Механические характеристики вакуумных теплоизоляционных панелей: диаграммы деформирования, прочность, модули деформаций

Приведены результаты исследования механических свойств вакуумных изоляционных панелей. Определены прочность при сжатии, модули деформаций (упругий и секущий) при сжатии и сдвиге. Показана зависимость механических характеристик вакуумных изоляционных панелей (ВИП) от вида и количественного соотношения наполнителей. Установлено, что диаграмму деформирования ВИП при сжатии можно описать аналитической функцией. Экспериментальными исследованиями свойств ВИП установлено, что диаграмма деформирования ВИП имеет вид, характерный для материалов, самоупрочняющихся в процессе нагружения сжимающей нагрузкой, и адекватно описывается функцией Г.В. Бюльфингера. Предложена методика для определения коэффициентов α и β, позволяющих верифицировать аппроксимирующую функцию по экспериментальным данным. Разработаны полиномиальные модели, описывающие зависимость модуля упругости, прочности, коэффициента теплопроводности от состава и количественного соотношения волокнистых и порошковых наполнителей. Установлено, что численные значения модулей деформаций зависят от вида, количества порошкового наполнителя, их соотношения с волокнистым наполнителем. Значения модулей деформаций, прочности увеличиваются с повышением содержания и крупности частиц наполнителя. Разработана методика определения модуля сдвига для ВИП. Экспериментально установлено, что величина модуля сдвига для ВИП зависит как от состава наполнителя, так и от характеристик пленочной оболочки панели.

В.П. СЕЛЯЕВ, д-р техн. наук, академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Л.И. КУПРИЯШКИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.Л. КЕЧУТКИНА, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Н.Н. КИСЕЛЕВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
О.В. ЛИЯСКИН, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (430000, г. Саранск, ул. Большевистская, 68)

1. Селяев В.П., Неверов В.А., Осипов А.К. и др. Теплоизоляционные материалы и изделия на основе вакуумированных дисперсных порошков микрокремнезема и диатомита. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2013. 220 с.
2. Данилевский Л.Н. Вакуумная теплоизоляция и перспективы ее использования в строительстве // Архитектура и строительство. 2006. № 5. С. 114–117.
3. Schwab H., Wachtel J., Heinemann U., Beck A., Fricke J. Vakuum isolations paneele unter baupraktischen Bedingungen. 1 Conference “VIP-Bau”, proceedings. Rostock-Warnemünde, 2003. pp. 68–76.
4. Simmler H., Brunner S., Heinemann U., Schwab H., Kumaran K., Mukhopadhyaya P., Quénard D., Sallée H., Noller K., Kücükpinar-Niarchos E., Stramm C., Tenpierik M.J., Cauberg J.J. M., Erb M. Vacuum insulation panels. Study on VIP-components and panels for service life prediction of VIP in building applications (Subtask A): IEA/ECBCS Annex 39 High Performance Thermal Insulation (HiPTI). 2005. 159 p.
5. Селяев В.П., Неверов В.А., Нурлыбаев Р.Е., Селяев П.В., Кечуткина Е.Л., Лияскин О.В. Синтез нанопорошков аморфного диоксида кремния для строительной отрасли // Строительные материалы. 2019. № 11. С. 15–25. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-776-11-15-25
6. Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Киселев Н.Н., Селяев П.В. Оптимизация состава наполнителя вакуумной теплоизоляционной панели на основе пирогенного микрокремнезема // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 5 (701). С. 36–42.
7. Simmler H., Brunner S. Aging and Service Life of VIP in Buildings. 7th International Vacuum Insulation Symposium. Empa, Duebendorf-Zurich, Switzerland. September 28–29, 2005, pp. 15–22.
8. Лияскин О.В., Киселев Н.Н., Маштаев О.Г. Вакуумные теплоизоляционные панели. Эффективные строительные конструкции: теория и практика: Сборник статей XV Международной научно-технической конференции. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2015. С. 108–111.
9. Селяев В.П., Осипов А.К., Куприяшкина Л.И., Седова А.А., Кечуткина Е.Л., Супонина Л.А. Возможность создания теплоизоляционных материалов на основе наноструктурированного микрокремнезема из диатомита // Наука: 21 век. 2011. № 3 (15). С. 76–86.
10. Caps R., Hetfleisch J., Rettelbach Th., Fricke J. Thermal Conductivity of spun glass fibers as filler material for vacuum insulations. Thermal Conductivity 23. 1996, pp. 373–382.
11. Патент РФ 2144595. Вакуумное теплоизоляционное изделие / Кокоев М.Н., Федоров В.Т. Заявл. 26.11.97. Опубл. 20.01.00.
12. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: Справ. кн. Л.: Энергия, 1974. 264 с.
13. Селяев П.В., Киселев Н.Н., Лияскин О.В. Принципы создания порошковой теплоизоляции на основе микрокремнезема // Региональная архитектура и строительство. 2016. № 3 (28). С. 55–59.
14. Миневич В.Е., Никифоров Е.А., Виницкий А.Л. и др. Высокоэффективные теплоизоляционные материалы на диатомитовой основе // Строительные материалы. 2012. № 11 (695). С. 18–22.
15. Дульнев Г.Н., Сигалова Г.В. Теплопроводность моно- и полидисперсных зернистых материалов // Строительная теплофизика. 1966. С. 40–47.