LT5733B - MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS - Google Patents

MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS Download PDF

Info

Publication number
LT5733B
LT5733B LT2010032A LT2010032A LT5733B LT 5733 B LT5733 B LT 5733B LT 2010032 A LT2010032 A LT 2010032A LT 2010032 A LT2010032 A LT 2010032A LT 5733 B LT5733 B LT 5733B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
macrostructure
mineral wool
fibers
section
fiber
Prior art date
Application number
LT2010032A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2010032A (en
Inventor
Andrius Buska
Romualdas MAČIULAITIS
Original Assignee
Andrius Buska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrius Buska filed Critical Andrius Buska
Priority to LT2010032A priority Critical patent/LT5733B/en
Publication of LT2010032A publication Critical patent/LT2010032A/en
Publication of LT5733B publication Critical patent/LT5733B/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to analysis of mineral wool as fibrous insulating material by not destroyed methods and to prognosis of primary characteristics of mineral wool products. Method for determining of physical and mechanical characteristics of mineral wool products comprises a scan of all û over or part of cross û section over a thickness of sample, a processing of scan picture with software, new is that after determining moving direction of fibre layer scan two cross û sections of sample: a parallel to moving direction of layer (L) and a perpendicular to moving direction of layer ( C ), scan pictures are adjudicated with software, values of single angles and averages are calculated, results of experiment are formulated by indicator S. Mentioned indicator determinates in cross û section of sample ratio of orientation angles of dominant fibres. Mentioned angles are calculated with regard to primary axes and to perpendicular to that. S is calculated separate for sections L and C, respectively SL and

Description

Technikos sritisTechnical field

Išradimas yra susijęs su mineralinės vatos kaip pluoštinės izoliacinės medžiagos struktūros tyrimais neardomaisiais būdais ir pagrindinių mineralinės vatos gaminių savybių prognozavimu.The present invention relates to the study of the structure of mineral wool as a fibrous insulating material by non-destructive methods and to the prediction of the basic properties of mineral wool products.

Technikos lygisState of the art

Struktūriškai mineralinė vata gali būti apibūdinama kaip erdvinė sistema, sudaryta iš daugybės tam tikra tvarka išsidėsčiusių vienas kito atžvilgiu ir persipynusių plaušų, tarpusavyje (dažniausiai plaušų kontaktų vietose) sujungtų rišikliu. Pavieniai elementarieji plaušai, jų erdvinės orientacijos gaminio tūryje pobūdis, rišančiųjų medžiagų buvimas nulemia termoizoliacinių medžiagų struktūrą ir pagrindines gaminių savybes. Taigi mineralinės vatos gaminiai tiriami mikro- ir makrostruktūriniuose lygiuose.Structurally, mineral wool can be described as a three-dimensional system consisting of a plurality of fibers arranged in a certain order relative to one another and bound together (usually at the fiber contact points) by a binder. The individual elemental fibers, the nature of their spatial orientation in the product volume, the presence of binders determine the structure of the insulating materials and the main characteristics of the products. Thus, mineral wool products are investigated at micro- and macro-structural levels.

Mikrostruktūra paprastai tiriama naudojant mikroskopinius tyrimo metodus. Paprastai mikroskopinių tyrimų pagalba nustatomi mineralinės vatos pavienių plaušų linijiniai (storis, ilgis) matmenys, jų paviršiaus plotas, kontaktų (susiklijavimo plotas, kampai ir pan.) ypatumai bei atliekami plaušų paviršių stebėjimai ir pokyčių fiksavimas įvairių bandymų (pvz.: tiriant jų ilgaamžiškumą) metu. Mineralinės vatos mikrostruktūra labiausiai įtakoja gaminių šilumines savybes.Microstructure is usually studied using microscopic examination methods. Usually microscopic investigations determine the linear (thickness, length) dimensions of mineral wool single fibers, their surface area, peculiarities of contacts (bonding area, angles, etc.), and observe the fiber surfaces and record changes in various tests (eg by examining their durability). years. The microstructure of mineral wool mainly influences the thermal properties of the products.

Tačiau atliekant tyrimus įvairiais mikroskopiniais prietaisais susiduriama su analizuojamos struktūros riboto ploto problema. Atlikti stebėjimai leidžia nustatyti ir apibūdinti tik smulkiausius pluoštinio gaminio mikrostruktūros ypatumus ir geriausiu atveju apimančius keliolika plaušų arba 3-5 mm2 plotą.However, research with a variety of microscopic devices has a problem with the limited area of the structure being analyzed. The observations made allow the identification and characterization of only the finest features of the microstructure of the fibrous product and, at best, covering a dozen fibers or an area of 3-5 mm 2 .

Dėl to mineralinės vatos struktūroje dominuojančių plaušų ar kryptingos jų dalies išsidėstymą nepavyksta įžvelgti. Norint analizuoti pluoštinių medžiagų makrostruktūras, būtina pasitelkti kitus tyrimo metodus ir prietaisus.As a result, the distribution of fibers or the predominant part of the fiber in the mineral wool structure cannot be discerned. Other research methods and devices are required to analyze the macrostructures of fibrous materials.

Medžiagos makrostruktūra - tai sandara, kurios elementų ar porų dydžiai yra apie 10*5-10'3 m, todėl ji gali būti tiriama naudojant nedidelio didinimo optines priemones arba be jų. Vizualinė apžiūra leidžia atskirti mineralinės vatos gaminius pagal plaušų orientaciją struktūroje. Aiškiai įžiūrimas plaušų ar jų grupių kryptingumas, struktūros nevienalytiškumas (sritys su mažu kiekiu, ar visai be organinių medžiagų) bei sukietėję didesni neišplaušintų dalelių intarpai. Pluoštinių medžiagų makrostruktūros fiksavimui ir analizavimui pasitelkiamos skaitmeninės ir kompiuterinės priemonės. Makrostruktūros (didesnių plotų) analizė gali būti atliekama paviršių skenavimo ir vaizdų analizavimo technika. Skenavimui naudojant plokštinius skaitytuvus, o vaizdų analizei pasitelkiant sukurtas kompiuterines programas. Naudojantis įvairaus tipo skaitytuvais galima perkelti įvairaus dydžio (iki 420x210 mm) skenuotus vaizdus, taip išsprendžiama nepakankamo analizuojamo ploto problema.The macrostructure of a material is a structure with elements or pore sizes of about 10 * 5 -10 ' 3 m, so it can be studied with or without low magnification optical means. Visual inspection allows to distinguish mineral wool products according to the fiber orientation in the structure. The directionality of the fibers or groups of fibers, the heterogeneity of the structure (areas with little or no organic matter) and the hardened larger inclusions of unfiltered particles are clearly visible. Digital and computer tools are used to capture and analyze the macrostructure of fibrous materials. Macrostructure (larger areas) analysis can be done by surface scanning and image analysis techniques. For scanning using flatbed scanners, and for image analysis using developed computer programs. Different types of scanners allow you to transfer scanned images of various sizes (up to 420x210 mm), which solves the problem of insufficient area to be analyzed.

Tarptautinėje paraiškoje WO 2003/054270 aprašytas mineralinio pluošto izoliacinio dviejų tankių plokščių gamybos būdas. Gaminio struktūrai aprašyti naudojami Tau (T) ir Kappa (K) rodikliai, apibūdinantys plaušų dominuojančią orientaciją. Rodikliai gaunami nuskenavus kiekvieno atitinkamo skerspjūvio dalis per visą sluoksnio storį ir atliekant duomenų greitąją Furjė transformaciją. Gamybos procesas reguliuojamas pagal parinktus Tau ir Kappa dydžius.International application WO 2003/054270 describes a method for manufacturing mineral fiber insulating two-density panels. Tau (T) and Kappa (K) indices are used to describe the dominant orientation of the fiber. Indicators are obtained by scanning portions of each relevant cross-section over the entire thickness of the layer and performing a fast Fourier transform of the data. The production process is adjusted to the selected sizes of Tau and Kappa.

Rodikliai Tau ir Kappa ir jų apskaičiavimo bei nustatymo būdas nėra pakankamai tikslūs.The indicators for You and Kappa and how they are calculated and determined are not accurate enough.

Tarptautinėje paraiškoje WO 1999/056112 aprašytas mineralinės vatos demblių plaušų struktūros nustatymo būdas. Šiuo būdu nustatant plaušų struktūrą atitinkama mineralinės vatos demblio vieta apšviečiama įstrižai, bent vienas šios zonos atvaizdas įrašomas vaizdo kameroje, įrengtoje statmenai jos paviršiui. Kiekvienam vaizdo taškui priskiriamas skaitmeninis signalas, atitinkantis jo šviesos tankį, skaitmeniniu jis paverčiamas tiesiog vaizdo kameroje arba toliau montuojamoje skaitmeninimo stadijoje. Tokiu būdu, naudojantis vaizdų apdorojimo sistema ir remiantis šviesos tankio skaitmeniniais signalais, nustatoma vertikalių plaušų procentinė dalis ir kryptis. Šis būdas taikomas gamyboje, siekiant gauti duomenis apie sąsają tarp mineralinės vatos demblio mechaninių ir (arba) šiluminių savybių ir nustatytų vertikalių plaušų procentinės dalies bei kryptingumo verčių ir siekiant automatizuoti mineralinės vatos demblių gamybą ir, remiantis surinktais duomenimis, automatiškai sureguliuoti perorientavimo mašinos išilginės kompresijos greitį.International Application WO 1999/056112 describes a method for determining the fiber structure of mineral wool mats. In this way, the fiber structure is illuminated diagonally by the determination of the fiber structure, and at least one image of this area is recorded on a video camera perpendicular to its surface. Each pixel is assigned a digital signal corresponding to its luminous intensity, digitized either directly in the camcorder or in a subsequent digitization step. In this way, the percentage and direction of the vertical fibers are determined using an image processing system based on digital signals of light density. This method is used in manufacturing to obtain data on the relationship between mechanical and / or thermal properties of a mineral wool mat and the determined percentage and directional values of vertical fibers and to automate the production of mineral wool mats and automatically adjust the longitudinal compression speed of the reordering machine. .

