книги из ГПНТБ / Ахвердов И.Н. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона
.pdf4. Материалы и модели для исследования
напряженного состояния структуры бетона
встадии микротрещинообразования
Решение задачи о моделировании структуры бетона в стадии микротрещинообразования возможно при условии, если модельный материал матрицы хрупкий и имеет соот ношение между прочностью на сжатие и растяжение при-
|
|
200—450 |
7—11 (см. табл. 2). |
|
|
|
30—40 |
||
|
|
|
|
|
|
Составы и технология |
получения оптически чувстви |
||
тельного полимера с з а д а н н ы м отношением |
прочности |
|||
на |
с ж а т и е — р а с т я ж е н и е |
р а з р а б о т а н ы дл я |
моделирова |
|
ния |
н а п р я ж е н н о г о состояния армированных |
конструк |
||
ций |
[87, 88] . |
|
|
|
|
Н а прочность п л а с т м а с с значительное влияние ока |
зывает присутствие неоднородностей и микродефектов в
структуре |
[2, 48], которые с л у ж а т местными |
концен |
т р а т о р а м и |
н а п р я ж е н и й и обусловливают различие меж |
|
д у значениями теоретической и технической |
прочности. |
Теоретическая прочность полимеров определяется хими
ческим взаимодействием |
элементов |
структуры |
материа |
||
ла, и она намного в ы ш е технической |
прочности [41] . |
||||
Хрупкость пластмассы |
может |
|
быть достигнута за |
||
счет регулирования |
степени м е ж м о л е к у л я р н о г о |
взаимо |
|||
действия, поперечного сшивания |
и разветвленное™ цеп |
||||
ных молекул . П о н и ж е н и е |
прочности зависит от |
наличия |
|||
м е ж м о л е к у л я р н ы х |
образований |
и |
отактической |
части |
(растворимой фракции) и использования исходного ли
нейного |
полимера |
с низким |
молекулярным |
весом, от |
|||||||||
уменьшения |
|
степени |
полимеризации |
и |
р а з р ы х л е н и я |
||||||||
. структуры |
п л а с т и ф и к а т о р о м |
и т. д. [3, 52, 66, 95, |
112]. |
||||||||||
В ы р а з и т ь количественно в аналитической |
форме |
||||||||||||
влияние |
всех |
перечисленных |
факторов |
на |
конечную |
||||||||
прочность |
полимера |
не |
представляется |
|
в о з м о ж н ы м . |
||||||||
В этой |
связи |
в основу |
поиска |
состава |
пластмассы |
с за |
|||||||
д а н н ы м и физико - механическими |
свойствами |
была |
поло |
||||||||||
ж е н а |
их качественная |
оценка. И с с л е д о в а н и я |
по выбору |
||||||||||
вида |
п л а с т м а с с ы |
поэтому |
носили |
эмпирический х а р а к т е р |
и требовали постановки большого |
числа опытов с |
раз |
личными видами полимеров . |
|
|
Методика опытов з а к л ю ч а л а с ь : |
во-первых, в количе |
|
ственном варьировании соотношения составляющих |
по- |
90
л и м е р исходных продуктов; во-вторых, в выборе спосо
ба полимеризации |
и термообработки |
мономера . |
В соответствии |
с общими принципами указанной ме |
|
тодики были исследованы следующие |
виды пластмасс: |
полимеры на основе феноло - формальдегидных смол,
полимеры |
на |
основе |
полиэфирных |
смол; |
эпоксидные |
||||||||||||||
компауды; |
сополимеры . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Феноло - формальдегидные смолы р а з д е л я ю т с я на тер |
|||||||||||||||||||
мопластичные |
(наволочные |
или обратимые) и |
резоль - |
||||||||||||||||
ные |
(термоактивные или |
н е о б р а т и м ы е ) . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Термоактивные смолы образуются в результате вза |
|||||||||||||||||||
имодействия |
фенола |
и |
ф о р м а л ь д е г и д а |
в |
кислой |
среде; |
в |
||||||||||||
этом |
случае |
соотношение |
фенол — формальдегид |
дол |
|||||||||||||||
ж н о |
быть |
не |
менее |
1 : 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Термореактивные смолы образуются при взаимодей |
|||||||||||||||||||
ствии с формальдегидом в щелочной среде при |
м о л я р |
||||||||||||||||||
ном соотношении |
фенол — формальдегид, |
которое мень |
|||||||||||||||||
ше 1 : 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В |
