Cslgasajtoval eloallltott azbesztcernent-terrnekek
preseles utanl feszu ltseg-allapotanak matematikai elernzese G 6 M Z E A. LAs Z L 6 Nehezipari Mu,;zaki Egyetern , Miskolc 1. A vizsgalatok rplja A japan DE-650 ttpusu TOSHIBA csigapresen szerzet.t tapasztalatok azt bizonyitjak, hogy a nagy ureg-terfoga t II az besztcement falpanelek es egyeb eptiletelemek sajtolasakor a kesztermek minoseget. a farkasfogkepzddes, a strukt.ura kepzodes, az S-repedes es mas feltileti repedesek nagyc;aga hatarozza meg. A kis falvastagsagu. nagy ureg-terfoaat u terrnekek gyartasakor kulo uosen veszelyes a strukturakepzfidee es az S repedes (1. abr« ), mi vel hatasukra a mechanikai t ulajdonsagok , a nvomo es a hajlito szilardsag valarnint a fagyalk'lsag nagyrnertekben lecsok ken. A keramiaiparban jelentkezo hasonlo preble rna.kat elernezve [IJ arra a kovet.keztetesre jutot t unk, hogy a farkasfogkepzddes elkerulheto. ha a szajnyflas teljes kereszt.metszeteben azonos az aramlasi sebessez , Valoban, megfelelo aramlasi v iszonyok kialakit asaval a fenti nernkivanatos jelensegek az extrudalt azbesztcement terrneke k gyartasakor is jelentosen csokkenthetdk. Vizsgalataink ugyanakkor azt mutattak , hogy a plaszt.ifikalt azbeszt cement csigasajton torten;') atgyunisakor a masszaban kialakul6 ararnlasi v iszonyok es a kiararnlas sebessege nem ceak a presgep geometriai es mfiszaki parametereit.ol f'ngg. Adott pres-konstrukcio mellett az ara.mlas: viszonyokat elsosorban a feldolgozasra keruld nyersanyag fiziko-mechanikai tulajdonsagai ha
2. Laboratoriumi vizsgalatok :Z .1. A reol6giai egyenlet meqhotarozasa
es
a reol6giai modell
A reol6giai modellt a Mengyelejev nevet viselo )lo:-'zkvai Kemiai-technologiai Egyetem Keramia es Tuzalloanyagok 'I'anszeken hataroztuk meg Tolsztoj-fele keszuleken, A keszulek elvi vazlatat a "2. abra szemlelteti. Mereseinkhez az extruder technologiaknal hasz nalt W = 20, .. 30% (1) nedvessegtartalmu azhesztcement masszat hasz naltunk M = 0,5, .. 1,1% (2)
tjV 1. abr.i, ,-"'truktILl'ilh;jo",I':8
tarozzak meg. Ezzel magyarazhato a plasztifikalt azbesztcement massza nedvessegtartalmanak koz vet.len hatasa az extrudalt termek minosegere. Yagyis: adott konstrukci6s parameterekkel biro csigasajt6 eseten a szajnyllasban kialakul6 aram lasi viszonyokat, es a massza szajnyilas utani feszttltsegi allapotat a nyersanyag reol6giai para meterei alapvetOen befolyasoljak. A fenti jelensegek elemzese a.lapjan a kesz terrnek minosegi mutat6inak javitasa erdekeben sztiksegesnek tartjuk a csigasajt6val preselt az besztcernent termekek azajnyilae utani visel kedesenek - konkretan feszultsegi allapotanak, a belsd fesztlltsegek relaxaciojanak vizsgalatat. Ennek megfelelOen celul tUzttik ki az azbeszt cement massza reol6giai modelljenek, reol6giai egyenletenek es "effektiv" viszkozitasanak kiser let i uton tortend meghatarozaeat ; valamint a presszajnyilaa elhagyasakor a masszaban meg led) belso feszultseg varhat6 alakulasanak ek zakt , matematikai leirasat.