Ir šis plaušų struktūros nustatymo būdas nėra pakankamai tikslus.And this method of determining fiber structure is not accurate enough.

Išradimo esmėThe essence of the invention

Išradimas sprendžia mineralinės vatos plaušų išsidėstymo nustatymo ir apskaičiavimo tikslumo problemą. Siūlomas išradimas įgalina nedestrukciniu metodu prognozuoti mineralinės vatos gaminių gniuždymo stiprio savybes ir makrostruktūros rodiklius panaudoti mineralinės vatos struktūros anizotropiškumo laipsniui išreikšti.The invention solves the problem of determining and calculating the distribution of mineral wool fibers. The present invention enables the non-destructive method of predicting the compressive strength properties and the macrostructural characteristics of mineral wool products to express the degree of anisotropy of the mineral wool structure.

Siūlomas mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo būdas, apimantis viso arba dalies skerspjūvio skenavimą per bandinio storį, nuskenuoto vaizdo apdorojimą programine įranga, naujas yra tuo, kad nustačius pluošto klodo judėjimo kryptį, skenuojami du bandinio skerspjūviai: lygiagretus klodo judėjimo krypčiai (L) ir statmenas klodo judėjimo krypčiai (C), nuskenuoti vaizdai analizuojami programine įranga, skirta vaizdų, objektų ir fonų analizei, skaičiuojamos pavienių kampų vertės ir jų vidutinis dydis, bandymo rezultatai išreiškiami makrostruktūros rodikliu S. Jis nusako bandinio pjūvyje dominuojančių plaušų orientacijos kampų, išmatuotų pagrindinės ašies ir statmenos jai atžvilgiu, santykį. S skaičiuojamas atskirai pjūviams L ir C, atitinkamai Sl ir Sc, mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių ir makrostruktūros rodiklių Sl ir Sc funkcinė priklausomybė nustatoma pagal lygtį:The proposed method for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products, comprising scanning the whole or part of the cross-section through the thickness of the specimen, software scanning the scanned image, is that two specimens are scanned once parallel to the direction of motion (L) and perpendicular to the direction of motion of the web (C), the scanned images are analyzed by software for the analysis of images, objects and backgrounds, the individual angles values and their mean are calculated, and the test results are expressed as macrostructure index S. axis and perpendicular to it. S is calculated separately for the sections L and C, Sl and S c , respectively, and the functional relationship between the physical and mechanical properties and the macrostructural characteristics Sl and S c of mineral wool products is given by:

σθ = -107,77 + 0,51 ps+ 5,93 M + 54,81 Sc + 7,02 SL, kur σβ - gniuždymo ribinis įtempis, ps-tankis,σ θ = -107.77 + 0.51 ps + 5.93 M + 54.81 S c + 7.02 S L where σ β is the compressive stress, ps-density,

M - organinių medžiagų kiekis.M - organic matter content.

Kadangi kai kuriuose bandiniuose L ir C pjūviuose dominuojančių plaušų kampai skiriasi, tai ir apskaičiuoti makrostruktūros rodikliai kiekviename pjūvyje yra skirtingo dydžio. Tuo atveju, kai nėra galimybės nustatyti konvejerio judėjimo kryptį ir teisingai pažymėti pjūvių kraštines, gali būti skaičiuojamas makrostruktūros rodiklių Sl ir Sc vidurkis Sl-c, o mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių ir makrostruktūros rodiklio SL-c funkcinė priklausomybė nustatoma pagal lygtį:As the angles of the dominant fibers differ in some samples in the L and C sections, the calculated macrostructure indices are also different in each section. In the case where no way to the conveyor direction and correctly marked incision edges may be calculated macrostructure indicators Sl and S c Average SL-C and the mineral wool products of physical and mechanical properties and macrostructure indicator S L -c functional dependence is determined by the equation :

σθ = -140,66 + 0,55 ps + 8,06 M + 82,35 · SL.C.σ θ = −140.66 + 0.55 p s + 8.06 M + 82.35 · S L. C.

Pagal makrostruktūros rodiklio Sl-c dydžius galima spręsti apie gaminio struktūroje dominuojančių plaušų išsidėstymą pagrindinės (sutampančios su konvejerio judėjimo kryptimi) ašies atžvilgiu: kai SL-c 0,75, tuomet turime tariamai horizontalią plaušų orientaciją; kai SL.C = 0,76 - 1,09, tuomet turime tariamai chaotišką plaušų orientaciją, ir kai SL-c £ 1,10, turime tariamai vertikalią plaušų orientaciją.The magnitudes of the macrostructure index Sl-c indicate the distribution of the fibers of interest in the structure of the product relative to the main axis (coinciding with the direction of movement of the conveyor): when S L -c 0.75, then we have an apparently horizontal fiber orientation; when S L. C = 0.76 - 1.09, then we have the supposedly chaotic fiber orientation, and when S L -c £ 1.10, we have the supposedly vertical fiber orientation.

Trumpas brėžinių aprašymasBrief description of the drawings

Išradimas paaiškinamas brėžiniais, kuriuose;The invention is explained in the drawings in which;

pav. Fig. 1 pavaizduota bandinių paviršių žymėjimo ir skenavimo schema;Fig. FIG. Figure 1 is a schematic of marking and scanning sample surfaces;

pav. Fig. 2 - bandinio paviršiaus nuskaitymas skaitytuvu;Fig. FIG. 2 - scanning the specimen surface with a scanner;

pav. Fig. 3 - programos „Image Tool“ lango vaizdas: 1 - skenuotame paviršiuje pažymėti analizuojami objektai (charakteringi plaušai ir jų grupės); 2 10 skaičiavimo rezultatai; apskaičiuoti kampai ir jų vidutinis dydis;Fig. FIG. 3 - Image Tool window view: 1 - Analyzed objects (characteristic fibers and their groups) marked on the scanned surface; 2 10 calculation results; calculated angles and their average size;

pav. Fig. 4 - bandinio pjūvyje L skenavimo schema: a - pluošto klodo judėjimo kryptis; b - plaušų posvyrio kampo x ašies atžvilgiu nustatymo kryptis; c plaušų posvyrio kampo x‘ ašies atžvilgiu nustatymo kryptis;Fig. FIG. 4 - Schematic diagram of the L section of the specimen: a - direction of movement of the fiber web; b is the direction of the determination of the inclination of the fibers in relation to the x-axis; c a direction for determining the inclination of the fibers with respect to the x 'axis;

pav. Fig. 5 - apskaičiuotų makrostruktūros rodiklio SL.C dydžių 15 pasiskirstymas visų tipų bandiniams;Fig. FIG. 5 - computed macrostructure index S L. Distribution of C values 15 for all types of specimens;

pav. Fig. 6 - gniuždymo ribinio jtempio priklausomybės nuo makrostruktūros rodiklio ir tankio diagrama;Fig. FIG. 6 - diagram of macrostructure dependence and density of compressive stress limit;

pav. Fig. 7 - apkrovos-deformacijos kreivių priklausomai nuo gniuždančiosios apkrovos veikimo krypties grafikas: 3 - išilgai pluošto klodo judėjimo krypties (bandinys MVV-1.4/8), 4 - statmenai pluošto klodo judėjimo krypčiai (bandinys MVV-1.3/7), 5 - statmenai gaminio paviršiui (bandinys MVV-1.2/5).Fig. FIG. 7 - graph of load-deflection curves depending on direction of compressive load: 3 - along the direction of movement of the fiber blanket (sample MVV-1.4 / 8), 4 - perpendicular to the direction of motion of the fiber blanket (sample MVV-1.3 / 7), 5 surface (sample MVV-1.2 / 5).

Išradimo įgyvendinimo aprašymasDescription of Implementation of the Invention

Plaušų ir jų grupių orientacijos dominavimas struktūroje nustatytas 25 makrostruktūros skaitmeninio fiksavimo ir analizavimo principu. Mineralinės vatos plokščių paviršiaus per storį fragmentai buvo skenuojami, o užfiksuoti vaizdai perkeliami į kompiuterį. Tuomet kompiuterizuotu skaitmeninių vaizdų analizės metodu tiriamas plaušų išsidėstymas.The dominance of the orientation of fibers and their groups in the structure was determined by the principle of 25 digital capture and analysis of macrostructure. Fragments of the surface of mineral wool slabs were scanned and the captured images transferred to a computer. The location of the fibers is then investigated by computerized digital image analysis.

Bandiniai iš plokščių išpjaunami lygiais kraštais ir taip, kad būtų kuo 30 mažesnis „paviršiaus pašiaušimas“. Prieš skenuojant pageidautina nustatyti pluošto klodo judėjimo konvejeriu kryptį ir pagal tai sužymėti paviršius: pjūvis L - lygiagrečiai judėjimo krypčiai, pjūvis C - statmenai judėjimo krypčiai (1 pav.). Pluošto judėjimo kryptis pažymėta rodykle.The specimens are cut from the plates with smooth edges and in a way that minimizes the "surface fouling". Before scanning, it is desirable to determine the direction of movement of the fiber web by the conveyor and mark the surface accordingly: section L - parallel to the direction of movement, section C - perpendicular to the direction of movement (Fig. 1). The direction of movement of the fiber is indicated by an arrow.

Bandinio kraštai buvo skenuojami plokščiuoju skaitytuvu (naudotas „Hevvlett Packard ScanJet 7400C“), perkeliant paviršinį vaizdą į skaitmeninį paveikslą. Bandinys ant skaitytuvo uždedamas taip, kad tiriamojo bandinio kraštinė x ašyje sutaptų su skaitytuvo nuskaitymo kryptimi, o kita bandinio kraštinė būtų statmena skaitytuvo skleidžiamos šviesos krypčiai (2 pav.). Nuskaitymas vyksta skenuojant visą ar dalį skerspjūvio per bandinio storį. Analizuojami paviršiai skenuoti, esant 120-400 dpi raiškai juodai-baltu rėžimu, o vaizdas išsaugomas 100*500 pikselių ar kito dydžio BMP, TIF, GIF ar JPEG formato paveikslu. Vaizdų apdorojimui atlikti panaudota programa UTHSCSA Image Tool 3.0 for Windows, kuri skirta vaizdų, objektų ir fono analizei mikroskopijos, medicinos, metalurgijos ir daugelį kitų sričių. Šią programą galima surasti internete adresu: http://ddsdx.uthscsa.edu/dig/download.htm/.The edges of the specimen were scanned with a flatbed scanner (used in the Hevvlett Packard ScanJet 7400C), transferring the surface image to a digital image. Place the specimen on the scanner in such a way that the x-axis of the test specimen coincides with the scanning direction of the scanner and the other side of the specimen is perpendicular to the direction of the light emitted by the scanner (Figure 2). Scanning is done by scanning all or part of the cross-section through the thickness of the specimen. The analyzed surfaces are scanned at 120-400 dpi in black and white, and the image is saved in a BMP, TIF, GIF, or JPEG image size of 100 * 500 pixels or other. UTHSCSA Image Tool 3.0 for Windows is used for image processing, which is used for analysis of images, objects and background in microscopy, medicine, metallurgy and many other fields. This program can be found online at http://ddsdx.uthscsa.edu/dig/download.htm/.

Kadangi vertinami nespalvoti vaizdai, tai jų spalvingumą pilkoje spalvų gamoje sudaro spalvos: nuo juodos spalvos (0 reikšmė) iki baltos spalvos (255).Because black-and-white images are valued, their color gamut in gray color ranges from black (value 0) to white (255).

Kompiuteriu tiriamajame vaizde pažymimi visi objektai, išsiskiriantys pilkoje spalvų gamoje, o jų užimti plotai nusako makrostruktūros sudedamąsias (karkasą ir poras). Balta spalva žymini plaušai ir (arba) jų grupės, o poros ir tuštumos yra juodos spalvos. Paprastai balta spalva pažymimi plaušai, betarpiškai kontaktuojantys su skaitytuvo paviršiumi, kintantis spalvingumas parodo objektų nutolimą nuo paviršiaus arba perėjimą iš vienos struktūrinės sudedamosios dalies į kitą.In a computer image, all objects in a gray scale are marked in the exploratory image, and the areas occupied by them represent macrostructure components (skeleton and pores). White represents fibers and / or groups of fibers and pores and voids are black. Usually white fibers that come in direct contact with the scanner surface, the varying coloration indicates the distance of objects from the surface or the transition from one structural component to another.

Prieš pradedant darbą būtina programoje „Image Tool“ pasirinkti atitinkamus nustatymus punkte (Settings -> Preferences).Before starting work, it is necessary to select the appropriate settings in the Image Tool (Settings -> Preferences).

Vaizdai buvo apdorojami tokia tvarka:The images were processed in the following order:

a) paleidus kompiuteryje instaliuotą programą „Image Tool“, atsidariusiame lange įkeliamas analizuojamas paveikslas;a) When you run the "Image Tool" installed on your computer, a window opens to load the image to be analyzed.

b) atliekamas vaizdo automatinis ryškumo ir kontrasto reguliavimas;(b) automatic brightness and contrast adjustment of the image;

c) paveiksle objektai surandami ir pažymimi;c) in the figure objects are found and marked;

d) atsidariusiame Find Objects lange pažymima Automatic;d) In the Find Objects window that opens, check Automatic;

e) programai skaičiais pažymėjus kiekvieną objektą (3 pav., analizuojamas objektas 1), analizė tęsiama skaičiuojant kampus;e) after the program has numerically marked each object (Fig. 3, object 1 is analyzed), the analysis is continued by counting the angles;

f) baigus skaičiavimus, lange pasirodo gauti pavieniai išmatuotų kampų rezultatai ir jų vidutinis dydis (3 pav., kampų vertės 2).f) Once the calculations have been completed, the results of the individual measured angles and their mean value appear in the window (Fig. 3, angle values 2).

Toliau atliekame 90° kampu pasukto bandinio paveikslo analizę, vadovaujantis aukščiau aprašytais a) - f) punktais.We then proceed to analyze the specimen rotated at 90 ° according to (a) to (f) above.

Tradiciniu gamybos technologijos būdu gaminant mineralinę vatą dauguma plaušų ant konvejerinio tinklo išsidėstyto horizontalia kryptimi. Tačiau visuomet dėl gamybos proceso ypatumų tam tikra dalis plaušų yra orientuoti „atsitiktine kryptimi“. Mineralinės vatos ir kitų pluoštinių medžiagų savybės yra plaušų orientacijos funkcija, nes jų išsidėstymo kryptis įtakoja gaminių fizikinių-mechaninių rodiklių dydį.In the traditional method of manufacturing mineral wool, most fibers are placed horizontally on a conveyor belt. However, due to the specific nature of the production process, a certain proportion of the fibers are oriented "randomly". The properties of mineral wool and other fibrous materials are a function of the orientation of the fibers, since their orientation determines the size of the physical-mechanical properties of the products.

Pluoštinės struktūros valdymas - reguliuojant plaušų išsidėstymo kryptį pluošto klode gamybos technologinio proceso stadijoje leidžia gaminti norimų šiluminių, stipruminių ir deformacinių savybių mineralinės vatos gaminius.Fiber Structure Management - By controlling the fiber orientation in the fiber web stage of the manufacturing process, it allows the production of mineral wool products with desired thermal, strength and deformation properties.

Dominuojančių plaušų orientacijos gaminio struktūroje nustatymas pasitelkus 10 makrostruktūros rodiklius leidžia kiekybiškai vertinti mineralinės vatos gaminius pagal plaušų orientaciją.The determination of the dominant fiber orientation in the product structure using the 10 macrostructure indices allows quantification of mineral wool products according to the fiber orientation.

Kadangi visų pavienių plaušų orientacijos struktūroje, esant sąlyginai dideliam plotui, išmatuoti beveik neįmanoma, priimta, kad matuojamas makrostruktūroje dominuojančių plaušų grupių vidutinis posvyrio kampas tiriamos ašies atžvilgiu.As the orientation of all single fibers in a relatively large area is almost impossible to measure, it is assumed that the average tilt angle of the macrostructure-dominated fiber groups relative to the axis under investigation is measured.

Autorių (Οκπμ3κοβ 1966; 5o6poB 1987) nuomone pluoštinė struktūra gali būti vaizduojama kaip sudėtinga ryšinė sistema sudaryta iš daugybės elementarių sistemų, sudėtų viena ant kitos (grafiškai dviejų koordinačių ašyje galima pavaizduoti kaip trikampį), kurioje kampai a ir β svyruoja nuo 0 iki 180°. Kiekviena tokia sistema susideda iš struktūrinių elementų: plaušo, mažų organinės medžiagos dalelių ir neplaušinių lydalo intarpų.According to the authors (Οκπμ3κοβ 1966; 5o6poB 1987), the fibrous structure can be represented as a complex lattice system consisting of many elementary systems stacked on top of one another (graphically represented as a triangle on the two coordinate axes) with angles a and β ranging from 0-180 °. . Each such system consists of structural elements: fiber, small particles of organic matter and non-fibrous melt inclusions.

Darbe (Pourdeyhimi and Kim 2002) teigiama, kad plaušų orientacija neaustinėse medžiagose gali būti nusakoma orientacijos pasiskirstymo funkcija ψ, todėl ir ψ yra kampo a funkcija. Šios funkcijos ψ integralas tarp kampų ai ir a2 yra lygus tikimybei, kad plaušas yra išsidėstęs tarp kampų a1 ir a2.In the paper (Pourdeyhimi and Kim 2002) it is stated that the orientation of fibers in nonwovens can be defined by the orientation distribution function ψ, therefore ψ is also a function of angle a. The integral of this function ψ between the angles ai and a 2 is equal to the probability that the fiber is located between the angles a 1 and a 2 .