процессе |
синтеза |
термореактивных |
феноло-фор |
|||||||||||||||
мальдегидных |
смол |
р а з л и ч а ю т |
три |
стадии: |
|
|
|
|
|
||||||||||
А — |
продукты |
этой |
стадии конденсации |
называют |
ре |
||||||||||||||
золами, |
они |
плавятся |
и растворяются |
в |
различных раст |
||||||||||||||
ворителях; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В — продукты |
этой |
стадии |
конденсации |
носят |
назва |
||||||||||||||
ние |
резитолов, |
они |
не |
плавятся |
и |
не |
растворяются |
при |
|||||||||||
нагревании и набухают в некоторых растворителях; |
|
|
|||||||||||||||||
С — с м о л ы в конечной стадии отверждения — резиты |
со |
||||||||||||||||||
д е р ж а т |
в |
основном |
трехмерные |
молекулы; |
смола |
в этом |
|||||||||||||
состоянии твердая, прочная, не растворяется |
и |
не |
на |
||||||||||||||||
бухает. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я |
настоящих |
исследований |
представляло |
|
интерес |
||||||||||||||
изучение термопластичных смол и термореактивных |
в |
||||||||||||||||||
стадиях |
А |
и |
В |
составов |
с |
относительно |
низким |
|
молеку |
||||||||||
л я р н ы м |
весом |
и |
большим |
количеством |
надмолекуляр |
||||||||||||||
ных |
образований . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Р а з р ы х л е н и е |
структуры |
осуществлялось |
введением |
в |
композицию растворителя . П р и синтезе смолы исполь
зованы |
различные соотношения исходных |
компонентов |
(фенола |
и ф о р м а л ь д е г и д а ) и различные |
к а т а л и з а т о р ы . |
И с п ы т а н и я опытных образцов отвержденного продукта
показали, что |
полимер |
о к а з а л с я |
недостаточно хрупким, |
имел в лучшем |
случае |
отношение |
^ с ж < 4 . |
91
П о л и э ф и р н ы е смолы — группа полимеров, получаю щихся в результате поликонденсации многоатомных спиртов с многоосновными кислотами . А в т о р а м и иссле д о в а н ы отдельные виды модифицированных и немодифицированных полиэфирных смол. М о д и ф и ц и р о в а н н ы е полиэфирные смолы представляют собой продукты по ликонденсации многоатомных спиртов и многоосновных
кислот, |
в |
которые |
для совместной |
конденсации введены |
|||
ж и р н ы е |
кислоты растительных |
масел или |
кислоты, |
со |
|||
д е р ж а щ и е большой |
водородный |
р а д и к а л (например, ки |
|||||
слоты к а н и ф о л и ) . |
|
|
|
|
|
||
Н е м о д и ф и ц и р о в а н н ы е смолы представляют собой |
|||||||
продукты |
поликонденсации многоатомных |
спиртов |
и |
||||
многоосновных кислот. П р о д у к т ы |
реакции, т. е. поли |
||||||
мерные |
|
молекулы, |
входящие |
в |
состав |
полиэфирных |
смол, бывают линейного, пространственного или проме жуточных форм строения. Структура молекул полимера определяется исходными веществами, причем число ак тивных групп, способных вступать в химическое взаимо
действие, у |
к а ж д о г о мономера д о л ж н о быть не |
менее |
двух. Если |
это количество меньше, то получаются |
низко |
м о л е к у л я р н ы е продукты . П р и реакции мономеров с дву мя активными группами получаются полимеры с линей
ной структурой; |
мономеры с |
большим |
числом |
групп |
||||
о б р а з у ю т сшитые и пространственные |
полимеры . |
|
||||||
Таким образом, в соответствии с общими |
принципа |
|||||||
ми подбора м а т е р и а л а |
с з а д а н н ы м и механическими |
свой |
||||||
ствами исследования |
были |
н а п р а в л е н ы |
на |
получение |
||||
низкомолекулярного линейного полимера |
с |
небольшим |
||||||
с о д е р ж а н и е м пространственно |
сшитых молекул . Регули |
|||||||
рование структуры осуществлялось с помощью |
различ |
|||||||
ного соотношения |
исходных |
составляющих |
и |
степенью |
||||
поликонденсации . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Опыты не д а л и положительных результатов: получен упруго-пластичный м а т е р и а л , хрупкий при ударных на грузках .