(:8
:'-reper/(8 c.ct rn d.ilt
IFI nellekben
};pitOllUyllg, XXXV. (·rf. 198a.
S. szam
(/I'.
metilcelluloz foly6sit6szer hozzaadasaval. Arra az esetre, amikor a G 1 teher altal elda.lli 173
deforrraclo j [1J
t 1
~\
~i .-
I
....- t
~
2. abra. 'I'olsitoj-jele keszillek elni razlata
1 - terhe/6s1J.ly, 2 - [orditocsiqa, 3 - also pofa, -Ie
felso pola,.5 - leszorito gargo, 6 - elmozdula.s erzekelo,
7 - kiiro, Ii - vizsgcilt massza
tott osusztatofeazult.seg kisebb volt, mint massza statikus folyashatara 'To, vagyis
a
(3)
a 3. abra szerinti, mig a (4)
esetre a 4. dbra szerinti deformaoio-ido gorbet kaptuk. A 2 ... 4. a.bra.k jeloleseinek felhaszrialasaval a pillanatnyi rugalmassagi modulus az 'T
E 1 =--;
(5.1)
t 2 (perc)
3. cibra. A W = 20 . . . 30% lIerl"'~88egtartalmu ac. mase:« defoTmlicio-ido fuggvenye 't' -c: l' (J cseten; to - a terhelcs kezdete, t 1 - a terheles id6tal'trtnw, t 2 - a defornaicio mey szi'ineseig eltelt ido (t 0 = 0 perc, t I "" ZO perc, t 2 "" 40 . . . .J.j perc)
Azok az anyagok, amelyeknek deformacio-ido gorbei jellegtiket tekintve megegyezik a 4. abran megadott gorbe jellegevel, az irodalomban mint SCHOFIELD - SCOTT - BLAIR anyagok ismer tek. Ennek megfele16en a plasztifikalt az beszt cement massza az (1), (2) es (4) feltetelek mellet.t : vagyis a csigasajt6n tortend atgyuraskor a kovet kezo reol6giai egyenlettel adhat6 meg:
. + '(hnrY. - [n , -11.) (1 + TIl)] ''.2 'T-
'T = 'To + '1]1Y
Yr
(6)
az elasztikus (huzarnosabb ideig tart6) rugalmas sagi modulus az
Eo = "
'T
~~-;
Yo- Yr
'T- 'To
ahol
11/ -
a rugal mas deformaci6 "kesesi" ideje : (6.1 )
(5.2)
a "roncsolt" anyagszerkezet plaszt.ikus viszkozi tasa az "1h=~-
.
n.nvr,
n , - a feszultaeg-relaxacio ideje (6.2)
(5.3)
'Ipl.
a "roncsolas-mentes" anyagszerkezet viszkozitasa az y, ,2 -
'T-'To -~
'I]rm
deformacio; [r]
(5.4)
a "roncsolt" anyagszerkezet deformacios sebes segenek gradiense a .
dYpl (It
YPI=~
(5.5)
a "roncsolas-mentes" anyagszerkezet deforrna ci6s sehessegenek gradiense a dYrm-dyP\
Yrm =
dt
-~-==,---
H
osezefuggesek alapjan hatarozhat.ok meg.
174
(5.6) 4. cibra. A W = 20 . .. 30% nedve88egtartalmu ac. mas«:« deformcicio-ido fuggvenye 't' c 't' 0 eseten.
egyenlet (6-os kifejezes) figyelembevetelevel (8) a kovetkezok szerint irhato fel: '1)e =
TO
+ 'thY + '1)ln/i
------"---=-'-----------"'------'--'-------
'y+nT+nrr +Y[n T- n y( 1 +
(9)
~~)]
Az effektiv-viszkoeitae, a Tolsztoj-fele keszu lek es az univerzalis rotoviszk6 egyuttes alkal mazasa a plasztifikalt ac. massza reol6giai para meterenek meghatdrozasan tul lehetove teszi a csigasajt6 sza,jnyHasat elhagy6 termek belso feezultsegallapotanak tanulmanyozasat is.
