Диссертация (792867), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

В качестве крупного заполнителя использовали гранитный щебень, доменныйшлак и кирпичный бой фракции 2,5–5 мм и 5–10 мм. Свойства заполнителей приведены в таблице 2.4.Таблица 2.4 – Основные свойства заполнителей№1234Вид наполнителя или заполнителя Истинная плотность, г/см3Гранитный щебеньДоменный шлакКирпичный бойКварцевый песок2,6–2,82,1–2,71,6–1,81,5–1,8Насыпнаяплотность,г/см31,4–1,61,3–1,51,351,3ПигментыПри проведении исследований применялись органические и неорганическиепигменты, выбор которых определялся их свойствами: цветом, укрывистостью,степенью атмосферо-, кислото- и щелочестойкости. Были использованы следующие виды пигментов:Глауконитовый зеленый  представлен минералом глауконитом (водныйалюмосиликат железа, кальция, калия и магния).

Цвет его светло-зеленый, неяркий.Пигмент красный железноокислый ж/о (ООО «Ярхиминвест», г. Ярославль) синтетический неорганический пигмент, представляющий собой моногидратгематита Fe2O3. Получают прокаливанием предварительно обезвоженного FeSO4при 700–850 оС. Содержание соединений железа в пересчете на Fe2O3 не менее92 %; плотность пигмента  4 900 кг/м3; укрывистость  6–8 г/м2; относительнаякрасящая способность  95–100 %; маслоемкость – 25–35 г/100г; рН водной вы-45тяжки  5,5 – 7; термостойкость  850 0С. Пигмент обладает высокими светостойкостью, атмосферостойкостью, красящей способностью, хорошей укрывистостью,устойчив к щелочам, но растворяется в кислотах, хорошо диспергируется в разных средах.Желтый железоокисный (ГОСТ 1817280*)  синтетический неорганический пигмент, представляющий собой моногидрат оксида железа FeO(OH).

Содержание соединений железа в пересчете на Fe2O3 не менее 84–86 %; плотностьпигмента  4500–4700 кг/м3; укрывистость 15–20 г/м2; относительная красящая способность 95–100 %. Пигмент обладает высокой светостойкостью, атмосферостойкостью, высокой красящей способностью, хорошей укрывистостью, устойчивк щелочам, но растворяется в кислотах, хорошо диспергируется в разных средах.Основной недостаток  низкая термостойкость.2.3. Методы исследования2.3.1. Метод рентгенофазового анализа цементного камняРегистрация дифрактограмм осуществлялась на дифрактометре ARL X'tra(Швейцария) (рис.

2.1), представляющем собой полноразмерный порошковыйдифрактометр –– геометрии с радиусом гониометра 260 мм и источником – узкофокусной трубкой мощностью 2 200 Вт (Cu – аноды). В приборе использованэнергодисперсионный твердотельный детектор с охладителем Пельтье, позволяющий исключить пассивные элементы (бета-фильтры/монохроматоры) из оптической схемы прибора за счет программного отделения K и флуоресцентного излучения.

Инструментальное разрешение прибора составляет 0,04º 2 при сохранении высокого соотношения «сигнал/шум».46Рисунок 2.1 – Дифрактометр ARL X'traОбразцы бетонов были измолоты в агатовой ступке агатовым пестиком сацетоном. Далее пробы были просеяны через сито с апертурой 90 мкм, далееостаток на сите вновь мололся до тех пор, пока вся проба не была просеяна черезсито. Истертые пробы помещались в круглые держатели с верхней загрузкой ивнутренним диаметром 25,65 мм, глубиной 1,9 мм, изготовленные из специальнойстали.Регистрация дифрактограмм осуществлялась на CuK1+2 – излучении в интервале углов 2 4–80° в пошаговом режиме со временем экспозиции 1 с в каждойточке. Во время съемки образец вращался со скоростью 60 об./минуту.Для качественного фазового анализа использовали базу данных ICDD PDF2.

Анализ проводили по межплоскостным расстояниям в ручном режиме по методу Ханавальта.472.3.2. Физико-механические методы исследованийПрочностные и деформативные свойства композитов определялись на образцах – призмах размером 113, 227 и 4416 см. Определение пределапрочности при изгибе, сжатии и модуля упругости при действии статическойнагрузки проводилось с записью диаграммы «нагрузка – деформация» в соответствии с ГОСТами на испытание бетонов и с «Руководством по методике испытаний полимербетонов». Прочность и модуль упругости вычисляли с точностью до0,1 МПа как среднее арифметическое результатов испытаний серии образцов.Расчет предела прочности при изгибе производили по результатам испытания не менее 5 образцов и вычисляли по формуле =3∙2∙ℎ2,(2.1)где P  изгибающая нагрузка, Н; b  ширина образца, мм; h – высота образца, мм;l – база, мм.Расчет предела прочности при сжатии производили по результатам испытания не менее 5 образцов и вычисляли по формулесж = ,(2.2)где P  разрушающая нагрузка, Н; S  площадь поперечного сечения образца, мм2.Модуль упругости рассчитывали по формуле=∙0∆∙,(2.3)где P  разрушающая нагрузка, Н; 0  начальная длина образца, мм; Δl – значение абсолютной продольной деформации; S  площадь поперечного сечения образца, мм2.482.3.3.