Эпоксидные компауды — полимеры на основе отвер- ж д е н н ы х эпоксидных смол. Эпоксидные смолы получа ются при реакции диолов с эпихлоргидрином . В опытах использована эпоксидная смола Э Д - 5 на основе дифенилолпропана и эпихлоргидрина . Особенностью строения эпоксидных смол является наличие в них реакционно способных этиленоксидных групп, которые в соединении
92
с подвижным атомом водорода дают неплавкие, нерас
творимые |
полимеры [76, 105, 111]. |
|
||
Д л я отверждения |
эпоксидной |
смолы |
применялись |
|
ангидриды |
органических и неорганических |
кислот, по |
||
лиэфиры, амины. В соответствии |
с данными, приведен |
|||
ными К- И. Черняком |
[105], на |
упругие и |
прочностные |
свойства этого вида пластмассы влияют: вид отверди-
теля, |
его количество, степень |
полимеризации, наличие в |
|||
к о м п а у д е пластификатора, |
молекулярный |
вес смолы. |
|||
С учетом этих |
условий |
был |
изготовлен и |
исследован |
|
р я д |
составов. Большинство из них не д а л о |
положитель |
|||
ных |
результатов . Только |
компауд на основе |
эпоксидной |
||
и глифталевой |
смолы о б л а д а л свойствами, |
близкими к |
з а д а н н ы м . Он и был положен в основу дальнейших ис следований .
Годность |
конечного продукта |
полимеризации для об |
|||||||||||||
р а з ц о в |
всех |
серий |
и составов |
предварительно |
определя |
||||||||||
л а с ь |
по чисто |
внешним п р и з н а к а м : |
прозрачность, |
хруп |
|||||||||||
кость, |
сопротивление |
у д а р у |
и изгибу. Тем самым у ж е на |
||||||||||||
первом |
этапе |
исследований |
удалось |
исключить |
целый |
||||||||||
р я д |
полимеров, |
не |
удовлетворяющих |
поставленным |
|||||||||||
условиям, |
и продолжить опыты с теми |
видами, которые |
|||||||||||||
в большей или меньшей степени соответствовали |
иско |
||||||||||||||
мым |
качествам . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Н а |
основании предварительных опытов удалось по |
||||||||||||||
лучить |
полимер: |
эпоксидная |
смола |
ЭД - 5 — 100 |
вес.ч., |
||||||||||
г л и ф т а л е в а я |
смола |
(кислотное |
число |
140)—300 |
вес.ч. |
||||||||||
М а т е р и а л |
хрупкий, прозрачный, |
содержит |
растворимую |
||||||||||||
ф р а к ц и ю ; |
|
предел |
|
прочности |
при |
сжатии ~ 5 5 0 — |
|||||||||
600 |
кгс/см2; |
|
при р а с т я ж е н и и |
|
~ 6 0 |
кгс/см2. |
М о д у л ь |
упру |
|||||||
гости |
~ 40000—50000 |
кгс/см2. |
|
Этот |
состав |
и |
был поло |
||||||||
ж е н |
в |
основу |
дальнейших |
исследований, |
направленных |
на уточнение количественного соотношения входящих в композицию компонентов, их физико-механических ха
рактеристик, отработку |
р е ж и м а |
полимеризации |
и со |
|||||
вершенствование |
технологии |
получения |
м а т е р и а л а . |
|||||
В |
результате |
большого |
числа |
экспериментальных |
||||
проб |
была в ы р а б о т а н а |
с л е д у ю щ а я |
технология |
изготов |
||||
ления |
м а т е р и а л а : |
г л и ф т а л е в а я смола получается |
путем |
|||||
поликонденсации |
фталевого |
ангидрида |
с глицерином |
|||||
[60] . |
33 части фталевого |
ангидрида и 20 |
частей |
безвод |