5. oora. A W = 20 . . . 30% nedve88egtartalm!~ ac cmaes:« mint SOHOFIELD-SOOTT-BLAIR anyag
A (6) kifejezes alkalmazasaval figyelembe vehe tOk az azbesztcement terrnekek gyartastechnolo giajat befolyasolo anyagtulajdonsagok es de forrnacios sebeseegviszonyok. Az extruder-tech nologiaknal hasznalhato ac. massza teljes mecha nikai (reologiai) modelljet az 5. dbra szemlelteti. Ez a reol6giai modell es reol6giai egyenlet bonyolultaaga miatt nem alkalmas a formazo csigasajtOk geometriai mereteinek es mfiszaki parametereinek meghatarozasara. Onmagaban a (6) szerinti kifejezes a presszajnyflast elhagyo massza belsd feszulteegallapota alakulasanak elemzesere sem alkalmas [2, 3]. 2.2. Az eJJektiv-viszkozitCts meqhatarozaea
3. Az ac. masszaban Ievii cSllsztat6fesziiltseg matematikai leirasa A presssajnyilaa elhagyaeanak pillanataban a masszaban leva csusztatofeezulteeg alakulasanak matematikai vlzsgalatdhoz a (6) kifejezest eel szeru a "0+ '1)lY+ 'f)l n ./Y-
T[ 1 +nT- n
(7)
A mert
T
es
y ertekekbol az effektiv-viszkozitas az T
'f)e
= -.-
y
(8)
osszefiigges alapjan nagyon egyszerfien szarnit
hato. 'Konnyen belathato, hogy a teljes reologiai , Epitlianyag, XXXV. evf. 1983, 5. 8zam
1+
~:)] -nTnyT =
0
(10) alakban, mig a (7) kifejezest a .
T
y= ''Ie
, (11)
alakban atdrni. Mivel univerzalis rotoviszko alkalmazasakor a, massza effektiv viszkozitasanak erteke fuggetlen az idotol, felirhato, hogy: ..
A plasztifikalt azbesztcement reol6giai vizsgala tainak elvegzesehez a Moszkvai EpitOmernoki Egyetem Gepi Berendezesek Tanszeken olyan "univerzaIis rotoviszk6t" fejlesztettiink ki, amely lehetove tette a deformacios sebesseg gradiens kozvetlen mereset [4]. Ennek megfelelOen be vezettiik az effektiv-viszkozitas ("lJe) fogalmat ugy , hogy a mert ceusatatofeezultseg es se besseg gradiens, valamint az effektfv-viszkozitas kozott teljesuljon a kovetkezo, viszonylag egyszerfi fuggvenykapcsolat.:
y(
T
Y =
"lJe
(12)
.Felhasznalva a (7), (11) es (12) kifejezeseket, a (10) osszefuggea a kovetkezd alakot veszi fel:
ahonnan: ny "0-,,['1)1 + 1 +n T- ny(1 + '1)1)] + ' 11 i- nTnyT = 0 '1)e '1)2 ' '1)e (14) A (14)-ben szereplO "konstansok" a kovetkezd szimb6lumokkal helyettesithetdk: A = -nTny B = ' 11 ny '1)e
(15.1 ) .' (15.2) (15.3) 175
D =
TO
(15.4)
Ha bevezetjiik a causztatofeszulteegre a T
=
X
(16)
jelolest., akkor a (14) osszefugges az
Ax+Bx+Cx+D = 0
(17)
altalanos alakban irhato fel. Az igy kapott masod foku linearia differencial egyenlet a rezgeetanbol mar j61 ismert, es a kovetkezdk szerint oldhato meg.
Ax+Bx+Cx = -D.
