Коэффициент линейного расширения базальтопластика
Тепловое расширение тел характеризуется линейным или объемным коэффициентом расширения.
Истинным коэффициент линейного расширения (истинным КТР) называется отношение увеличения линейного размера базальтопластикового стержня единичной длины к малому изменению температуры, вызвавшему изменение размера. На практике пользуются средним коэффициентом линейного расширения:
Lt – L0
a = --------------- град –1,
L0 (T – T0)
Где L0 – длина стержня при начальной температуре Т0;
Lt - длина стержня, нагретого до температуры Т.
В таблице приводятся значения коэффициентов термического расширения некоторых материалов в интервале температур от 15°С до 200°С.
Коэффициенты термического расширения
| № п/п | Материал | a 107град-1 |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Стекло кварцевое | 5,6 |
| 2 | Стекло листовое оконное | 95 |
| 3 | Стекло свинцовое (хрусталь) | 120 |
| 4 | Сталь | 117 |
| 5 | Медь | 170 |
| 6 | Серебро | 195 |
| 7 | Алюминий | 235 |
| 8 | Свинец | 300 |
| 9 | Цинк | 358 |
| 10 | Базальтопластик | 46 |
| 11 | Стеклопластик | 50 |
| 12 | Массивное стекло алюмоборосиликатное | 60 |
| 13 | Стеклянное волокно алюмоборосиликатное | 50 |
| 14 | Полиэфирные смолы | 800-2000 |
| 15 | Эпоксидные компаунды | 320-600 |
| 16 | Кварцевый песок | 5 |
КТР – одно из важнейших эксплуатационных свойств базальтопластика. Правильный подбор КТР для ряда важных областей применения этих материалов определяет не только качество получаемых изделий, но и саму возможность их изготовления.
Так, например, при применении базальтопластика в качестве арматуры бетонных изделий для предотвращения внутреннего растрескивания бетона при больших колебаниях температуры подбирают составляющие с близкими значениями КТР.
КТР базальтопластика определяется методом кварцевого дилатометра, сущность которого заключается в измерении абсолютного удлинения образца при его нагревании.
Измерение КТР образцов проводились на вертикальном кварцевом дилатометре типа ДКВ. Образец пластика длиной 50 мм и диаметром 5 мм, измеренный с точностью до 0,1 мм, помещали в находящуюся в печи кварцевую пробирку и укрепляли между шлифованной цилиндрической пластинкой из кварцевого стекла, покоящейся на сферической опоре, впаянной в дно пробирки, и торцом кварцевого стержня, передающего расширение измерителю – индикатору. Скорость подъема температуры в печи 3-4°С в минуту; температуру в печи измеряли хромель-алюмелевой термопары, ЭДС которой определяли потенциометром.
Коэффициент линейного расширения (a) определяли по формуле:
Dl
a = ----------, где
Dt . l
a - коэффициент линейного расширения в град-1;
Dl – показания индикатора с поправкой на расширение кварца,мк;
Dt – разность конечной и начальной температуры для выбранного при расчете интервала в гард;
l - длина образца в мм.
Коэффициент линейного расширения базальтопластика равен 46*10-7 град-1, стеклопластика 50*10-7 град-1(см.табл.)
Вывод:
При определении коэффициента термического расширения базальтопластика в сравнении со стеклопластиком на эпоксиполиэфирном связующем установлено, что КТР обоих материалов находится в пределах 45*10-7 50*10-7 град-1 .
Следовательно, изделия из базальтопластика могут применяться также, как и изделия из стеклопластика в качестве арматуры для бетонных изделий.