ного глицерина помещаются в ф а р ф о р о в ы й стакан, ко торый з а к р ы в а е т с я крышкой с отверстием дл я термо-
93
м е т р а . Смесь нагревается в воздушной |
|
бане до |
180 °С. |
||||||||||||||||||||
Эта |
т е м п е р а т у р а |
п о д д е р ж и в а е т с я |
|
в |
течение |
|
2 |
час. |
|||||||||||||||
В д а л ь н е й ш е м |
процесс |
поликонденсации |
|
контролирует |
|||||||||||||||||||
ся пробами реакционной смеси, в которых |
|
определяется |
|||||||||||||||||||||
кислотное |
число. Синтез |
полиэфира |
п р е к р а щ а е т с я |
|
в тот |
||||||||||||||||||
момент, когда кислотное число достигало |
значения |
||||||||||||||||||||||
100—105. |
Р а з о г р е т а я |
смола |
в ы л и в а л а с ь |
в |
плоский |
про |
|||||||||||||||||
тивень |
и о х л а ж д а л а с ь |
|
до |
нормальной |
температуры . |
||||||||||||||||||
|
С а м полимер готовится следующим |
образом: |
исходя |
||||||||||||||||||||
из |
установленного |
количества |
готового |
продукта, |
взве |
||||||||||||||||||
ш и в а ю т с я |
его с о с т а в л я ю щ и е — г л и ф т а л е в а я |
смола |
(кис |
||||||||||||||||||||
лотное |
число |
|
/(=100—105) |
и эпоксидная |
|
смола |
Э Д - 5 |
||||||||||||||||
(число эпоксидных групп 18—22) из |
расчета |
на |
одну |
||||||||||||||||||||
весовую часть смолы ЭД - 5 — 2,7 вес.ч. |
глифталевой |
смо |
|||||||||||||||||||||
лы . |
Процесс |
приготовления |
жидкого |
|
полимера |
состоит |
|||||||||||||||||
в следующем: |
|
полиэфир |
|
разогревается |
|
в ф а р ф о р о в о м |
|||||||||||||||||
стакане |
до |
/ = 1 4 0 "С, д о . Ю 0 ° С |
нагревается |
эпоксидная |
|||||||||||||||||||
смола, |
затем |
она выливается |
|
в полиэфир |
и интенсивно |
||||||||||||||||||
перемешивается с |
ним |
при |
г = 1 4 0 ° С |
в |
|
течение |
|
0,5— |
|||||||||||||||
1 мин до |
о б р а з о в а н и я |
|
однородной |
ж и д к о й |
массы . |
Под |
|||||||||||||||||
готовленный м а т е р и а л выливается |
в |
форму, |
нагретую |
||||||||||||||||||||
до |
t = 130-4-140 °С, |
и |
полимеризуется |
|
по |
р е ж и м у : |
вы |
||||||||||||||||
д е р ж к а |
при / = 130-4-140 °С в течение |
3 час; |
затем |
темпе |
|||||||||||||||||||
ратура |
снижается |
до |
120 °С |
с |
градацией |
|
20 °С |
в |
час и |
||||||||||||||
в ы д е р ж и в а е т с я |
14 час. В д а л ь н е й ш е м |
температура |
|
пони |
|||||||||||||||||||
ж а е т с я |
до |
100 °С с тем ж е |
градиентом |
падения |
и |
выдер |
|||||||||||||||||
ж и в а е т с я |
при |
100 °С |
14 час, |
при |
80 °С |
в ы д е р ж и в а е т с я |
|||||||||||||||||
18 |
час. |
З а т е м |
|
температура |
к а ж д ы е |
4 |
час |
снижается на |
|||||||||||||||
5 °С вплоть |
до |
нормальной . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Готовый |
о б р а з е ц извлекается |
из |
|
ф о р м ы |
при / = 25— |
|||||||||||||||||
30 °С. Это |
|
позволяет |
м а к с и м а л ь н о |
уменьшить |
влияние |
||||||||||||||||||
р а з л и ч и я |
коэффициентов |
линейного |
|
|
расширения |
|
мате |
||||||||||||||||
р и а л а ф о р м ы |
и модели |
и служит |
предупредительной ме |
рой против поломки хрупкого' о б р а з ц а на заключитель ном этапе полимеризации .
Р а з р а б о т а н н ы й способ получения хрупкой |
п л а с т м а с |
|||
сы из эпоксидной смолы и полиэфира дает |
оптималь |
|||
ные |
значения соотношений прочности м а т е р и а л а на |
с ж а |
||
тие — р а с т я ж е н и е . Отклонение |
в технологии, в частности |
|||
изменение соотношения м е ж д у |
составляющими, а |
так |
||
ж е |
изменение кислотного числа |
глифталевой |
смолы |
в ту |
или |
иную сторону, у х у д ш а ю т |
качество готового |
про |
дукта .
94
Механические |
свойства |
приведенного состава |
хрупкого |
полимера характеризуются следующими показателями: Rcm = |
|||
=-5804-650 кгс/см2 |
(Rnv = |
480 4- 520 кгс/см2), Rp |
= 35 4- |
4-45 кгс/слі2; £ м = 40 000455 000 кгс/см2, |
ц =0,2; А |
- |
|
= |
||||||||||
= 14,5-М 6,5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Яр |
|
|
|
|
|
В соответствии с этими данными |
и |
зависимостями |
(46) |
|||||||||||
требования |
к |
модельному |
материалу заполнителя |
выра |
||||||||||
жаются: |
=(1,7-=-4,5) £ м |
= 7 5 0004-25 000 кгс/см2; |
Я з . с |
ж |
= |
|||||||||
= (2ч-7) R'cx |
= 1200 -г- 4200 |
кгс/см2; |
R3 р |
=(1,24-2,3) Я Р |
= |
|||||||||
= 484-90 /сгс/сж2 ; р/ = (14-2,3) ц3 =0,24-0,26. |
|
|
|
|
||||||||||
Следует |
заметить, что условие R'3.C>K = 12004-4200 |
кгс/см2 |
||||||||||||
не столь обязательно, как R'3,р |
== 484-90 кгс/см2, поскольку |
|||||||||||||
прочность |
на растяжение |
в сопоставлении |
с Ru.p |
= 35 4- |
||||||||||
4-45 кгс/см2 |
|
определяет |
начальное |
микротрещинообразова |
||||||||||
ние в матрице модели. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Анализ |
свойств |
материалов |
дл я моделирования |
за |
||||||||||
полнителя |
(в сочетании |
с хрупким |
полимером) |
показал, |
||||||||||
что ни один |
из видов оптически |
чувствительных |
пласт |
|||||||||||
масс дл я этой цели не пригоден. Все они имеют |
модуль |
|||||||||||||
упругости |
ниже 60 000 кгс/см2 |
и, следовательно, |
не обес |
|||||||||||
печивают |
нужное |
соотношение |
упругих |
характеристик |
||||||||||
з а п о л н и т е л я |
и матрицы . Н а и б о л е е |
приемлемым |
по сво |
им механическим свойствам о к а з а л с я цементный камень .
Последний, однако, ограничивает исследования |
поля на |
|||||
п р я ж е н и й |
л и ш ь |
областью |
матрицы, |
но, принимая во |
||
внимание, |
что разрушение в реальном |
бетоне |
начинает |
|||
ся в растворной |
части, |
указанное ограничение |
не имеет |
|||
р е ш а ю щ е г о значения. |
|
|
|
|
||
Выбор |
вида |
и геометрии |
моделей |
двухкомпонентной |
||
структуры |
бетона основан на опытах и результатах при |
|||||
веденных |
исследований |
по |
моделированию |
бетона в |
||
упругой стадии |
д е ф о р м и р о в а н и я заполнителя и |
матрицы |
до границы Rj.