Šaltinyje (Rao at ei. 1991) randame, kad pavienių plaušų orientacija gali būti išreikšta krypties vektoriumi p. Šis vektorius atitinka plaušo geometrinę padėtį atitinkamos ašies atžvilgiu. Kadangi plaušų orientacija analizuojama plokštumoje (2D) tai krypties vektorių sudaro komponentai pi ir p2 atitinkantys posvyrio kampą <j>In the source (Rao at ei. 1991) we find that the orientation of single fibers can be expressed by the direction vector p. This vector corresponds to the geometry of the fiber with respect to its axis. Since the fiber orientation is analyzed in the plane (2D), the direction vector consists of the components pi and p 2 corresponding to the tilt angle <j>

ašies x atžvilgiu:with respect to the x-axis:

P> P> cos</> cos </> J>2. J> 2. sin</> sin </>

(1)(1)

Taigi keičiantis plaušų orientacijos kampui iš karto keičiasi ir vektoriaus komponentų padėtys ašių atžvilgiu.Thus, as the fiber orientation angle changes, the positions of the vector components with respect to the axes immediately change.

Dominuojančiai plaušų orientacijai ir kryptingumui išreikšti naudojamas makrostruktūros rodiklis (S). Jis nusako bandinio plokščiajame pjūvyje (per storį) dominuojančių plaušų ir jų grupių orientacijos kampų išmatuotų pagrindinės ašies (x) ir statmenos jai (x‘) ašyse santykį, Šiuo atveju x‘ ašis gaunama to paties bandinio plokštumą pasukant 90° kampu. Priimta, kad pagrindinė ašis x sutampa su pluošto klodo judėjimo konvejeriu kryptimi, todėl plaušų orientacija gaminyje apibūdinimą atsižvelgiant į tai (4 pav. a).The macrostructure index (S) is used to express the dominant fiber orientation and directionality. It expresses the ratio of the angles of orientation of the dominant fibers and their groups measured in the flat section (through thickness) of the sample to the principal axis (x) and perpendicular to it (x '), in which case the x' axis is obtained by The major axis x is assumed to coincide with the direction of the fiber web movement on the conveyor, so that the orientation of the fibers in the product is described in this context (Fig. 4 (a)).

Makrostruktūros rodiklis (S) apskaičiuojamas pagal formulę:The macrostructure index (S) is calculated using the formula:

S =-^«xčia: ax - pjūvyje dominuojančių plaušų išsidėstymo x ašies atžvilgiu vidutinio kampo dydis;S = - ^ «xx: a x is the mean angle of the x-axis distribution of the dominant fibers;

σχ· - pjūvyje dominuojančių plaušų išsidėstymo statmenai x ašiai vidutinio kampo dydis.σ χ · - size of the middle angle of the distribution of the dominant fibers perpendicular to the x axis.

Makrostruktūros rodiklio išreiškimas per kampų santykį padidina matavimo tikslumą (ypač chaotiškos plaušų orientacijos gaminiuose), nes dominuojantys plaušų kampai matuojami dviem kryptimis: lygiagrečiai (4 pav. b) ir statmenai (4 pav. c) x ašiai. Esant kryptingai plaušų orientacijai jų išsidėstymas ašių atžvilgiu akivaizdesnis. Kai kuriuose bandiniuose matėsi skirtingas plaušų išsidėstymas abiejuose pjūviuose (lygiagrečiai (L) ir statmenai (C) pluošto klodo judėjimo krypčiai), todėl ir makrostruktūros rodikliai skaičiuoti atskirai, juos pažymint atitinkamomis pjūvio raidėmis (L ar C).Expression of the macrostructure index over angles increases the accuracy of measurement (especially in products with a chaotic fiber orientation), since dominant fiber angles are measured in two directions: parallel (Fig. 4 b) and perpendicular (Fig. 4 c) to the x axis. With the directional orientation of the fibers, their distribution with respect to the axes is more evident. Some specimens showed different fiber distributions in both slices (parallel (L) and perpendicular (C) to the direction of motion of the fiber web), and therefore the macrostructure indices were calculated separately with the corresponding slice letters (L or C).

Kadangi apskaičiuoti ir Sc dydžiai tam pačiam bandiniui skiriasi, tai siekiant pašalinti tikimybę gauti klaidingą rezultatą, jei netinkamai būtų pažymėtos bandinių kraštinės, vietoj makrostruktūros rodiklių atskiriems pjūviams buvo apskaičiuojamas rodiklių vidurkis ir pateikiamas vienas dydis S^cŠių tyrimų metu tirti homogeniškos struktūros kryptingos ir chaotiškos plaušų orientacijos mineralinės vatos gaminiai, kurių tankis 33-200 kg/m3 ribose. Vizualiai apžiūrint bandinius galima matyti plaušų grupių atsitiktinį (chaotišką) arba kryptingą išsidėstymą struktūroje.Because calculated and Sc values differ for the same specimen, the average of the indices was calculated instead of the macrostructure indices for single slices to eliminate the probability of a false result if specimens were improperly labeled. Oriental mineral wool products with a density of 33-200 kg / m 3 . Visual inspection of the specimens reveals a random (chaotic) or directional arrangement of the fiber groups in the structure.

Eksperimentinių tyrimų metu išmatuotų ir apskaičiuotų dominuojančių plaušų posvyrio kampų bei makrostruktūros rodiklių vidutiniai dydžiai pateikti 1 lentelėje.The mean values of the dominant fiber tilt angles and macrostructure indices measured and calculated in the experimental studies are shown in Table 1.

lentelė. Plaušų posvyrio kampų bei makrostruktūros rodiklių vidutiniai dydžiai visų tipų bandiniamstable. Average values of fiber tilt angles and macrostructure for all types of specimens

Bandinio tipas Sample type Pjūvis L Harvest L Pjūvis C Section C Sl Sl Sc Sc Sl-c Sl-c ax a a x a ax°a x ° ax°a x ° ax°a x ° MVV-1.1 MVV-1.1 32,12 32.12 52,20 52.20 31,96 31.96 51,96 51.96 0,62 0.62 0,62 0.62 0,62 0.62 MVV-1.2 MVV-1.2 41,02 41.02 45,38 45.38 37,68 37.68 49,05 49.05 0,90 0.90 0,77 0.77 0,84 0.84 MVV-1.3 MVV-1.3 46,16 46.16 39,48 39.48 48,12 48.12 37,53 37.53 1,17 1.17 1,28 1.28 1,23 1.23 MVV-1.4 MVV-1.4 45,78 45.78 40,77 40.77 40,44 40.44 45,73 45.73 1,12 1.12 0,88 0.88 1,00 1.00 MVV-1.5 MVV-1.5 42,35 42.35 43,68 43.68 49,16 49.16 35,94 35.94 0,97 0.97 1,37 1.37 1,17 1.17 MVV-1.6 MVV-1.6 37,07 37.07 46,51 46.51 35,23 35.23 48,62 48.62 0,80 0.80 0,73 0.73 0,76 0.76 MVV-1.7 MVV-1.7 39,48 39.48 44,82 44.82 36,84 36.84 48,13 48.13 0,89 0.89 0,77 0.77 0,83 0.83

Iš 1 lentelėje pateiktų rezultatų matome, kad apskaičiuoti vidutiniai kampai x ir x‘ ašių atžvilgiu skirtingo tipo bandiniams skiriasi. Didžiausi kampų skirtumai išmatuoti bandiniams, kuriems ir apžiūrint vizualiai matomas aiškiai išreikštas plaušų kryptingumas. MVV-1.1 bandiniams skirtumas tarp vidutinių ax ir σχ< kampų sudarė 20,08°. O MVV-1.5 bandiniams vidutinio kampo skirtumas tarp ax ir αχ· siekė 13,22°. Iš visų bandinių didžiausias kampų skirtumas buvo išmatuotas vienam iš MVV-1.1 tipo bandiniui (pjūvyje C) ir siekė 29,19°.From the results in Table 1, we can see that the calculated mean angles for the x and x 'axes differ for different types of specimens. The largest angular differences were measured for specimens which, when viewed visually, exhibit clear fiber directionality. For MVV-1.1 specimens, the difference between the mean angles a x and σ χ <was 20.08 °. And for MVV-1.5 specimens, the mean angle difference between a x and α χ · was 13.22 °. From all specimens, the maximum angle difference was measured for one of the MVV-1.1 specimens (section C) and reached 29.19 °.

Toliau pateiksime 7 vizualinius aprašymus vieno bandinio (kurio apskaičiuoti kampai ir makrostruktūros rodikliai artimi to tipo vidurkiui) iš kiekvieno MW-1.1-MW1.7 bandinių tipo.Below we present 7 visual descriptions of one specimen (with calculated angles and macrostructure indices that are close to the average for that type) from each MW-1.1 to MW1.7 specimen type.

