2291

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

Т а б л и ц а 4 Удаление пленки сухой пеной, полученной на основе золя LudoxHS-40

Полученные результаты позволяют заключить: хотя при увеличении гидрофобности исходных частиц возрастает их смачиваемость исследуемым углеводородом, однако понижение качества очистки, возможно, обусловлено уменьшением удельной поверхности полученного материала на стадии его формирования.

Изучение сорбционных свойств пены, стабилизированной твердыми гидрофобизованными частицами гидроксида алюминия

Особый практический интерес представляет разработка метода очистки воды с помощью пены, стабилизированной твердыми гидрофобизованными частицами гидроксида алюминия. Использование таких пен является перспективным, поскольку сульфат алюминия и образующиеся в процессе гидролиза сложные комплексные соединения, заряд которых зависит от рН среды, традиционно применяют для очистки воды на стадии коагуляции примесей, содержащихся в водной фазе. В данном методе очистки воды использовали пену, полученную из растворов сульфата алюминия (с массовым содержанием 3 %) при добавлении определенных количеств масляной кислоты. Установлено, что количество сухого пенного образца массой 7,8 мг позволяет полностью удалить углеводородную пленку. Опыт с меньшим (3,9 мг) количеством сульфата алюминия представлен на рис. 3. Данная масса пены является достаточной для полной очистки поверхности воды от углеводородной пленки.

Расход сухой пены в расчете на 1 грамм углеводорода составляет 0,022 грамма.

Рис. 3. Пена на основе 3 % сульфата алюминия, нанесенная на поверхность воды

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Таким образом, в работе предложены методы получения пен, содержащих гидрофобизованные частицы, и определены их оптимальные количества для удаления углеводородной пленки. Уменьшение радиуса частиц-стабилизаторов на стадии формирования дисперсной системы позволяет полностью удалить пленку толуола меньшим количеством пены. Наиболее перспективными в процессах очистки воды от углеводородов являются пены, стабилизированные твердыми частицами гидрофобизованного гидроксида алюминия.

Список литературы

1. Aveyard, R. Emulsions stabilized by solely colloidal particles / R. Aveyard, B.P. Binks, J. Clint // Advances in Colloid and Interface Science. – 2003. – Vol. 100–102. –

P.503–546.

2.Binks, B.P. Phase inversion of particle-stabilized materials from foams to dry water / B.P. Binks, R. Murakami // Nature Materials. – 2006. – Vol. 5. – P. 865–869.

3.Kruglyakov, P.M. About mechanism of foam stabilization by solid particles / P.M. Kruglyakov, S.I. Elaneva, N.G. Vilkova, S.I. Karakashev // Advances in Colloid and Interface Science. – 2011. – Vol. 165, N. 2. – P. 108–116.

4.Vilkova, N.G. Effect of hexylamine concentration on the properties of foams and foam films stabilized by ludox / N.G. Vilkova, S.I. Elaneva, S.I. Karakashev // Mendeleev Communication.– 2012. – Vol.22, N 4.– P. 227–228.

5.Вилкова, Н. Г. Влияние гидрофобности частиц кремнезема на устойчивость пен и пенных пленок / Н. Г. Вилкова, С. И. Еланева // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2013. – Т. 56, № 9. – С. 62–66.

6.Kaptey, G. On the equation of the maximum capillary pressure induced by solid particles to stabilize emulsions and foams and on the emulsion stability diagrams / G. Kaptey // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2006. – Vol.282–283. – P. 387–01.

7.Kruglyakov, P.M. Hydrophile-lipophile balance of surfactants and solid particles. Physicochemical aspects and applications / P.M. Kruglyakov. – Amsterdam: Elsevier, 2000. – 391 p.

8.Vilkova, N.G. Influence of hydrophobizied solid particles on the reduction of the interfecial tension or surface tension / N.G. Vilkova, A.V Nushtaeva // Mendeleev commun. – 2013. – Vol.23, N 3. – P. 155-156.

9.Emrani, A.S. An experimental study of nanoparticle-polymer-stabilized CO2 foam / A.S. Emrani, H.A. Nasr-El-Din // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2017. – Vol. 524. – P. 17–27.

10.Erasov, V.S. Stability and rheology of foams containing microbial polysaccharide and particles of silica and bentonite clay. / V.S. Erasov, M.Y. Pletnev, B.V. Pokidko// Colloid Journal. – 2015. – Vol.77, No. 5. – P. 614–621.

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

11. Saha, M. Enhancement in thermal and mechanical properties of polyurethane foam infused with nanoparticles/ M. Saha, M.E. Kabir, S. Jeelani // Materials Science and Engineering A. – 2008. – Vol.479. – P. 213–222.

