MODELS OF THERMOPHYSICAL CHARACTERISTICS OF A COMPOSITE MATERIAL BASED ON A BINDER FROM MAGNESITE OF THE SAVINSKY DEPOSIT
Abstract and keywords
Abstract (English):
The paper presents the results of a study of the thermophysical characteristics of a building material based on caustic magnesite obtained from the rock of the Savinsky deposit

Keywords:
magnesite, magnesia binder, aggregate, composite, building material, porosity, thermal conductivity
Text
Publication text (PDF): Read Download

Композиционный материал на основе магнезиального вяжущего (каустического магнезита) и древесного заполнителя обладает хорошими конструкционными показателями (сопротивление сжатию до 25 МПа и сопротивление изгибу до 8 МПа), декоративными и санитарно-гигиеническими свойствами [1]. В то же время можно ожидать, что присутствие в материале органического материала с низкой теплопроводностью, может существенно повлиять на теплофизические показатели самого материала.

Целью работы является получение математических моделей основных теплотехнических показателей - коэффициентов теплопроводности λм  и теплоусвоения Sм  композиционного материала, получаемого из отходов производства периклаза из породы Савинского месторождения в виде порошка каустического магнезита с плотностью 3,1 г/см3 и древесного заполнителя различной дисперсности (эквивалентным размером древесных опилок δз  – от 0,14 мм до 2,5 мм). Исследования и обработка результатов проводились по методикам [2-4].

            По результатам экспериментальных исследований была составлена модель коэффициента теплопроводности композиционного материала от его составляющих компонентов:

λм=1,64-0,6524∙ЗВ-0,2632∙ВР-0,6126∙ρм+0,1063∙δз+0,1192∙ЗВВР+

+ 0,4167∙ ЗВρрδ3 +0,0053∙ЗРδз-0,2167∙ВРρр+0,23∙ВРδз-

              - 0,1483∙ρмδ3 ,                                                                                         (1)

            Одним из важных теплотехнических показателей материалов, использующихся для наружных ограждений, является коэффициент теплоусвоения Sм  (Втм2 ). Значение этого показателя для периода колебания теплового потока Т=24 час. определяется по формуле (2) в соответствие с рекомендациями [4]:

Sм=0,51∙(ρмсмλм)0,5 ,                                                  (2)

где - см   - удельная теплоёмкость материала, Дж/кг °С.

             Коэффициент теплопроводности рассматриваемого материала определяется по (1), плотность по выражению (3) [1]:

ρм=2,206-0,366ВЗ-4,111∙ВР+0,433∙ρр+0,077∙δз+0,685ВРВЗ+0,683ВЗρр++1,517∙ВРρр-0,041ВРδз-0,12∙δзρр+0,01∙ВЗδз .                                            (3)

  где δз  – размер древесного заполнителя, мм;

         ρр  – плотность раствора хлористого магния, г/кг;

         ВР  – массовое соотношение вяжущего (каустического магнезита) и

            затворителя (раствора хлористого магния);

         ВЗ   - массовое соотношение вяжущего и древесного заполнителя.

            Значение коэффициента теплоусвоения исследуемого материала можно определять по уравнению (4) со среднеквадратичной ошибкой не более 6%:

Sм=22,9-6,1ВЗ-13,6∙ВР-5,77∙ρр+1,27∙δз+3,14∙ВРВЗ+2,5∙ВЗρр+

                + 2,16∙ВРρр-1,62∙δзρр   .                                                        (4)

Результаты исследования показывают, что материал на основе древесного заполнителя и магнезиального вяжущего обладает значительным диапазоном теплотехнических характеристик в зависимости от состава и технологии приготовления. Это позволяет судить о широком диапазоне возможного применения исследуемого материала от отделочного - с хорошими теплотехническими показателями, до конструкционного.

References

1. Kuz'min S.I., Golyshev A.O. Model' plotnosti kompozicionnogo materiala na osnove kausticheskogo magnezita // Sbornik nauchnyh trudov AnGTU. 2023. S. 83–87.

2. Rossiyskaya Federaciya. Standarty. GOST 7076-99. Metod opredeleniya teploprovodnosti i termicheskogo soprotivleniya pri stacionarnom teplovom rezhime

3. Puharenko, Yu.V. Opredelenie pokazateley kachestva teploizolyacion-nyh materialov i izdeliy. Metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laborator-nyh rabot / Yu.V Puharenko, I.U. Aubakirova. — SPb gos. arhit.-stroit. un-t. — SPb, 2010. — 31 s.

4. Rossiyskaya Federaciya. Standarty. GOST 30256-99. Metod opredeleniya teploprovodnosti i termicheskogo soprotivleniya pri stacionarnom teplovom rezhime.

Login or Create
* Forgot password?