(18.1)
Ax+Bx+Cx = 0,
(18.2) (18.3)
ahol (18.4)
A massza statikus folyashatarat figyelembe vevo D konstans tagb61 szarmazo gyok pedig:
x- =_12 c
(18.5 )
fgy tehat (17) altalanos megoldasa.:
A presszajnyilast elhagyo azbeszteement terrnek ben "visszamarad6" belso csuszte.tofeazultseg er tekere az A, B, C, D es x szimb6lumok vissza helyettesitese utan kapjuk, hogy
gyakorlat1;)61 ismert rendkivuli hatasat materna tikailag is j61 erzekeltet.i, A (20)-as kifejezes matematikailag ad valaaat a presszajnyilast elhagy6 azbesztcement masszaban megfigyelt [2] Barrus-effektusra is. A Barrus effektus, vagyis a geometriai meretek novekedese a presszajnyila« elhagyasa utan a masszaban "visszamarad6" belsf feszulteegek nagysagat61, mig a "duzzadasi-sebesseg" gyorsasaga e feszult seg relaxaeios se bessegetal fugg.
4. Ossz~gzes Az univerzalis rotoviszkoval vegzett vizsgalataink soran azt tapasztaltuk, hogy adott nyersanyag osszetetel es homeraekletd viszonyok mellett a plaszt.ifikalt azbesztcement massza effektfv-visz kozitasa elsosorban a deforrnacios sebeseeg gradi ensetol es a caigapressel elaaJHtott nyom6fesziilt seg nagysagat61 fiigg. E tapasztalatok alapjan a Tolsztoj-fele keszule ken es az univerzalis rotoviszk6n rnert reo16giai pararneterek felhasznalasaval sikeriilt materna tikailag levezetni egy olyan kifejezest, amely hiatositja a fesaulteegviszonyok valtozasanak - relaxaciojanak - meghatarozasat a massza reologiai parameterei, az extrudalaskor kialakf tott deformacios sebessegviszonyok, valamint a presazajnyilas elhagyasanak pillanatatol eltelt ida fiiggvenyeben.
5. IHiszonetnyilvanitas Itt is koszonet illeti BALKEYICS V. L. profesz
(20)
szort , a kemiai tudomanyok doktorat es MOSZIN Ju. M. kandidatust, a Moszkvai Kemiai-technolo giai Egyetem (MHTI) Keramia es Tfisalloanyagok Tanszeke munkatarsait a Tolsatoj-fele keszuleken vegzett kiserletek felteteleinek bizt.ositaeaert., a vizsgalatok soran nyujtott onzetlen aegiteegert,
IHOUALOl\I
A fenti kifejezes kozvetlenul figyelembe veszi a roncsolt es a roncsolas-mentes massza plasztikus viszkositasa.t ("'1 es 'YJ2) valamint az effektiv viszkozitas ('YJe) ertekeit, Ugyanakkor az n y es n, faktorok kozvetve t.art.almazzak a rugalmassagi modulusokat is. Lathato, hogy mindezek a para meterek a hatvany kitevoben szerepelnek. Ezert a kapott (20)-as osszefuggea a masszak reol6giai tulajdonsagainak a technologiai mtiveletekre a 176
[l] 1'/11:1'. (',1/.: Keramiaipari gepek, Budapest (1974) [2] (h:;,,'.:c, .J. L. -Eller, E. A, Szilenolc, s«. G.: Azbeszt ('("I lWi,t "il<}:"sz,ik extrudalhatosaganak reol6giai alap jato El)ITOA1'\Yi\.(~, v. 34. N. 1. p. 17 ... 22. (1982) r:\1 (/()/iI.:e, :1, L. - Eller, E, A.: Isszledovanie reologicsesz !:ih i ft-ikcionnuh szvojszt v plasztificirovanniih az 1,,'~zt(II'elllf'lltl1iih massz ; Teziszii dokladov, XLI lli1lH',;!'o-tev!lI1it·'lt·szkaja konferencija po itogam na I'l'"no-i,.;szledovatel'szkih robot insztituta MISzI, p. 72. -i
(1 ~R2)
[4] tii;/I/ze, A, L. - EIfel', E. A,: Univerzalis rotoviszk6
.'
