Экспериментальная часть работы

/>Экспериментальная часть работы

Материалы, подвергнутые испытанию. Критериями при выборе материалов для армирования льда были: возможная эффективность, стоимость и доступность. Сюда входили: пряжа на стекловолокна, циновка из стекловолокна, длинные древесные волокна, короткие древесные волокна, длинные асбестовые волокна, короткие асбестовые волокна, папье-маше из газетной бумаги, полотна из бумажного папье-маше, ленты из бумажного папье-маше, крахмал и крахмал в смеси с асбестовым волокном. Во всех случаях для приготовления образцов использовалась обычная водопроводная вода. Характеристики материалов и их изготовители.

Приготовление образцов. Для приготовления смеси взвешенное количество материала смешивали с водой и замораживали при температуре окружающего воздуха около -20° С. В первых образцах замерзание воды происходило сверху; образцы получались неоднородными, искривленными, с большим количеством пузырьков воздуха. Перемешивание и замораживание проводили в обычном хозяйственном лотке размером 8X7 дюймов (20,3X17,8 см) и глубиной 1 дюйм (2,5 см). Чтобы охлаждение шло равномерно со всех сторон, лоток устанавливали на алюминиевые брусья и закрывали теплоизолирующей крышкой; при этом охлаждение осуществлялось снизу. При таком методе намораживание происходило в виде плоской пластины и образец получался примерно однородным. Образцы для испытаний вырезали ленточной пилой; размеры образцов — 7X0,75X0,5 дюйма. Затем образцы обрабатывали, их поверхности делали плоскими и гладкими; окончательную обработку проводили непосредственно перед началом опыта.

В процессе приготовления образцов проводили наблюдения за равномерным распределением наполнителя по всей массе льда. Во многих образцах, в которых содержание наполнителя должно было быть небольшим, происходило расслоение армирующего материала либо до, либо в процессе замерзания- в результате, когда из приготовленной призмы вырезали кусок в котором распределение наполнителя было равномерным, оказывалось, что его содержание выше намеченного. Направление миграции (перемещения при замерзании) волокон было хаотичным, и заранее предугадать его не удавалось. Короткие древесные волокна оседали главным образом на дно лотка (по-видимому, до начала замерзания); короткие же асбестовые волокна, наоборот, либо поднимались к поверхности за счет выталкивания их кристаллами льда, либо всплывали при появлении на них пузырьков воздуха. Последнее объяснение более вероятно, так как позже, когда объемы наполнителя были увеличены, оказалось, что во время перемешивания в воде коротких ^асбестовых волокон появлялось заметное количество устойчивой пены. Ни нагревание (до охлаждения) до точки кипения, ни добавление небольших количеств очищающих веществ не помогли избавиться от пены. Сложность смачивания коротких асбестовых волокон наблюдалась также и при их использовании для армирования пластмассовых матриц. Поскольку пористость существенным образом уменьшала прочность, такие образцы испытаниям не подвергались.

Проведение испытаний. Определение прочности конгломерата (состава) проводили путем измерения модуля разрыва. В некоторых случаях нагрузка прикладывалась вручную, для чего подвешенный к  нагрузочному  кольцу контейнер заполнялся водой. Скорость нагружения была различной — от нескольких секунд до нескольких минут. Большинство образцов испытывалось на испытательном приборе при скорости прогиба в центре 0,02 дюйм/мин (эквивалентной нагрузке около 200 фунт/кв. дюйм/мин). При этом образец разрушался в течение нескольких минут. Оба метода давали одинаковые результаты, из чего можно сделать вывод, что колебания скорости нагружения в упоминавшихся выше пределах не оказывают влияния на конечные итоги опытов. Измерения, проведенные на образцах чистого льда, показывают, что вызванные максимальными изменениями скорости нагружения общие колебания значений модуля разрыва составляют приблизительно 5% его величины; эти изменения малы по сравнению с ошибками, вызванными другими причинами, и ими можно пренебречь.

Содержание волокон превоначально определяли при помощи взвешивания образцов (после разрушения); затем лед растапливали, удаляли воду, а оставшиеся волокна снова взвешивали. В однородных образцах полученные значения несколько отличались от определенных при смешивании, поэтому, такие измерения были прекращены. В случаях когда во время замерзания наблюдалось существенное расслоение, образцы для проведения опытов вырезали таким образом, чтобы содержание наполнителя в них было по возможности однородным, а после проведения опытов количество волокон в таких образцах определяли по описанному выше методу.

Все опыты проводились при температуре — 20° С.

/> />

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

Свежие записи