Vizualiai apžiūrėjus MVV-1.1/1 tipo bandinį buvo matyti, kad struktūroje dominuoja horizontali plaušų orientacija, o ir abiejose pjūviuose (L ir C) plaušų išsidėstymas x ašies atžvilgiu yra panašus. Tai patvirtina išmatuoti artimi ax kampų dydžiai (31,3° pjūvyje L ir 33,48° pjūvyje C). Tuo tarpu ax· kampai nežymiai skiriasi: pjūvyje L išmatuotas vidutinis ax- = 52,54°, o pjūvyje C ax· buvo 49,89°. Apskaičiavus makrostruktūros rodiklius atitinkamame pjūvyje gauti panašūs dydžiai: abiejų pjūvių ( SL = 0,6 ir Sc = 0,67). Toliau skirtingo tipo bandinių plaušų išsidėstymo ypatumams aprašyti naudojami tik makrostruktūros rodikliai, o ne skaitiniai kampų dydžiai.Visual inspection of the MVV-1.1 / 1 specimen showed that the structure is dominated by the horizontal orientation of the fibers and that the distribution of the fibers with respect to the x-axis is similar in both sections (L and C). This is confirmed by the measured close angles of a x (31.3 ° in section L and 33.48 ° in section C). Meanwhile, the angles of a x · were slightly different: in section L, the average a x - = 52.54 ° was measured, whereas in section C a x · was 49.89 °. Calculation of the macrostructure indices in the respective slice yielded similar values: both slices (S L = 0.6 and S c = 0.67). In the following, only the macrostructure indices are used to describe the peculiarities of fiber distribution of the different types of specimens, not the numerical angles.

Tuo tarpu MVV-1.2/5 tipo bandinio L ir C pjūviuose buvo matomas skirtingas plaušų išsidėstymas: pjūvyje L dominuoja labiau chaotiškos orientacijos plaušai, o pjūvyje C stebimas didesnis horizontaliai išsidėsčiusių plaušų kiekis. Todėl atitinkamai skiriasi ir apskaičiuoti makrostruktūros rodikliai (0,9 pjūviui L, o 0,78 pjūviui C).Meanwhile, in the MVV-1.2 / 5 specimen, different fiber distributions were seen in sections L and C: section L is dominated by fibers of a more chaotic orientation, while section C shows a larger amount of horizontally distributed fibers. Therefore, the calculated macrostructure indices (0.9 for slice L and 0.78 for slice C) differ accordingly.

MVV-1.3/7 tipo bandiniui išmatuotų σχ ir ax‘ kampų ir apskaičiuotų ir Sc rodiklių dydžiai buvo labai dideli (1,16 ir 1,32), lyginant su prieš tai analizuotų bandinių (MW-1.1 ir MW-1.2) apskaičiuotais makrostruktūros rodikliais. Bandinyje abu pjūviai rodo kryptingą vertikaliai išsidėsčiusių plaušų dominavimą struktūroje.For the MVV-1.3 / 7 sample, the measured angles σ χ and a x ′ and the calculated and S c values were very large (1.16 and 1.32) compared to the samples analyzed previously (MW-1.1 and MW-1.2). calculated macrostructure indices. In the specimen, both slices show the directional dominance of the vertically located fibers in the structure.

MVV-1.4/8 bandinio abu pjūviai pakankamai skirtingi: L pjūvyje aiškiai matoma vertikalia kryptimi (nes SL = 1,11) išsidėsčiusių plaušų orientacija, o C pjūvyje nėra aiškiai išreikšto dominuojančių plaušų pasiskirstymo kažkurios nors vienos ašies atžvilgiu, todėl makrostruktūros rodiklis Sc = 0,89.The MVV-1.4 / 8 sample exhibits quite different shapes: the L-section clearly shows the orientation of the fibers in the vertical direction (since S L = 1.11), and the C-section does not clearly show the distribution of dominant fibers on any one axis, so the macrostructure index Sc = 0.89.

MW-1.5/8 tipo bandinio struktūroje vyrauja plaušų išsidėstymas labai artimas kaip buvo ir MW-1.3 tipo bandiniuose. MW-1.5 bandinio L pjūvyje dominuoja plaušų struktūrinis chaotiškumas (Sc = 0,96), o C pjūvyje - labai aiškiai matoma pakankamai tvarkingai vertikalia kryptimi išsidėsčiusių plaušų orientacija. Tai patvirtina ir apskaičiuotas makrostruktūros (tame pjūvyje) rodiklio didžiausias dydis (1,4)·The structure of the MW-1.5 / 8 specimen is characterized by a very close distribution of fibers as in the MW-1.3 specimens. The MW-1.5 specimen has a L-section dominated by the structural chaosicity of the fibers (Sc = 0.96) and a C-section showing a very well-ordered vertical orientation of the fibers. This is confirmed by the estimated maximum size of the macrostructure (in that section) (1,4) ·

Bandinių MVV-1.6/2 ir MVV-1.7/2 abiejuose (L ir C) pjūviuose buvo matoma chaotiška plaušų orientacija. Nors kaip matyti iš apskaičiuotų nedidelių (0,75; 0,77) makrostruktūros rodiklių stebima „horizontalėjanti“ plaušų išsidėstymo tendencija.In the MVV-1.6 / 2 and MVV-1.7 / 2 specimens, a chaotic fiber orientation was seen in both (L and C) slices. Although the estimated small (0.75; 0.77) macrostructure indices show a "horizontal" tendency of fiber distribution.

Apskaičiuotų makrostruktūros rodiklių vidurkiai, standartiniai nuokrypiai ir mažiausių-didžiausių dydžių pasiskirstymas pateikiamas 5 paveiksle.The averages, standard deviations, and minimum-maximum size distributions of the estimated macrostructure indices are shown in Figure 5.

5 paveiksle pavaizduotų S/..c dydžių pasiskirstymas rodo, kad dominuojančių plaušų išsidėstymo kryptis struktūroje gali būti apibūdinama makrostruktūros rodikliu. MW-1.1 bandinių, kurių struktūroje dominuoja daugiau horizontalios orientacijos plaušai SL.c rodiklis yra mažas (0,5-0,73), o apskaičiuotas variacijos koeficientas svyruoja ±14,8 % ribose. O MVV-1.3 ir MW-1.5 bandiniuose, kur dominuoja vertikalios orientacijos plaušai, Sl-c yra didelis (1,12-1,31), bet variacijos koeficientas pakankamai mažas ±3,5-4,4 %. Iš tokių variacijos koeficiento dydžių galime teigti, kad vertikalios plaušų orientacijos bandinių struktūra vienalytiškesnė. Likusių, chaotiškos struktūros, bandinių SL-c rodiklis kinta ir išsidėsto tarp kryptingos struktūros minimalaus ir maksimalaus rodiklio dydžių (0,76-1,09) dėl aiškiai išreikštos plaušų orientacijos nebuvimo.The distribution of the S / .. c values in Figure 5 shows that the direction of the dominant fibers in the structure can be characterized by a macro-structure indicator. For MW-1.1 specimens with a more dominantly oriented fiber structure, the S L .c index is low (0.5-0.73) and the estimated coefficient of variation is within ± 14.8%. In the MVV-1.3 and MW-1.5 samples, where vertical orientation fibers are predominant, Sl-c is high (1.12-1.31) but the coefficient of variation is rather low ± 3.5-4.4%. From these coefficient of variation coefficients we can say that the structure of the samples with vertical fiber orientation is more homogeneous. The S L -c index of the remaining, chaotic structure samples varies between the minimum and maximum values of the directional structure (0.76-1.09) due to the absence of a clear fiber orientation.

Taigi galime teigti, kad makrostruktūros rodikliai SG Sc, SL-c yra tinkami kiekybiškam plaušų orientacijos mineralinės vatos struktūroje įvertinimui. Pagal gautus rodiklių dydžius galima nustatyti dominuojančių plaušų pasiskirstymą.Thus, we can state that the macrostructure indices S G S c , S L -c are suitable for the quantitative evaluation of fiber orientation in mineral wool structure. Based on the obtained values, the distribution of dominant fibers can be determined.

Homogeniškos struktūros gaminių skirstymas grindžiamas struktūriniais skirtumais, kuriuos sąlygoja plaušų orientacija. To įrodymui naudojami makrostruktūros rodiklio skaitiniai dydžiai apskaičiuoti pagal eksperimentinių tyrimų metu gautus rezultatus, išbandžius skirtingos orientacijos ir struktūros gaminius. 5 Pagal makrostruktūros rodiklio dydžius skirtingos struktūros gaminiams galime taikyti sąlyginę klasifikaciją, atsižvelgiant j struktūroje dominuojančių plaušų išsidėstymą pagrindinės ašies atžvilgiu (2 lentelė).The classification of products of a homogeneous structure is based on structural differences due to the orientation of the fibers. The numerical values of the macrostructure indicator used to prove this have been calculated from the results of experimental studies after testing products of different orientation and structure. 5 Based on the size of the macrostructure index, we can apply a conditional classification to products of different structure, taking into account the distribution of the fibers dominating the structure with respect to the main axis (Table 2).

lentelė. Skirtingos struktūros mineralinės vatos gaminių skirstymas į grupes pagal makrostruktūros rodiklio dydįtable. Division of mineral wool products of different structure into groups according to the size of the macrostructure indicator

„Tariamai horizontalios orientacijos“ "Apparently horizontal orientation" „Tariamai chaotiškos orientacijos“ "Allegedly chaotic orientations" „Tariamai vertikalios orientacijos“ "Purportedly vertical orientation" kai Sl-c - 0,75 for Sl-c 0.75 kai Sl-c = 0,76-1,09 when Sl-c = 0.76-1.09 kai Sl-c 1,10 when Sl-c 1.10

Plaušų padėties gaminio struktūroje apibūdinimas buvo pasirinktas atsižvelgiant į dominuojančių plaušų padėtį gniuždymo apkrovų veikimo krypties atžvilgiu ir pluošto klodo judėjimo konvejeriu kryptį (gamybinės linijos kryptis). Pavyzdžiui, horizontalios kryptingos orientacijos plaušai gaminio struktūroje yra išsidėstę statmenai apkrovos veikimo krypčiai, o dominuojančių plaušų kryptis sutampa su pluošto klodo judėjimo, t.y. horizontalia kryptimi.The characterization of the fiber position in the product structure was selected based on the position of the dominant fibers with respect to the direction of action of the compressive loads and the direction of fiber web conveyor movement (production line direction). For example, horizontal directional fibers in the product structure are perpendicular to the direction of load application, while the direction of the dominant fibers coincides with the movement of the fiber web, i.e. in the horizontal direction.