Gomee, A. LaszlO: Csigasajt6val el6allitott azbesztcement termekek preseles utani fesziiltseg-allapotana.k matemati kai elemzese A szerz6 a Tolsztoj-fele kesztileken vegzett vizsgalatok eredmenyei alapjan meghetarozta a W = 20 ... 30% nedvessegtartalmu azbesztcement massza reologiai egyenletet es modelljet, A kifejlesztett univerzalis roto viszk6 segttsegevel, es az effektiv viszkozitas fogalmanak alkalmazasaval olyan matematikai osszefuggesekhez ju tott, amelyek leirjak az extruder-technologiaknal hasz nalt azbesztcement masszakban ebredo csusztatofcszrilt segek erteket befolyasolo tenyez6k hatasat., A kapott osszefuggesek el6nye, hogy segttsegukkel el vegezheto a kiilonboz6 extruder-t.echnologiaknal hasz nalt valamennyi SCHOFIELD - SCOTT - BLAIR trpusu anyag presszajnytlas elhagyaaa utani feszulteeg-allapota nak tenulmanyozasa: es ezaltal a gyartas technologiai parametereinek szukseg szerinti valtoztatasa, Fe.M8e, A. JI.: MaTeMaTH'IecRHitaHOo'lH8 COCTOHHHH aa npJllKeHHJI acoecTolleMeDTDLlx DpOp;yRTOB, H8rOTOBiIeHHLlX na mHeKOBLIX npeccax, DOe,1)e upecCOBaHHJI ABTOp aa OCHOBaHHH peByJIbTaTOB HcnhlTaHH1I:, npose IJ;eHHhlX aa npaoope TOJICTOrO, onpenenan peOJIOrHqeCHOe ypasaeaae H MOlJ;eJIb· ac6eCTo~eMeHTH01l: xaccsr C BJIamHOC TbIO W 20-30%. C nOMO~bIO COBlJ;aHHoro YHIIBep CaJlbHOrO pOTOBHcHoBoMeTpa, npHMeHHH nOHHTHe 3q,q,eHTHB HOtt BHBHOCTH, 6h1JIH nonyseasr rarcae MaTeMaTHqeCHlIe BaBHcHMoCTH, xoropue onHChlBaIOT BJIHHHHe q,aHTopoB, KOTophle BJlHHIOT na BHaqeHHH aanpaaseaaa CHOJlbmeHHH, B08HHHaIO~HXB acoeorouexearnsrx Maccax, acnonsayeasix npa 3KCTPYBHOHHhlX TeXHOJIOrHHX. Ilpeaxymecraox 3TliX BaBHCHMocTett HBJIHeTCH TO, qTO C HX nOMO~blO MomeT 6h1Tb aayxeno COCTOHHHe aarrpaacenaa paBJIHqHhlX, HCnOJIb ayexax UpH 3HCTpyBHOHDOtt TeXHOJIOrHH MaTepUaJIOB Tuna IIIO
lfEJIh,I(-CHOTT-BJIAllP, nOCJIe HX auxona UB OTBepCTHH npecca, H Ba cser aroro MomeT 6bITb npoae IJ;eHO no He06xolJ;HMOCTH UBMeHeHue TeXHOJIOrUqeCHHX napaxerpos UpOHBBOIJ;CTBa.