References

1. Aveyard, R. Emulsions stabilized by solely colloidal particles / R. Aveyard, B.P. Binks, J. Clint // Advances in Colloid and Interface Science. – 2003. – Vol. 100–102. –

P.503–546.

2.Binks, B.P. Phase inversion of particle-stabilized materials from foams to dry water / B.P. Binks, R. Murakami // Nature Materials. – 2006. – Vol. 5. – P. 865–869.

3.Kruglyakov, P.M. About mechanism of foam stabilization by solid particles / P.M. Kruglyakov, S.I. Elaneva, N.G. Vilkova, S.I. Karakashev // Advances in Colloid and Interface Science. – 2011. – Vol. 165, N. 2. – P. 108–116.

4.Vilkova, N.G. Effect of hexylamine concentration on the properties of foams and foam films stabilized by ludox / N.G. Vilkova, S.I. Elaneva, S.I. Karakashev // Mendeleev Communication.– 2012. – Vol.22, N 4.– P. 227–228.

5.Vilkova, N.G. Influence of hydrophobicity of silica particles on the stability of foams and foam films / N.G. Vilkova, S.I. Elaneva // Izvestiya vysshikh educational institutions.Series: Chemistry and Chemical Technology.– 2013. – Vol.56, N. 9. – P. 62–66.

6.Kaptey, G. On the equation of the maximum capillary pressure induced by solid particles to stabilize emulsions and foams and on the emulsion stability diagrams / G. Kaptey // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2006. – Vol.282–283. – P. 387–01.

7.Kruglyakov, P.M. Hydrophile-lipophile balance of surfactants and solid particles. Physicochemical aspects and applications / P.M. Kruglyakov. – Amsterdam: Elsevier, 2000. – 391 p.

8.Vilkova, N.G. Influence of hydrophobizied solid particles on the reduction of the interfecial tension or surface tension / N.G. Vilkova, A.V Nushtaeva // Mendeleev commun. – 2013. – Vol.23, N 3. – P. 155-156.

9.Emrani, A.S. An experimental study of nanoparticle-polymer-stabilized CO2 foam / A.S. Emrani, H.A. Nasr-El-Din // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2017. – Vol. 524. – P. 17–27.

10.Erasov, V.S. Stability and rheology of foams containing microbial polysaccharide and particles of silica and bentonite clay. / V.S. Erasov, M.Y. Pletnev, B.V. Pokidko // Colloid Journal. – 2015. – Vol.77, No. 5. – P. 614–621.

11.Saha, M. Enhancement in thermal and mechanical properties of polyurethane foam infused with nanoparticles/ M. Saha, M.E. Kabir, S. Jeelani // Materials Science and Engineering A. – 2008. – Vol.479. – P. 213–222.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

УДК 691.4

ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ КОНТРОЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

В.И. Логанина, Е.И. Куимова, М.В. Зайцева

Рассмотрены вопросы достоверности контроля качества производства строительных материалов и изделий. Структурная схема надежности контроля строительных материалов представлена как комбинация последовательно соединенных технологических операций. На примере сухих строительных смесей дана оценка достоверности контроля качества.

Ключевые слова: контроль продукции, обеспеченность качества, структурная схема надежности, вероятность брака

ASSESSMENT OF RELIABLE CONTROL OF DRY BUILDING

MIXTURES PRODUCTION

V.I. Loganina, E.I. Kuimova, M.V. Zaitseva

The article deals with the issues of reliability of quality control of production building materials and products. The structural diagram of the reliability of control of building materials is presented as a combination of series-connected technological operations. On the example of dry building mixtures, the assessment of the reliability of quality control is given.

Keywords: product control, quality assurance, structural diagram of reliability, probability of rejection

Обеспечение поступления на рынок качественной продукции связано с соблюдением требований нормативных документов на эту продукцию [1]. Однако существующая в настоящее время система контроля качества строительных материалов и изделий, предусматривающая проведение входного, операционного и приемочного контроля, не предусматривает оценку достоверности результатов контроля [2–4]. В соответствии с ГОСТ Р 8.731–2010 «Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Системы допускового контроля. Основные положения» требования к показателям достоверности контроля устанавливают, основываясь на необходимости исключить или снизить риск принятия неправильного решения о состоянии объекта контроля. В ГОСТ Р 8.563–2009 и ГОСТ 8.051–81 предложено нормировать комплекс-

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

ный показатель достоверности контроля PД как наиболее простой и наглядный на уровне PД 0,95.

