Аналогичная, но еще более выраженная зависимость изменения объемной массы пеностекла прослеживается и в случае расположения заготовки пенообразующей смеси у края днища формы (рис. 5.8, в, кривые 1—5). При этом в наиболее отдаленных точках обнаружена значительная остаточная деформация элементарных ячеек; они в два-три раза больше, чем те, которые расположены в месте исходного положения заготовки пенообразующей смеси. Однако наличие деформированных структурных элементов ячеек и даже больших комплексов не вызывает разрушения пены, что, по-видимому, можно объяснить высокой устойчивостью пластинок, образующихся из жидкостей с большим поверхностным натяжением.

Таким образом, направление развития структуры пеностекла в большей мере определяется условиями синтеза, хотя потенциальная возможность получения этого или иного ее вида закладывается еще при подготовке пенообразующей смеси (см. гл. III). Величина остаточной деформации пропорциональна длине пути, который должна совершить пеномасса в процессе своего развития при заполнении формы. Длина этого пути в 3—4 раза больше высоты вспениваемой заготовки смеси при вертикально направленном движении пеномассы и в 5— 6 раз — при горизонтальном. Отсюда вытекает, что деформация структуры пеностекла ослабляется при сложном движении пеномассы, сочетающем поступательное и вращательное движение ячеек.

Рассмотрим развитие структуры и кинетику деформационных явлений, происходящих в формирующемся пеностекле при некоторых внешних воздействиях.

Данные для составления графиков кинетических и деформационных линий, определяющих скорость процесса формирования структуры пеностекла в пробах с различным исходным гранулометрическим составом газообразователя и его концентрацией в смеси, получены с помощью установки (см. рис. 3.11), предназначенной для исследования кинетико-структурных особенностей вспениваемого материала на различных стадиях хода процесса. В первой серии опытов для исследований использованы пробы (по 50 г) предварительно уплотненной (15 кгс/см2) пенообразующей смеси, содержащие 0,2 — и 0,4% газовой сажи, 1,7% антрацита и 2% углекислого кальция. Вспененное при 825 °С по одинаковому температурно-временному режиму пеностекло подвергалось давлению измерительной плиты (F = 3 см2) с изменяющейся нагрузкой (10, 20, 30 и 40 г). Измерялась глубина погружения плиты в течение 1 мин при температуре 825 °С (рис. 5.9).

Во второй серии опытов на аналогичных образцах определялась глубина погружения плитки (30 г) при понижении температуры с 825 до 725 °С через каждые 25 °С. Аналогичные замеры были произведены на образцах пеностекла, полученного с применением антрацита (1,7%) и углекислого кальция (2%).

Полученные данные позволили рассчитать скорость погружения измерительной плитки в пиропластическом пеностекле при различной степени насыщения его газами. Установлено, что с повышением степени насыщения пеностекла газами глубина погружения измерительной плитки уменьшается (рис. 5.9, кривые 1, 2), объясняется это более высоким давлением газов внутри ячеек. Здесь следует отметить, что при применении сажи (0,2 и 0,4%) величина ячеек пеностекла примерно одинакова (0,5—1 мм), а применение антрацита способствует росту размера ячеек до 1,5—2,5 мм и увеличению глубины погружения измерительной плитки при нагрузке 40 г (рис. 5.9, кривая 3).

Пластично-упругая деформация пеностекла

С уменьшением нагрузки глубина погружения пропорционально снижается, приближаясь к величине деформации образцов с минимальным насыщением газами (рис. 5.9, кривая 2). Для карбонатного пеностекла, характеризующегося рыхлой структурой с перфорированными разделительными стенками (размер ячеек 2—3 мм), величина погружения плитки максимальная (рис. 5.9, кривая 4), что указывает на низкую прочность и малую упругость данной структуры.

Такая же зависимость изменения пластично-упругих свойств пеностекла при вспенивания прослеживается и при изменяющейся температуре (рис. 5.10), причем расширение температурной области, где проявляются эти свойства, пропорционально степени насыщения пеностекла газами и обратно пропорционально средней величине ячеек.

Такая же зависимость изменения пластично-упругих свойств пеностекла при вспенивания прослеживается и при изменяющейся температуре

Наиболее широкий интервал проявления реологических свойств соответствует пеностеклу с минимальным размером ячеек (0,5—1 мм), которое содержит также большее количество газов (рис. 5.10, кривая 1). Таким образом, помимо давления внутри ячеек, на изменение пластично-упругих свойств положительно влияет структурно-механический фактор. Из двух отмеченных выше факторов в процессе формования пеностекла большее значение, очевидно, имеет давление газов внутри ячеек, поскольку оно препятствует деформации элементов структуры сформировавшейся пены, а в случае ее нарушения способствует их восстановлению.

Зависимость скорости прессования пеностекла от величины среднего диаметра его ячеек

Для определения допустимой скорости формования пеностекла готовились брикеты (p = 15 кгс/см2) из пенообразующей смеси с применением различных газообразователей, которые затем вспенивались при 825 °С в электрической печи и подвергались прессованию при различной температуре в металлической форме. Полученные пластинки толщиной 10—20 мм отжигались, а затем распиливались по вертикали, и на образцах изучалась структура пеностекла при увеличении 15. К ячейкам с остаточной деформацией относились те, у которых наибольший размер по горизонтали превышал высоту ее на 10%.

Ход кривой (рис. 5.11), выражающей зависимость Vн.д= f(d), указывает на возможность повышения скорости прессования пеностекла с уменьшением размера его ячеек. Следовательно, мелкопористое пеностекло проявляет большую пластичность, которая, очевидно, благодаря повышенным упругости разделительных стенок и давлению внутри ячеек способствует восстановлению временно деформированных структурных элементов или их комплексов. Для крупнопористого пеностекла, у которого более тонкие разделительные стенки, такое восстановление затруднено как вследствие более низкой упругости самих стенок, так и снижения скорости движения внутри их расплава.

СТРАНИЦЫ: