Статистическая оценка режимных факторов твердения композита на основе золы сухого уноса

УДК 674.2:624.011.15

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЖИМНЫХ ФАКТОРОВ ТВЕРДЕНИЯ КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ ЗОЛЫ СУХОГО УНОСА STATISTICAL EVALUATION REGIME FACTORS CURE COMPOSITE BASED ON ASH DRY ENTRAINMENT

Руденко Б.Д., Изотов В.Т., Плотников С.М. (Сибирский государственный технологический университет. Красноярск, РФ) Rudenko B.D, Izotov V-Т Plotnikov S.M

Рассмотрены вопросы статистической оценки режимных факторов при твердении золы сухого уноса в составе композиционного материала из древесных опилок лиственницы и гипса. Наибольшее значение имеют продолжительность твердения и взаимодействие исследуемых факторов

The questions of statistical evaluation of regime factors for hardening of dry fly ash in the composition of the composite material from the nucleus Spring larch sawdust and plaster. The most important are continued-tive hardening and interaction factors studied

Ключевые слова: зола, гипс, лиственница, опилки, композит, твердение Key words: fly ash, gypsum, larch, sawdust, resin and cur ing

При сжигании каменного угля на электростанции образуется тонкодисперсный продукт - зола сухого уноса. В основном она состоит из алюмоси-ликатных компонентов, количество которых колеблется от 40 до 65 % всей массы.

Размеры частиц золы от 5 до 100 мкм, ее состав соответствует минеральной части сжигаемого топлива. Структура золы уноса такова, что позволяет считать ее в некоторой степени вяжущим материалом [1]. В связи с этим потребовалось исследовать и статистически оценить динамику нарастания прочности, в присутствии компонентов, таких как гипс и древесные частицы.

Для исследования использовался гипс по ГОСТ 125-79, зола сухого уноса ТЭЦ-2 г. Красноярска, опилки древесины лиственницы от круглопильного станка красноярского предприятия.

В качестве оценки свойств принята прочность на разрыв, как наиболее информативная характеристика образования связей в композите. Для испытания использовалась испытательная машине FM-500, образцы формовались размером 60x60x80 мм [2].

Для исследования приняты два фактора, продолжительность выдержки до формования образцов и продолжительность твердения, таблица 1.

Постановка и обработка эксперимента по методике [3,4,5].

Вопросы выбора и использования компонентов и их диапазон изменения согласно [6].

В результате проведения эксперимента получено уравнение регрессии, адекватно описывающее исследуемую область

Y = 0,43+0,20А-0,08В+0,04А2-0,12АВ+0,05В2

где Y - предел прочности на разрыв, МПа.

Таблица 1 - Пределы изменения продолжительность выдержки до формования образцов и продолжительность твердения_

Исследуемые факторы Диапазон изменения факторов

-1 0 +1

Продолжительность твердения, А, сутки 3 16 29

Продолжительность выдержки до формования образцов, В, мин. 6 18 30

На рисунке 1 приведена диаграмма Парето, оценка исследуемых факторов на прочность получаемых образцов.

Рисунок 1 - Диаграмма Парето для исследуемых факторов

Как видно из рисунка, самое большое значение имеет фактор продолжительности твердения, затем по важности следует взаимодействие исследуемых факторов. На процесс также оказывает влияние продолжительность выдержки до формования образцов, что объясняется свойствами гипса.

Квадратичные эффекты исследуемых факторов можно признать незначительными.

В таблице 2 приведены расчетные значения статистических характеристик для рассматриваемых факторов

Таблица 1 - Расчетные значения статистических характеристик для исследуемых факторов_

Эффект Расчетный показатель Стандартная ошибка Показатель V.I.F.

Среднее 0,435556 0,0877209

A: Factor A 0,416667 0,0960934 1,0

B: Factor B -0,17 0,0960934 1,0

AA 0,0833333 0,166439 1,0

AB -0,255 0,11769 1,0

BB 0,103333 0,166439 1,0

Стандартные ошибки основаны на суммарной погрешности с 3 степенями свободы

В таблице приведены статистическая значимость каждого исследуемого фактора путем сравнения среднего квадрата с оценкой погрешности эксперимента. В данном случае эффекты имеют Р-значение меньше 0,05, что свидетельствует о том, что они существенно отличаются от нуля на уровне достоверности 95,0%.

В заключение можно отметить, что использование золы сухого уноса совместно с гипсом, позволяет получать композиционные материалы на основе древесных частиц, независимо от породы. Как видим, даже древесина лиственницы, являющей непригодной для получения цементно-древесных материалов, может быть использована без проведения мероприятий по нейтрализации «цементных ядов».

Список использованных источников

1. Дворкин, Л.И. Строительные минеральные вяжущие материалы / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. М.: Инфра-Инженерия, 2011. 544 с.

2. Руденко, Б.Д. Образцы для исследования прочностных свойств цементнодревес-ных материалов [Текст] / Б.Д. Руденко, В.Т. Изотов // Лесной и химический комплексы-проблемы и решения. Сборник статей по материалам Всеросийской научно-практической конференции 23-24 октября 2014 г. Красноярск: СибГТУ, 2014 г. С.60-62.

3. Пен, Р. З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства [Текст] / Р. З. Пен. Красноярск.: Издательство КГУ. 192 с.

4. Пижурин, А. А. Научные исследования в деревообработке. Основы научных исследований [Текст] / А. А. Пижурин. М.: Издательство Московского государственного университета леса, 2002. 103 с.

5. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах. [Текст] / В. Дюк. СПб.: Питер, 1997. 240 с.

6. Руденко, Б.Д. Принципы получения цементно-древесных композиционных материалов [Текст] / Б.Д. Руденко // Вестник Московского государственного университета леса-Лесной Вестник. Москва. 2015. №1. С. 24-27.

Работа выполнена в рамках госзадания по НИР 1.9/2 СибГТУ 2016 г.