Iš 2 lentelės matome, kad skirtingos struktūros gaminiai, kuriose daugiausia plaušų išsidėstę lygiagrečiai x ašiai - gali būti vadinami „tariamai horizontalios orientacijos“. Gaminiai, kuriose dominuoja statmeni x ašiai plaušai - vadinami „tariamai vertikalios orientacijos“. O gaminiai su atsitiktinai išsidėsčiusiais ar su aiškiai neapibrėžtos krypties ir (arba) orientacijos plaušais - vadinami „tariamai chaotiškos orientacijos“. Bendrai priimtas pluoštinės struktūros skirstymas yra labiau sąlyginis, kadangi greičiausiai idealių vienos ar kitos struktūros gaminių praktiškai nepagaminama.It can be seen from Table 2 that products with different structures, with the largest number of fibers arranged parallel to the x-axis, can be referred to as "supposedly horizontal orientations". Products predominantly perpendicular to the x-axis are termed "supposedly vertical". Conversely, products with randomly positioned fibers or fibers with an indeterminate orientation and / or orientation are referred to as "allegedly chaotic orientations". The generally accepted fiber structure partitioning is more conditional, since ideally one or another structure product is practically not produced.

Taigi nuskenavus gaminio paviršius ir atlikus gauto vaizdo analizę bei apskaičiavus dominuojančių plaušų struktūroje išsidėstymo vidutinius kampus ir apskaičiavus makrostruktūros rodiklį galima kiekybiškai apibrėžti gaminio tipą pagal plaušų struktūros orientaciją.Thus, by scanning the product surfaces and analyzing the resulting image and calculating the average angles of distribution of the dominant fiber structure and calculating the macrostructure index, it is possible to quantify the product type according to the fiber structure orientation.

Klasifikacija palengvina atitinkamai vertinti skirtingos struktūros mineralinės vatos gaminius, sprendžiant tradicinių termoizoliacinių medžiagų efektyvumo didinimo problemas. Kadangi pluoštinės struktūros valdymas, plaušų išsidėstymo krypties keitimas bei skirtingų tankių ir (arba) sluoksnių įvedimas gamybos procese lemia pagrindines mineralinės vatos gaminių stiprumines ir deformacines savybes (3 lentelė).The classification facilitates the appropriate assessment of mineral wool products of different structures, addressing the problems of increasing the efficiency of traditional thermal insulation materials. Because fiber structure control, fiber orientation change and the introduction of different densities and / or layers in the manufacturing process determine the basic strength and deformation properties of mineral wool products (Table 3).

Bandymų metu išmatuoti vidutiniai tankio, gniuždymo ribinio įtempio, organinių medžiagų kiekio ir makrostruktūros rodiklių dydžiai pateikti suvestinėje 3 5 lentelėje. Gniuždymo ribinio įtempio (σβ) nustatymas pasirinktas todėl, kad esant skirtingos struktūros bandiniams jie deformuosi skirtingai: vieniems matuojamas σ/ο, o kitiems ūm dydis.The mean values of density, compressive stress, organic matter and macrostructure measured during the tests are summarized in Table 3 5. The determination of the compressive stress limit (σ β ) was chosen because of the different deformation of the specimens of different structure: for some, σ / ο is measured and for others, ū m .

lentelė. Bandinių tankio, gniuždymo ribinio įtempio, organinių medžiagų kiekio irtable. Density of specimens, tensile stress, organic matter content, and

makrostrukl macrostrukl tūros rodiklių vidutiniai dydžiai average values of volume indices Bandiniai Samples Tankis (gniuždymo bandymuose) (Ps), kg/m3 Density (in compression tests) (Ps), kg / m 3 Gniuždymo ribinis jtempis (σβ), kPaCompressive stress limit (σ β ), kPa Organinių medžiagų kiekis (M), % Organic matter content (M),% Makrostruktūros rodikliai Macrostructure indicators St S t Sc Sc Sl-c Sl-c MVV-1.1 MVV-1.1 48,9 48.9 2,6 2.6 4,15 4.15 0,62 0.62 0,62 0.62 0,62 0.62 MVV-1.2 MVV-1.2 95,2 95.2 11,5 11.5 3,70 3.70 0,90 0.90 0,77 0.77 0,84 0.84 MVV-1.3 MVV-1.3 98,8 98.8 46,8 46.8 3,66 3.66 1,17 1.17 1,28 1.28 1,23 1.23 MVV-1.4 MVV-1.4 97,1 97.1 20,4 20.4 3,63 3.63 1,12 1.12 0,88 0.88 1,00 1.00 MVV-1.5 MVV-1.5 108,0 108.0 52,6 52.6 4,18 4.18 0,97 0.97 1,37 1.37 1,17 1.17 MVV-1.6 MVV-1.6 119,7 119.7 21,1 21.1 4,26 4.26 0,80 0.80 0,73 0.73 0,76 0.76 MVV-1.7 MVV-1.7 178,8 178.8 59,3 59.3 4,01 4.01 0,89 0.89 0,77 0.77 0,83 0.83

Vidutiniai išmatuoti tankių dydžiai svyruoja plačiame intervale: mažiausias 10 vidutinis tankis išmatuotas MVV-1.1 bandiniams siekia 48,9 kg/m3, o didžiausias MVV-1.7 bandiniams 178,8 kg/m3. Kadangi MVV-1.1 tipo bandiniai buvo nedidelio tankio (33,3-67,4 kg/m3) ir jiems paprastai nenustatinėjamas bei nedeklaruojamas gniuždymo jtempis, o mūsų išmatuoti dydžiai labai maži (1,1-3,5 kPa), tai šių bandinių šiose skaičiavimuose nevertinsime. Apskaičiuoti ps variacijos koeficientai 15 (δ) kiekvieno tipo bandiniams skiriasi ir kinta 5,7-10,2 %. Vidutiniai M dydžiai svyruoja 3,63-4,26 % ribose, o apskaičiuotas s = 0,05-0,88 %.Average measured densities range over a wide range: the lowest 10 mean densities measured for MVV-1.1 samples are 48.9 kg / m 3 and the highest for MVV-1.7 samples is 178.8 kg / m 3 . Because MVV-1.1 type specimens were low density (33.3-67.4 kg / m 3 ) and usually do not have undetectable and undeclared compressive stress and our measurements are very small (1.1-3.5 kPa), these samples will not be considered in these calculations. The estimated PS coefficients of variation for 15 (δ) for each sample type differ between 5.7 and 10.2%. The mean values of M range from 3.63% to 4.26%, and the calculated s = 0.05–0.88%.

Iš 3 lentelės galime matyti, kad σβ dydis labiausiai priklauso nuo tankio ir makrostruktūros rodiklių. Kadangi kai kuriuose bandiniuose L ir C pjūviuose dominuojančių plaušų kampai skiriasi, tai ir apskaičiuoti makrostruktūros rodikliai 20 kiekviename pjūvyje skirtingo dydžio. Siekiant nustatyti fizikinių ir mechaninių savybių ir makrostruktūros rodiklių tarpusavio funkcines priklausomybes buvo atlikti statistiniai daugialypės regresijos skaičiavimai ir sudaryta empirinė lygtis: ae = -107,77 + 0,51 ps + 5,93 M + 54,81 Sc + 7,02 SL (2)From Table 3 we can see that the size of σ β is most dependent on the density and macrostructure indices. Since the angles of the dominant fibers differ in some samples in the L and C sections, the calculated macrostructure indices are 20 different in each section. In order to determine the functional dependencies between physical and mechanical properties and macrostructure indices, statistical multiple regression calculations were performed and empirical equation was made: a e = -107.77 + 0.51 p s + 5.93 M + 54.81 S c + 7, 02 S L (2)

Sudarytos empirinės lygties statistiniai rodikliai pateikti 4 lentelėje. Iš šios lentelės duomenų matyti, kad lygties determinacijos koeficientas R2- 0,9161 daug didesnis už 0,7, taigi galime teigti, kad parinktas matematinis modelis yra teisingas.The statistical indicators of the empirical equation are presented in Table 4. It can be seen from the data in this table that the coefficient of determination R 2 - 0.9161 is much higher than 0.7, so we can say that the chosen mathematical model is correct.

lentelė. σ0 ir tiriamųjų rodiklių (p, M, Sc ir SJ funkcinės priklausomybės ir reikšmingumaitable. Functional dependencies and significance of σ 0 and exploratory variables (p, M, Sc and SJ)