Твердость и деформативные свойства поверхности образцовОпределение физико-механических свойств поверхности образцов производилось путем внедрения в материал конусообразного индентора (КИ) с помощьюконсистомера Геплера. Технические характеристики КИ приведены в таблице 2.5.Таблица 2.5 – Характеристики конусообразного индентораВысота конической части, ммУгол при вершине, град.Величина поправки на закруглениеконусообразного индентора, ммТочность определения угла при вершине, град.Точность измерения глубины погружения индентора, мм5–10530,003–0,20,050,01Снимались показания индикатора через 1 сек., 1, 3, 5 и 15 мин.

после приложения нагрузки и через 1 сек. и 3 мин. после снятия нагрузки. Производилось 3 параллельных измерения с одинаковой нагрузкой на одном образце в различных точках поверхности.Данный метод относится к неразрушающим методам испытаний полимерных материалов и дает возможность в течение нескольких минут определить,кроме твердости (Т), упругие (Е0, εy, Еув), высокоэластические (Евэ, ηвэ, εвэ), пластические (ηпл, εпл, Кпл) и другие деформационные свойства материала. Испытанияможно производить многократно на одних и тех же образцах небольшого размера,в том числе из таких материалов, испытания которых другими методами невозможно или сложно (при трещинообразовании, преобладании пластических деформаций и т.

д.).В основе выбранного нами метода лежит деформационный принцип расчета, который характеризует материал по четырех элементной реологической модели, представляющей собой последовательное соединение моделей Максвелла иКельвина-Фойгта.49В расчетных формулах метода использованы следующие обозначения:h01, h1, h15, h41, h43 - показания индикатора (измерительного прибора) соответственно при cоприкосновении индентора с материалом через 1с, 1 мин, 15 минпосле приложения основной нагрузки и через 1 с и 3 мин после её снятия, мм;Δ01, Δ1, Δ15, Δ41, Δ43 - глубина погружения индентора через 1 с, 1 мин, 15 минпосле приложения основной нагрузки и через 1 с и 1мин после её снятия (с поправкой δ), мм;Fм и F0 - основная и остаточная нагрузки на индентор.При расчёте величин Δ01, Δ1, Δ15, Δ41, Δ43 вводится поправка, равная разностивысот геометрически правильного конуса и конуса с округлённой вершиной.Общая глубина вдавливания вычислялась по формулеΔ=h–h0+δ,(2.4)где Δ – глубина вдавливания, мм; h – показания индикатора, мм; h0 – начальныепоказания индикатора, мм; δ – поправка на закругление конусообразного индентора.Твердость (Т, МПа) вычислялась по формуле:T0.318  Fм,tg 2  / 2  215(2.5)Модуль деформации E д при внедрении КИ определяем по формуле:Eд 3,18  Fм  k1,tg 2  / 2  315(2.6)где k 1 - коэффициент, учитывающий величину нагрузки на конусообразный индентор (таблица 2.6).Таблица 2.6 – Коэффициенты, учитывающие величину нагрузки на инденторНагрузка, Н2,551020306090120150180240k10,080,130,20,320,450,650,851,01,21,31,5502.3.4.

Оценка твердости материалов при иструментальноминдентированииПод инструментальным индентированием понимается процесс, управляемый специальной испытательной установкой, при котором происходит непрерывное внедрение наконечника (алмазная пирамида Берковича, Виккерса, твердосплавный шарик и т.д.) в испытуемый образец под действием плавно возрастающей нагрузки с последующим ее снятием и регистрацией зависимости перемещения наконечника от нагрузки.Прослеживая полный цикл нагружения и снятия испытательной нагрузки,можно определить значения твердости, эквивалентные значениям, измереннымклассическими методами измерения твердости.

Эти значения можно вычислитьбез оптического измерения отпечатка. Испытания производятся при помощи программного обеспечения TestXpert.1. Аппроксимация диаграммы разгруженияДиаграмма разгружения аппроксимируются зависимостью = (ℎ − ℎ ) ,(2.7)где – нагрузка в момент времени t; ℎ – глубина индентации в момент времени;ℎ – остаточная глубина (глубина индентации при полностью снятой нагрузке);, – коэффициенты, характеризующие материал.

Аппроксимация зависимостипроводится с использованием алгоритма Левенберга – Марквардта и 75 % диаграммы разгружения.2. Вычисление контактной жесткостиКонтактная жесткость – это характеристика способности поверхностныхслоев контактирующих тел сопротивляться действию сил, стремящихся их деформировать. Контактная жесткость S определяется как=,(2.8) = (ℎ − ℎ )(−1) .(2.9)ℎ513. Вычисление скорректированной глубины индентацииДля определения твердости индентации используется глубина индентации споправкой на пластическую деформациюℎ = ℎ − ,(2.10)где ℎ – общая глубина индентации, сочетающая пластическую и упругуюдеформацию; ε – коэффициент, обычно принимаемый равным 0,75; – максимальная нагрузка испытания; – контактная жесткость.4. Вычисление площадки контакта индентора с образцомПлощадь контакта индентора с образцом определяется как функция глубины индентации.

Для пирамиды Виккерса рекомендуется использовать следующуюзависимость:(ℎ) = 24.561(ℎ + 0.008)2 + 0.206(ℎ + 0.008)5. Вычисление твердости индентацииТвердость индентации HIT определяется аналогично стандартным методамопределения твердости= ,(2.11)но вычисления производятся в точке максимального нагружения =.(2.12)2.3.5.

Характеристики

Список файлов диссертации