К задачам контроля относят вычисление:

РБ-Г – вероятности признания бракованного объекта контроля годным;

РГ-Б – вероятности признания годного объекта контроля бракованным;

РГ-Г – вероятности признания годного объекта контроля годным;

РБ-Б – вероятности признания бракованного объекта контроля бракованным. Указанные вероятности составляют полную группу событий

Любой выход за границы допуска считается нарушением. Известно, что любой процесс изготовления связан с вариациями его параметров, вызванными большим количеством воздействующих на него факторов Технологический процесс производства строительных материалов и изделий может быть представлен моделью, включающей:

–входные параметры;

–влияющие регулируемые параметры;

–влияющие нерегулируемые параметры;

–выходные параметры.

Под входными параметрами понимаются показатели качества сырья, материалов и комплектующих изделий, из которых производится продукция. Под влияющими регулируемыми параметрами понимаются параметры и показатели состояния технологического оборудования, энергии, технологические параметры (температура и влажность, время обработки и т.д.). Под влияющими нерегулируемыми параметрами понимаются параметры, имеющие случайную природу и оказывающие влияние на технологический процесс. Сюда относятся износ оборудования, колебания температуры, квалификация персонала, дисциплинарные нарушения и т.д. Именно параметры этой группы вызывают те значительные колебания в показателях точности и стабильности технологических процессов, которые, в свою очередь, вызывают колебания в качестве производимой продукции [5].

Под выходными параметрами понимаются показатели качества продукции: функциональныепараметры, эксплуатационныепоказателиилипотребительскиесвойства[6].

Для определения соответствия или несоответствия фактического состояния производства требованиям нормативных документов проводят проверку:

–соответствия показателей и основных характеристик продукции требованиям нормативной документации;

–соответствия технологических процессов её изготовления;

–материалов, сырья.

Структурную схему надежности контроля строительных материалов можно представить как комбинацию последовательно соединенных элементов – входного, операционного и приемочного [7, 8]. При этом достоверность системы контроля будет определяться по формуле

где Р(Аi) – достоверность контроля (входного, операционного, приемочного).

Цель работы – оценить достоверность контроля качества производства строительных материалов и изделий при различных состояниях технологического процесса производства продукции строительного назначения на примере производства сухих строительных смесей (ССС) плотностью менее 1300 кг/м3.

Технологический процесс изготовления продукции должен обеспечивать необходимую точность и стабильность [9, 10]. Рекомендации по оценке точности и стабильности технологических процессов (оборудования) изложены в нормативном документе Р 50-601-20-91 «Рекомендации по оценке точности и стабильности техноло-

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

гических процессов (оборудования)». Оценка точности и стабильности технологических процессов производится с использованием полученных выборочных статистических характеристик через сопоставление их с установленным в научно-технической документации полем допуска на параметр [11-13].

При правильной настройке технологического процесса математическое ожидание должно соответствовать середине поля допуска m, задаваемого в нормативнотехнической документации на продукцию верхней и нижней границами Тв и Тн. В этом случае m = m0. При этом в поле допуска находятся 3 . Однако в процессе производства зачастую среднее значение показателя хотя и находится в поле допуска, но отклоняется от его середины. Это приводит к низкой воспроизводимости технологического процесса. Кроме того, нередко наблюдается увеличение значения среднеквадратического отклонения. Все это, безусловно, оказывает влияние на обеспеченность качества продукции.

На практике все измерения сопровождаются погрешностями, вызывающими как приемку ряда годных изделий по действительным отклонениям, выходящим за границы поля допуска (с заданной вероятностью), так и ошибочную забраковку некоторой части годных изделий. Отклонения в результате разбраковки происходят в границах предельно допустимой погрешности измерения [14].

Будем полагать, что контролируемые параметры являются нормально распределенными случайными величинами с математическим ожиданием, совпадающим с номинальным значением и заданным средним квадратическим отклонением σ.

Измеренное значение контролируемого параметра X представляем виде обобщенной модели

где U – истинное значение; y – аддитивная случайная погрешность.

Задача анализа с применением таких показателей достоверности, как вероятности ошибок 1-го и 2-го рода, решалась с применением численных методов с использованием формул Бородачева, в которых f – плотность гауссовского распределения вероятностей:

интервал a; b ; i – оцениваемый параметр

Если на определенном этапе контролируются k параметров, то обобщенные

Было изучено, как изменяются риски при контроле качества на трех его этапах – входном, операционном и приемочном. Результаты расчетов приведены в табл. 1–4.

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

Т а б л и ц а 1 Значения рисков производителя и потребителя в зависимости от состояния

технологического процесса производства (входной контроль)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

О к о н ч а н и е т а б л . 1

Т а б л и ц а 2 Значения рисков производителя и потребителя в зависимости от состояния

технологического процесса производства (операционный контроль)

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

О к о н ч а н и е т а б л . 2

Т а б л и ц а 3 Значения рисков производителя и потребителя в зависимости от состояния

технологического процесса производства (приемочный контроль)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

О к о н ч а н и е т а б л . 3