R R R2 R 2 se s e Stjudento kriterijaus reikšmės The meanings of the student criterion Ps Ps M M Sc Sc s£ s £ 0,9571 0.9571 0,9161 0.9161 5,83 5.83 13,94 13.94 3,35 3.35 15,19 15.19 2,27 2.27

Iš 4 lentelės matome, kad visi tiriamieji rodikliai: tankis, organinių medžiagų kiekis, L ir C pjūvių makrostruktūros rodikliai yra reikšminiai, kadangi visų jų apskaičiuotos (2,27-15,19) Stjudento kriterijaus reikšmės didesnės nei kritinis lentelinis dydis (2,021). Tačiau makrostruktūros rodikliai skirtingai įtakoją σθ: Sc rodiklis labiau įtakoja nei S/., kadangi Sc rodiklio Stjudento kriterijaus dydis yra daugiau kaip šešis kartus didesnis nei Sl rodiklio. Tai sąlygota plaušų išsidėstymų gamybos proceso metu, nes bandinių kraštinės buvo pažymėtos pagal pluošto klodo judėjimo konvejeriu kryptį: pjūvis L - lygiagrečiai judėjimo krypčiai, pjūvis C - statmenai judėjimo krypčiai. Tačiau realiose sąlygose ir (arba) turint nedidelį tiriamos medžiagos fragmentą gali būti pakankamai sudėtinga nustatyti konvejerio judėjimo kryptį ir teisingai pažymėti pjūvių kraštines. O neteisingai pažymėti pjūviai iškreips skaičiavimo rezultatus.From Table 4 we can see that all investigated parameters: density, organic matter content, L and C section macrostructure indices are significant, because all of them calculated (2,27-15,19) Student's values are higher than critical table size (2,021). However, the macrostructure indices have a different influence on σθ: S c than S /., Because the size of the Student's criterion of Sc is more than six times larger than that of Sl. This was determined by the fiber arrangement during the manufacturing process, as the edges of the specimens were marked according to the direction of movement of the fiber web by conveyor: section L - parallel to the direction of movement, section C - perpendicular to the direction of movement. However, under realistic conditions and / or having a small fragment of the material to be tested, it can be quite difficult to determine the direction of movement of the conveyor and correctly mark the edges of the sections. Incorrectly marked slices will distort the results of the calculation.

Todėl siekiant išvengti netikslumų matavimų metu atliksime papildomus statistinius skaičiavimus (5 lentelė), kurių metu įvertinsime abiejų makrostruktūros rodiklių vidutinio dydžio, tankio ir organinių medžiagų įtaką gniuždymo ribiniam jtempiui.Therefore, in order to avoid inaccuracies in the measurements, we will perform additional statistical calculations (Table 5), which will evaluate the influence of the average size, density and organic matter of both macrostructure indices on the compressive limit stress.

lentelė. SL-c, Ps ir M įtakos σθ dydžiui funkcinės priklausomybės ir reikšmingumai apskaičiuoti daugialypės regresijos metodutable. Functional dependencies and significance of the influence of S L -c, Ps and M on σθ by multivariate regression

R R R2 R 2 Se That's it Stjuden Stjuden to kriterijaus rei that criterion rei <šmės <shames Ps Ps M M Sl-c Sl-c 0,9492 0.9492 0,9006 0.9006 7,22 7.22 12,43 12.43 3,79 3.79 14,03 14.03

Palyginę 4 ir 5 lentelių duomenis matome, kad daugialypės koreliacijos, determinacijos koeficientų ir vidutinio standartinio nuokrypio dydžiai skiriasi nedaug, todėl galime sudaryti lygtį, kurioje vietoj makrostruktūros rodiklių atskiriems pjūviams panaudojus vieną rodiklį (jų vidutinį dydį) rezultatų tikslumas bus pakankamas. O tokiu būdu pašalinama tikimybė gauti klaidingą rezultatą, jei netinkamai būtų pažymėtos bandinių kraštinės.Comparing the data in Tables 4 and 5, we can see that the magnitudes of multiple correlations, coefficients of determination and mean standard deviation are small, so we can construct an equation that uses a single indicator (their average size) instead of the macrostructure indices. This eliminates the likelihood of a false result if the edges of the specimens are incorrectly marked.

Iš 5 lentelės matome, kad ps ir Sl-c labiausiai įtakoja σθ, kadangi apskaičiuotos didelės Stjudento kriterijaus reikšmės (12,43; 14,03). Taigi reikšmingiausių rodiklių priklausomybė gali būti pavaizduota grafiškai naudojantis paviršine diagrama (6 pav.).From Table 5, we can see that p s and Sl-c are most influenced by σ θ , since the high values of the Student criterion (12.43; 14.03) are calculated. Thus, the dependence of the most significant indicators can be plotted using a surface diagram (Figure 6).

Ryšiui tarp visų reikšminių rodiklių pateiktų 5 lentelėje ir 6 paveiksle aprašyti apskaičiuota patikslinta empirinė lygtis:The correlated empirical equation calculated for all relationships in Table 5 and Figure 6 is:

oe = -140,66 + 0,55 ps + 8,06 M + 82,35 SL.C (3)o e = -140.66 + 0.55 p s + 8.06 M + 82.35 S L. C (3)

Šios lygties daugialypės koreliacijos R, determinacijos R2 koeficientai, vidutinis standartinis nuokrypis se ir Stjudento kriterijaus reikšmės pateiktos 5 lentelėje. Sudarytos empirinės lygties determinacijos koeficientas yra didesnis neiThe values of the multiple correlations R, the coefficients of determination R 2 , the mean standard deviation s e, and the Student criterion values for this equation are given in Table 5. The coefficient of determination of the empirical equation is greater than

0,7 (5 lentelė), todėl matematinis tiesinės daugialypės regresijos modelis parinktas teisingai.0.7 (Table 5), therefore, the mathematical linear multiple regression model was chosen correctly.

Iš 6 paveikslo, 3 lygties ir 5 lentelės duomenų galima spręsti, kad gniuždymo ribinį įtempį labiausiai įtakoja makrostruktūros rodiklis St-c (didžiausias Stjudento kriterijaus dydis 14,03), kadangi jis apibūdina plaušų struktūroje kryptingumą.From the data in Figure 6, equation 3 and table 5, it can be concluded that the compressive fracture stress is most influenced by the macrostructure index St-c (maximum Student's criterion value 14.03) as it describes the directionality of the fiber structure.

Didėjanti šio rodiklio skaitinė išraiška rodo, kad didėja vertikaliai išsidėsčiusių plaušų kiekis (kurių kryptis sutampa su išorinės spaudimo jėgos veikimo kryptimi). Tokiu būdu struktūroje dominuojantys vertikalios orientacijos plaušai labiau priešinasi gniuždančiąja! apkrovai bei mažai deformuojasi. Jei S/..c < 0,75, tai struktūroje dominuoja horizontaliai išsidėstę plaušai ir jų grupės, kurie dėl apkrovos veikimo poveikio lengviau deformuojasi, nes tik nedidelė dalis vertikalia kryptimi ar chaotiškai struktūros tūryje pasiskirsčiusių plaušų priešinasi suspaudimui. Reikšminga tankio įtaka stebima ir gniuždymo įtempiui (nes Stjudento kriterijaus dydis 12,43), taigi didėjant tankiui didėja ir stipris. Šiuo atveju tankis turi tiesiogines sąsajas su makrostruktūros rodikliu, nes nusako plaušų kiekį tūrio vienete. Todėl didėjant plaušų kiekybiniam skaičiui (t.y. tankiui) ir jų aiškiai išreikštam kryptingumui veikiančios apkrovos atžvilgiu didėja mechaninės savybės. Organinių medžiagų kiekio reikšmingumas (nes Stjudento kriterijus 3,79) rodo, kad yra svarbi ir jungiančioji fazė pluoštinėje struktūroje. Esant didesniam rišiklio kiekiui, susidaro daugiau suklijuotų kontaktų plaušų sąlyčio vietose, todėl veikiant apkrovai ji tolygiau pasiskirsto suklijuotų plaušų grupėms ir veikia visame plote.The increasing numerical value of this indicator indicates an increase in the amount of vertically located fibers (with the direction coinciding with the direction of application of the external pressure force). In this way, the predominantly vertical fibers in the structure are more resistant to compression! load and low deformation. If S / .. c <0.75, the structure is dominated by horizontally located fibers and their groups, which are easier to deform due to the action of the load, since only a small proportion of fibers distributed vertically or chaotically in the volume of the structure resist compression. A significant effect of density is also observed on the compressive stress (since the Student criterion is 12.43), so that as the density increases, the strength increases. In this case, density has a direct relationship with the macrostructure index, as it measures the fiber content per unit volume. Therefore, as the quantity of fibers (i.e., density) increases and their explicit directionality with respect to the applied load increases, the mechanical properties increase. Significance of organic matter content (because Student's criterion 3.79) indicates the importance of the coupling phase in the fibrous structure as well. Higher amount of binder results in more bonded contacts in the fiber contact areas, which distributes the bonded fiber groups more evenly under the load and operates over the entire area.

