ПРОГНОЗНА ОЦІНКА ТЕПЛОЗАХИСНИХ І МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОНСТРУКЦІЙНО–ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ КЕРАМІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

Автор(и)

  • Людмила Павлівна Щукіна Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0002-5817-4279
  • Ярослав Олегович Галушка Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0003-1696-6769
  • Лариса Олександрівна Ященко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0003-4939-1244
  • Станіслав Леонідович Лігезін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0002-1097-1594

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2021.01.11

Ключові слова:

конструкційно–теплоізоляційна будівельна кераміка; пустотність; теплопровідність; механічна міцність; пориста структура; геометрія пор; комп’ютерно–імітаційне моделювання

Анотація

Пропонується комплексний підхід до визначення раціональної конструкції виробів стінової кераміки на основі моделювання їх поведінки в умовах експлуатації, який використано при розробці технології поризованої конструкційно–теплоізоляційної будівельної кераміки для енергозберігаючого будівництва. Для двох моделей пористо–пустотілих керамічних виробів з поризованим каркасом (40 % пустот) і щільним каркасом (60 % пустот) проведена прогнозна оцінка їх теплозахисних і механічних властивостей. Розрахунками еквівалентного коефіцієнту теплопровідності моделей на основі закону Фур’є встановлено, що при зменшенні пустотності виробів з поризованою стінкою коефіцієнт їх теплопровідності знижується на 12 %, що покращує теплозахисні властивості. За результатами комп’ютерно–імітаційного 3D–моделювання поведінки моделей під дією статичних силових навантажень визначено, що поризація керамічного каркасу виробів за їх меншої пустотності приводить до деградації механічної міцності майже пропорційно зниженню пустотності. Проаналізовано напружено–деформований стан 3D–моделей керамічних структур з різною геометрією пор (сферичні, глобулярні, еліпсоїдні) і показано, що напруги концентруються в контактних зонах керамічної матриці з порами, а найбільш міцною є структурна модель зі сферичними порами. Показана доцільність організації такої структури, необхідність зміцнення керамічної матриці матеріалів та локальних зон, оточуючих пори як найбільш уразливих структурних ділянок. Результати прогнозних розрахунків експериментально підтверджені при розробці технології конструкційно–теплоізоляційних керамічних матеріалів композиційного типу на основі легкотопкого суглинку та зольних мікросфер, які забезпечували задану структурну картину керамічного матеріалу.

Біографії авторів

Людмила Павлівна Щукіна, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

кандидат технічних наук, доцент, професор кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей; м. Харків;

тел.: +38(057) 707–64–82

Ярослав Олегович Галушка, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

молодший науковий співробітник кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей;
м. Харків; тел.: +38(057) 707–64–82

Лариса Олександрівна Ященко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

кандидат технічних наук, старший викладач кафедри безпеки праці та навколишнього середовища; м. Харків.
тел.: +38(057) 707–64–65

Станіслав Леонідович Лігезін, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

аспірант кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей; м. Харків;

тел.: +38(057) 707–64–82

Посилання

Opekunov V. V. Ot еnergosberegayuschih k komfortnyim energopassivnyim domam. Keramika: nauka і zhittya. 2016. № # 1(30). S. 20–33.

Besedin P. V., Ivleva I. A, Mos’pan V. I. Heat–Efficient Composite Wall Material. Glass and Ceramics. 2005. Vol. 62. Iss. 3–4. –

Р. 87–88.

Kotlyar V. D., Ustinov A. V., Kovalev V. Yu., Terehina Yu. V., Kotlyar A. V. Keramicheskie kamni kompressionnogo formovaniya na osnove opok i othodov ugleobogascheniya. Stroitelnyie materialyi. 2013. № 4. S. 44–46.

Kondratenko V. A. Keramicheskie stenovyie materialyi: optimizatsiya ih fiziko–tehnicheskih svoystv i tehnologicheskih parametrov proizvodstva. Moskva: Kompozit, 2005. 512 s.

Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Teploperedacha. Moskva: Energiya, 1975. 448 s.

Chaban V. V., Zhdanova O. A., PIpa B. F. Prikladna mehanіka.

Ch. 1. Opіr materіalіv. Kiyiv: KNUTD, 2008. 152 s.

Savchenko N. L., Sablina T. Yu., Sevostyanova I. N., Buyako¬

va S. P., Kulkov S. N. Deformatsiya i razrushenie poristyih hrupkih materialov pri razlichnyih shemah nagruzheniya. Izvestiya vyisshih uchebnyih zavedeniy. 2015. T. 58. № 11. S. 56–60.

Eshbi M., Dzhons D. Konstruktsionnyie materialyi: polnyiy kurs. Dolgoprudnyiy: Intellekt, 2010. 672 s.

Semenov A. A. Analysis of the strength of shell structures, made from modern materials, according to various strength criteria. Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2018. No. 1. Р.16–33.

Fedorenko O. Yu., Bohdanova K. B., Fedorenko D. O., Les¬

nych N. F., Reheda N. M. Low–Melting Glass–Ceramic Bond Based on Oxide Compositions for Diamond–Abrasive Tools. Pitannya hіmіуi ta himichnoyi tehnologiyi. 2019. № 3. R. 158–165.

Schukina L. P., Tsovma V. V., Galushka Ya. O., Miheenko L. O. Tehnologichni sposobi regulyruvannya poristoyi strukturi i vlastivostey konstruktsiyno–teploizolyatsiynih keramichnih materialiv. Tehnologicheskiy audit i rezervyi proizvodstva. 2015.

№ 6/4 (26). S. 51–55.

Schukina L. P., Galushka Ya. O., Savenkov A. S., Hlopitskiy O. O. Perspektivi vikoristannya zolomateriialiv u virobnitstvi konstruktsiyno–teploizolyatsiynoyi keramski. Pitannya hіmіуi ta himichnoyi tehnologiyi. 2020. № 3(130). S. 215–224.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-15