммы для всех типов образцов, приведенные втаблице 6.23.Сравнительные показатели образцов из таблицы 6.24 представлены на рисунках 6.32 – 6.35, которые сравнивают между собой коэффициенты стойкости,модули упругости, твердости вдавливания, максимальной контактной силы, средней яркости в относительных единицах в зависимости от номера состава образцов. Эти результаты испытаний получены для образцов, выдержанных на открытой площадке и под навесом Черноморского побережья.Рисунок 6.32 – Сравнение модулей упругости:а) образцы на открытой площадке; б) образцы под навесом207Рисунок 6.33 – Сравнение твердости вдавливания:а) образцы на открытой площадке; б) образцы под навесомРисунок 6.34 – Сравнение максимальной контактной силы:а) образцы на открытой площадке; б) образцы под навесом208Рисунок 6.35 – Сравнение средней яркости:а) образцы на открытой площадке; б) образцы под навесомПроверим предположение, что между данными в таблице относительныхкоэффициентов стойкости (таблица 6.24) существует корреляционная связь.
Всвязи с этим рассчитаем множественные коэффициенты корреляции при линейной регрессионной зависимости между переменными – показателями образцов.Для этого сведем в таблицу 6.25 показатели образцов, выдержанные на открытойплощадке и под навесом, матрицу регрессоров, информационную матрицу и значения средней яркости, принятого в качестве функции отклика или исследуемогопоказателя.209Таблица 6.25 – Расчет схемы уравнения регрессии между показателями образцовПоказатели образцов, выдержанные на открытой площадке и под навесомМаксиТверМодульмальнаядостьупругоконвдавлиститактнаяваниясила0,93200,96700,63800,95800,93500,72900,94600,96000,66400,96300,93300,71200,94600,96000,76800,97800,95400,76900,94300,91900,86900,94000,87400,87500,78100,98600,88200,92400,88900,86800,62800,84400,88000,94000,94100,78800,70000,82300,80900,99400,92500,9020Значенияматрицы регрессоров Х1,0000 0,9320 0,9670 0,63801,0000 0,9580 0,9350 0,72901,0000 0,9460 0,9600 0,66401,0000 0,9630 0,9330 0,71201,0000 0,9460 0,9600 0,76801,0000 0,9780 0,9540 0,76901,0000 0,9430 0,9190 0,86901,0000 0,9400 0,8740 0,87501,0000 0,7810 0,9860 0,88201,0000 0,9240 0,8890 0,86801,0000 0,6280 0,8440 0,88001,0000 0,9400 0,9410 0,78801,0000 0,7000 0,8230 0,80901,0000 0,9940 0,9250 0,9020Информационная матрица ∙ 14,0000 12,5730 12,9100 11,153012,5730 11,4527 11,6346 9,974512,9100 11,6346 11,9348 10,260311,1530 9,9745 10,2603 8,9831Средняя яркость,значенияфункции отклика,исследуемого показателя Y0,87600,83700,90201,04500,98400,91500,77300,78600,80300,89801,02300,92301,04200,9240Коэффициентыуравнениярегрессии2.1926-0.2282-0.7523-0.4828В матрицу регрессоров заложены значения показателей образцов с различнойрецептурой (таблицы 6.23, 6.24).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
