Мар 102011
 

М.И.Мамыркулов, Ю.М.Мамонтов, К.М.Абдугаппаров, А.Дауренбаев

(Южно-Казахстанский Государственный Университет, г.Шымкент, РК)

 

Формирование оптимальной пористой структуры  теплоизоляционных материалов является актуальной задачей. Это-достижение максимального значения пористости и получение оптимальных характеристик пористой структуры для улучшения функциональных показателей качества изделий, снижения теплопроводности материала без значительного снижения  прочностных характеристик.

По данным Ю.П.Горлова (1) сферические поры одинакового диаметра обеспечивают высокие механические свойства изделий, а малый диаметр замкнутых пор приводит к снижению теплопроводности. Однако такие условия не дают возможности достижения больших показателей пористости, что обуславливают повышенную теплопроводность материалов.

Так, как объем ячеистой пористости предопределяются пространственным расположением и дисперсностью пор, то наибольшие значения пористости достигаются при правильной плотной укладке их. По данным (1) при плотной кубической и гексагональной упаковке пор объем пористости составит:

 

 

Увеличение объема пористости, принципиально, возможно путем изменения характера пористости ячеистой структуры, т.е. созданием многомодальной пористой структуры материала. Многомодальная структура при хорошей однородности распределения пор по размерам дает возможность повышения пористости без снижения прочности т.к. прочность ячеистопористых материалов определяются толщиной и прочностью межпоровых перегородок. В настоящее время, создание такой структуры технологическими способами наиболее вероятно для пенобетонных изделий. Получение регулируемой полидисперсной по размерам структуры пены возможно изменением кратности пены различными способами (2).

Теоретически наибольший объем пористости достигается при плотной гексагональной упаковке четырехмодальным распределением пор с размерами ,  ,  ,   в количественном соотношении 1:1:1:1. При этом пористость составит                                              где — толщина межпоровых перегородок; 0,812-теоретически максимальное значение пористости. Однако, с точки зрения статики гексагональная упаковка пор крайне неустойчива и технологическая ее  реализация крайне затруднительно. Статическая неустойчивость гексагональной структуры пористости приводит к неоднородному распределению пор в объеме материала, что обуславливает снижение прочности каркаса и появления “мостиков холода”.

С теоретической точки зрения, наиболее устойчивой является гексагонально-призматическая упаковка пор. Поэтому наиболее вероятными и технологически осуществимыми являются создание многомодальной кубической (рис.1) или гексагонально-призматической (рис.2) упаковки пористой структуры. Производены расчеты пористости  многомодальной структуры.

Как показывают результаты расчетов (табл.1) оптимальные показатели пористости достигаются при двухмодальной упаковке, а дальнейшее увеличение дисперсности поровой структуры не приводит к ощутимому приросту показателей пористости. Объем пористости составляет 72,94% при плотной кубической упаковке двухмодальным распределением пор с размерами ,  в количественном соотношении 1:1 и  78,94% при плотной гексагонально-призматической упаковке двухмодальным распределение пор соответственно ,    и 1:2.

 

 

 

Рис. 1. Двухмодальная  кубическая  упаковка.

 

 

 

 

 

Рис. 2. Двухмодальная гексагонально-призматическая  упаковка

 

 

 

 

Показатели пористости структуры                              табл.1.

 

 

 

Вид структуры

 

 

Пористость, %

 

 

 

Объемная масса, кг/м3

 

при непосредсвенном контакте пор

 

при наличии межпоровых перегородок

 

1- модальный

52,4

60,4

47,5

54,75

1290

1110

 

2- модальный

72,94

78,16

68,04

72,61

783

673

 

3- модальный

76,08

78,34

71,18

72,69

706

669

 

4- модальный

77,74

78,40

72,34

72,95

677

663

Прим: в числителе кубическая, а в знаменателе — гексагонально-призматическая

упаковка.

 

Литература.

1. Горлов Ю.П. др. Технология теплоизоляционных материалов. М.:

Стройиздат, 1980.- 399с.

2. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения.

М.: Химия, 1983.-265с.

 

 

 

 

 Posted by at 19:03

 Leave a Reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(required)

(required)

Включите изображения, чтобы увидеть вопрос *

Яндекс.Метрика