Висследованиях сохранен ранее описанный принцип конструирования моделей, а модельные м а т е р и а л ы за
менены другими, отвечающими новым условиям |
задачи . |
В основу методики моделирования положены |
следую |
щие предпосылки: |
|
а) аналог структуры бетона представляет собой двухкомпонентное плоское тело, к элементам которого при меним принцип механики континуума;
95
б) |
заполнитель |
регулярно |
распределен |
в |
матрице, |
|||||||||||||
ф о р м а |
заполнителя |
к р у г л а я , |
объемное |
с о д е р ж а н и е за |
||||||||||||||
полнителя переменное, |
з а в и с я щ е е от |
заданного |
отноше |
|||||||||||||||
ния |
|
FB/FM; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в) |
величина |
сцепления |
заполнителя |
с матрицей |
мо |
|||||||||||||
ж е т |
быть |
р а в н а |
или |
меньше |
прочности |
матрицы |
на |
рас |
||||||||||
т я ж е н и е ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
г) |
модельный |
м а т е р и а л матрицы — хрупкий, |
оптиче |
|||||||||||||||
ски чувствительный полимер с низким |
пределом |
прочно |
||||||||||||||||
сти |
на |
растяжение, |
включения — из |
цементного |
к а м н я . |
|||||||||||||
Была |
принята |
следующая |
геометрия |
|
моделей: |
размеры |
||||||||||||
моделей в плане |
70x90 мм, |
толщина |
^ = 8 мм, |
|
включе |
|||||||||||||
ния |
в |
виде дисков диаметром d = |
10 мм, толщиной t = 8 |
мм. |
||||||||||||||
В соответствии с заданным объемным |
содержанием вклю |
|||||||||||||||||
чений |
испытывались |
три |
серии моделей |
по три |
идентичных |
|||||||||||||
образца в |
каждой |
серии: I |
серия |
F |
= |
0,42; |
I I серия — |
|||||||||||
F" |
||||||||||||||||||
F |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
||||
—— = |
0,39; |
II I |
серия |
|
|
=0,29. |
Раздвижка |
|
включе- |
|||||||||
F |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 M |
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
ах =3, 5 |
мм, |
а% |
|
|
мм, |
|||
ний |
соответственно |
была |
равна |
= 5 , 0 |
||||||||||||||
а3 = 6 |
мм. Количество включений и их |
расположение |
вы |
|||||||||||||||
браны |
таким образом, чтобы в модели |
был сохранен |
замк |
|||||||||||||||
нутый |
цикл, |
свойственный |
структуре |
бетона. |
|
|
|
|
||||||||||
Р е ш а л а с ь |
плоская з а д а ч а . |
М е т о д |
|
« з а м о р а ж и в а н и я » |
||||||||||||||
д е ф о р м а ц и й , обычно применяемый в фотоупругости |
д л я |
|||||||||||||||||
решения |
объемных |
задач, |
не |
м о ж е т |
быть |
использован |
||||||||||||
в данном |
случае, |
та к к а к изучалось |
н а п р я ж е н н о е |
состоя |
||||||||||||||
ние |
модели |
в |
стадии |
м и к р о т р е щ и н о о б р а з о в а н и я |
при |
|||||||||||||
естественном |
раскрытии |
трещин. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Величина сцепления м е ж д у заполнителем |
и |
матри |
||||||||||||||||
цей |
р е г у л и р о в а л а с ь |
п л е н к о о б р а з у ю щ и м |
составом, |
кото |
||||||||||||||
рый |
наносился на включения |
до з а л и в к и их |
ж и д к и м по |
лимером .