=
Gomze, A, LaszlO: Mathematlsche Analyse des Spannung& znstandes des mit 8chneckeptesse bergesteHteD. Asbest. zementproduktes Del' Autor hat die rheologische Gleichung und das Modell del' Aabsetzernentrnasss mit einem WassergehaJt von 20.- 30% auf Grund del' Untersuchungen mit dem 'I'ols toi-schen Gerat best.immt,
Mit del' Hilfe des entwickelten universalen Rotovisko
und mit del' Anwendung des Begriffes del' effektieve~
Viskositat kam del' Autor zu mathematischen Gleichun
gen, die die Wirkung del' die Gleitspannung beeinfluss
ender Koeffizienten in den bei Extrudertechnologie ange-
wandten Asbestzementmassen beschreiben. . Die erhaltenen Zusammenhange ermoglichen das Studieren des Spannungszustandes nach dem Presse mund bei den verschiedenen Extrudertechnologien ftir die Materialien des Types Schofield-Scott-Blair. Dadurch kann nach Bedarf die Parameter del' Herstellungs technologie verandert werden, Gomze A., LaszlO: Mathematical Analysis of the Post Pressing State of Stress in Asbestos Cement Products Made in Screw Press . The rheological equation and model of an asbestos cement body of W = 20 ... 30% moisture content have been determined on the basis of the examination results obtained on the Tolstoi-device. With the help of the developed universal rotovisco and applying the concept of effective viscosity such mathematical relationships were obtained which describe 'the effect of factors in fluencing the values of shear stresses occuring in the asbestos cement bodies used in the extrusion technologies. An advantage of the obtained relationships is that by using them the state of stress occuring after passage through the press orifice of all SCHOFIELD - SCOTT BLAIR type materials used in the different extrusion technologies can be studied, consequently the necessary modifying of the technological parameters of production can be carried out.
Lopszernle BETON, Dusseldorf, 1982. 9. sz, Zantz, E.: A beton ut6t6moritese. 351- 352. old. A vfzszintes beton eptiletelemek felsd feliiletet rendszerint zsaluzat nelktil alakftjak ki, es belsd tomo rltessel tomorftik. Ennek kovet kezteben a feliilet por6zusabb, es rovidiil az elettartam. A vakuum eljaras segftsegevel statikus tomo rites lep fel, mialtal no a tomorseg, csokken a p6rustartalom. A va kuum utokezeles hatasara esokken a fiatal beton repedezesi hajlama. A tapasztalatok szerint a kezdeti szilardsag novekedese mellett a vegszilardsag 30%-kal no, javul a vizzar6sag, a kopasa1l6sag, az 01 vadas-fagyassal szembeni ellen alias, a zsugorodas. A vakuumkeze les berendezesei, alkalmazasuk. Epit6anyag,
xxxv.
ed. 1983. 5. szam
Triede, H.: Ki'mnyiiheton fejlodese. 355 - 356. old.
tegldk
MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH, Slough 1982. 120.
8Z.
A konnyfibeton teglak kis hOveze Palmer, A.C.: Beton bevonatok ten tokepeaeege jobban kihasznalhato, geralatti csOvezetekeken. 119-129. ha megfelelO, konnyfiadalekkal ke old. vert falazohabarcsokkal alakitjak ki a falakat., A keskeny legresekkel A tengeralatti csdvezetekeket kiilso ellatott konnyiibeton falaz6blok leg rendszerint vasalt betonnal kokban a legresek szelessege 11 vonjak be, amelynek feladata a mm-nel kisebb. A hovezetesi te korrozio elleni belsd bevonat ve .nyezo 0, 15W /mK, a testetirfiseg delme a karosodassal szemben, a 0,5 kg/dm''. A kiserletek azt mutat csdvezetek tomegenek novelese a jak, hogy a keskeny legresek a vezetek tengeralatti stabilisalasra, konnytibeton hovesetdkepesseget A tervezes es alkalmazastechnclo lO%-kal javitjak. Rosszabb hOve gia kulonleges kovetelmenyei. Va zetOkepessegu anyagoknal a2i a ja salasok megoldasa. Az Eszaki,ten vulas a 20%-ot is meghaladja. A . geri epitesi tapasztalatok alapjan konnyuadaIekok fajtajanak hatasa szigoru elOfrasok. A tervezesi mod a kesztermek tulajdonsagaira. A szerek es a beton bevonatok tovab szarftasi technol6gia modositasai bi fejlesztese iitessel, kopassal es lehetOsegei. hajlftassal s'Gemben.
177