Установлено, что полученный полимер не поддается механической обработке из-за своей хрупкости. В связи с этим технологией изготовления моделей было преду
смотрено |
формование |
опытных о б р а з ц о в моделей по |
||
з а д а н н ы м |
р а з м е р а м . |
Н а |
рис. 17, а и з о б р а ж е н ы в |
разоб |
ранном виде ф о р м ы |
д л я |
изготовления моделей. |
Ф о р м а |
представляет собой замкнутую полость, внутренние раз
меры которой соответствуют геометрическим |
р а з м е р а м |
модели. В нижней части ф о р м ы установлен |
штуцер дл я |
96 |
|
подачи под давлением жидкого полимера, в верхней ча
сти укреплена |
воронка |
д л я |
наблюдения за |
процессом |
|||||
наполнения формы . Технологией предусмотрено |
напол |
||||||||
нение ф о р м ы |
под |
давлением . |
Этот |
прием |
позволяет |
||||
освободиться |
от воздушных включений в матрице моде |
||||||||
ли и снижает |
величину |
усадки |
м а т е р и а л а |
в |
процессе |
||||
твердения |
полимера . |
|
|
|
|
|
|
||
Н а рис. |
17, б |
и з о б р а ж е н а |
в |
сборе установка |
д л я од |
||||
новременного |
изготовления |
трех |
образцов |
|
моделей. |
Установка состоит из металлического цилиндра с порш
нем д л я подачи жидкого компауда в формы . |
Ц и л и н д р |
||||||||||||
соединен |
с ф о р м а м и |
тремя |
резиновыми п а т р у б к а м и , |
||||||||||
с н а б ж е н н ы м и |
з а ж и м о м . |
П е р е д заливкой |
вся |
установка |
|||||||||
помещается в термостат и разогревается |
до |
температу |
|||||||||||
ры смеси |
/ = 130-т-140 °С. |
П е р е д |
заливкой |
в |
цилиндр |
||||||||
компауда |
резиновый |
патрубок |
перекрывается, |
смесь |
вы |
||||||||
д е р ж и в а е т с я в |
цилиндре |
около |
5 мин. |
После |
выхода |
пу |
|||||||
зырьков |
воздуха |
из компауда |
патрубок р а с к р ы в а е т с я , а |
||||||||||
в цилиндр вставляется поршень. Формы |
д о л ж н ы |
напол |
|||||||||||
няться |
в течение |
1 час, т. е. достаточно |
медленно. В |
про |
|||||||||
тивном |
случае |
в о з м о ж н о образование |
воздушных |
пу |
|||||||||
зырьков м е ж д у включениями . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Сами |
ф о р м ы |
изготовлены |
из |
гетинакса |
толщиной |
||||||||
3 мм и 1,5 мм |
(термостойкость |
гетинакса |
150 °С) . Герме |
||||||||||
тичность |
форм |
обеспечивается |
резиновыми |
п р о к л а д к а |
|||||||||
ми, у л о ж е н н ы м и |
в м о н т а ж н ы х |
пазах . Крепление |
включе |
||||||||||
ний на |
одной |
из |
сторон ф о р м ы обеспечивалось |
отрезка |
ми стальной проволоки, проходящими через отверстия в
стенке ф о р м ы |
и через отверстия в центре |
включения. |
||||
П е р е д заливкой внутренние поверхности форм |
покрыва |
|||||
лись раствором С К Т в бензине |
« К а л о ш а » . |
|
П о к р ы т и е |
|||
исключало прилипание полимера к форме. |
|
|
||||
П р е д в а р и т е л ь н ы м и опытами |
установлено, |
что распа |
||||
лубку моделей необходимо производить |
при |
35-7-40 °С. |
||||
В противном |
случае в о з м о ж н о |
растрескивание |
моделей |
|||
в форме из-за различия коэффициентов |
линейного рас |
|||||
ширения м а т е р и а л а ф о р м ы и |
полимера . |
|
|
|
||
Включения |
выполнены из |
цементного |
теста |
с В / Ц = |
||
= 0,3. Применен обычный портландцемент |
активностью |
|||||
«500». О б р а з ц ы в ы д е р ж и в а л и с ь |
28 дней |
в |
нормально - |
|||
влажностиых |
условиях. |
|
|
|
|
|
Методикой проведения опытов было предусмотрено |
||||||
изготовление |
опытных образцов |
материалов |
для опреде- |
7. Зак. 376 |
97 |
|