Naudojantis apskaičiuota empirine lygtimi (3) galima 90 % tikslumu apskaičiuoti mineralinės vatos gaminio gniuždymo ribinio įtempio dydį (su ±7,2 kPa paklaida), nustačius makrostruktūros rodiklių vidutinį dydį, gaminio tankį (70-200 kg/m3) bei organinių medžiagų kiekį. Taigi, net neturint specialios bandymų gniuždymui skirtos įrangos, kiekvienoje laboratorijoje galima pakankamai greitai nustatyti apytikrį σθ dydį. Tai būtų pirmasis nedestrukcinis mineralinės vatos gniuždymo stiprio nustatymo metodas. Ankstesni bandymai susieti destrukcinių (gniuždymo) bandymų metu gautus dydžius su nedestrukciniu metodu (pasitelkus virpesių slopinimo bandinio struktūroje metodą) aprašyti (Jarleva at ei. 1984) publikacijoje, tačiau jie nesulaukė praktinio pritaikomumo ir nebuvo plačiai naudojami.The calculated empirical equation (3) gives an estimate of the compressive stress of a mineral wool product (with an error of ± 7.2 kPa) with 90% accuracy, by determining the average size of macrostructure, product density (70-200 kg / m 3 ) and organic matter content . Thus, even in the absence of dedicated compression equipment, the approximate value of σ θ in each laboratory can be determined quickly enough. This would be the first non-destructive method for determining the compressive strength of mineral wool. Previous attempts to associate the values obtained in destructive (compressive) tests with the non-destructive method (using the method of damping vibrations in the structure of the specimen) have been described in (Jarleva at ei. 1984), but they have not gained practical application and have not been widely used.

Kaip jau buvo rašyta, mineralinės vatos plaušų orientacija struktūroje išreiškiama ir kitais rodikliais. WO 2003/054270 paraiškoje autoriai plaušų orientacijai išreikšti panaudojo rodiklius Tau (T) ir Kappa (K), nusakančius struktūros kryptingumą ir dominuojančių plaušų pasiskirstymo laipsnį.As already mentioned, the structure orientation of mineral wool fibers is expressed by other indicators. In WO 2003/054270, the authors used the Tau (T) and Kappa (K) indices to express the orientation of the fiber and the degree of distribution of the dominant fibers.

Siekiant palyginti makrostruktūros rodiklius (Sc, S/.) su aukščiau aprašytais ir autorių naudotais T ir K rodikliais, atlikome palyginamuosius skaičiavimus. Palyginę skirtingais metodais apskaičiuotų makrostruktūros rodiklių (S/..c, TY:TX, KY:KX) daugialyčių koreliacijos ir determinacijos koeficientų bei vidutinių standartinių nuokrypių dydžius, gavome, kad visi makrostruktūros rodikliai koreliuoja su oe rodikliu. Tačiau funkcinės priklausomybės stiprumas priklauso nuo naudojamų makrostruktūros rodiklių. Stipriausias tarpusavio ryšys stebimas tarp ae ir SL.C (nesIn order to compare the macrostructure indices (Sc, S /.) With the T and K indices described above and used by the authors, we made comparative calculations. Comparison of the multiple correlation and determination coefficients and mean standard deviations of the macrostructure indices (S / .. c, T Y : T X , K Y : K X ) calculated by different methods showed that all macrostructure indices correlate with o e . However, the strength of the functional dependence depends on the macrostructure indicators used. The strongest interconnection is observed between a e and S L. C (because

R = 0,9492), o pagal empirinę (3) lygtį gniuždymo ribinio įtempio dydžius galima apskaičiuoti su ±7,2 kPa paklaida. Statistiniai skaičiavimai rodo, kad TY:TX ir KY:KX rodikliai su ae koreliuoja silpniau (R = 0,7065), o naudojantis šiais rodikliais apskaičiuoti gniuždymo ribinio įtempio dydžiai bus +14,3 kPa paklaidos ribose. Pagal apskaičiuotus determinacijos koeficiento dydžius (5 lentelė) matome, kad to paties bandinio gniuždymo ribinio įtempio dydį 90 % tikslumu apskaičiuosime naudojantis SL-c rodikliu, ir 49,9 % tikslumu pasitelkus TY:TX ir KY:KX rodiklius. Taigi galime tvirtinti, kad makrostruktūros rodiklis (S^-c) tiksliau nei kiti rodikliai apibūdina funkcinį ryšį tarp makrostruktūros ir fizinių-mechaninių savybių.R = 0.9492) and the empirical equation (3) can be used to calculate the compressive fracture stress values with an error of ± 7.2 kPa. Statistical calculations show that T Y : T X and K Y : K X have a weaker correlation with a e (R = 0.7065), and the values of compressive stress stress calculated using these indicators will be within +14.3 kPa. From the calculated values of the coefficient of determination (Table 5), we find that the compressive stress limit of the same specimen is calculated with 90% accuracy using S L -c and with 49.9% using T Y : T X and K Y : K X. Thus, we can argue that the macrostructure indicator (S ^ -c) describes more accurately than other indicators the functional relationship between macrostructure and physico-mechanical properties.

Plaušų dominavimas kurios nors vienos krypties atžvilgiu keičia įvairių medžiagos charakteristikas (EepecTOBa, 2006), nes erdvinės plaušinės struktūros medžiagų savybės įvairiomis kryptimis nevienodos. Konvejeriniu būdu (Strazdas and Eidukevičius, 1985) gaminamuose mineralinės vatos gaminiuose dauguma plaušų yra išsidėstę horizontalia kryptimi, todėl nuo apkrovos veikimo krypties priklauso bandinių gniuždymo stipris. Žinant dominuojančių plaušų išsidėstymo struktūroje kryptingumą ir tai susiejus su mechaninėmis-deformacinėmis charakteristikomis, galima reguliuojanti plaušų orientaciją. Tai leidžia optimizuoti gamybos procesus ar gaminti norimų stipruminių (deformacinių) savybių gaminius pasinaudojus aiškiai išreikštu kryptingumu.The dominance of fibers in one direction changes the characteristics of different materials (EepecTOBa, 2006), because the spatial properties of the fibrous structure are different in different directions. In mineral wool products manufactured by conveyor (Strazdas and Eidukevicius, 1985), most fibers are arranged horizontally, so that the direction of loading depends on the compressive strength of the specimens. Knowing the directional orientation of the dominant fibers in the structure and linking it to mechanical-deformation characteristics, it is possible to adjust the orientation of the fibers. This allows for the optimization of production processes or the production of products with the desired strength (deformation) properties, using a clearly expressed direction.

Siekiant nustatyti akmens vatos gaminių gniuždymo stiprio struktūros anizotropiškumą ir deformatyvumą nustatėme makrostruktūros rodiklius ir išmatavome gniuždymo stiprį priklausomai nuo apkrovos veikimo krypties pluošto klodo judėjimo konvejeriu atžvilgiu. Dėl skirtingo plaušų išsidėstymo struktūroje šių bandymų metu be gniuždymo įtempio esant 10 % deformacijai ir stiprio gniuždant buvo išmatuoti ir gniuždymo ribinio įtempio dydžiai. Norint objektyviai palyginti visų bandinių tipų gniuždymo stiprio savybes, būtina lyginti σβ vertinant išmatuotą dydį tamprumo zonos pabaigoje (nes viršijus šį dydį, prasideda irimas). Taip pat atlikome palyginamuosius skaičiavimus, kurių metu palyginti bandiniams išmatuoti ir pagal empirinę (3) lygtį apskaičiuoti gniuždymo ribinio įtempio dydžiai. MVV-1.2 bandiniams išmatuotas vidutinis σ0 siekia 11,6 kPa. Todėl į (3) lygtį įstačius atitinkamų parametrų dydžius: tankio - 95,2 kg/m3, organinių medžiagų kiekio - 3,70 % ir makrostruktūros rodiklio - 0,84, gauname apskaičiuotą 10,7 kPa gniuždymo ribinio įtempio dydį. Tą patį atlikus su MVV-1.3 ir MVV-1.4 tipo bandiniais, gauti: ae = 44,5 kPa MVV-1.3 ir σθ = 24,4 kPa dydžiai MVV-1.4 bandiniams. Palyginę apskaičiuotus dydžius su realiai išmatuotais, matome, kad skirtumas nėra didelis ir neviršija vidutinio standartinio nuokrypio (5 lentelė). Taigi galima teigti, kad apskaičiuota empirinė (3) lygtis tinkama naudoti norint prognozuoti mineralinės vatos gaminių gniuždymo stiprio savybes.In order to determine the anisotropy and deformability of the compressive strength structure of stone wool products, we determined the macrostructure indices and measured the compressive strength depending on the direction of loading in relation to the beam web motion. Due to the differences in fiber distribution in the structure, the values of the compressive limit stress were also measured during these tests in addition to the compressive stress at 10% deflection and compressive strength. In order to objectively compare the compressive strength properties of all specimen types, it is necessary to compare σ β by measuring the measured value at the end of the elastic zone (since exceeding this value causes decomposition). We also performed comparative calculations, which compared the compressive stress stress values measured for the specimens and calculated using the empirical equation (3). For MVV-1.2 samples, the measured mean σ 0 is 11.6 kPa. Therefore, by adding the values of the relevant parameters into equation (3): density - 95.2 kg / m 3 , content of organic matter - 3.70% and macrostructure index - 0.84, we obtain the calculated compressive stress limit value of 10.7 kPa. Doing the same for MVV-1.3 and MVV-1.4 specimens gave the following values: a e = 44.5 kPa for MVV-1.3 and σ θ = 24.4 kPa for MVV-1.4. Comparison of the calculated values with the real ones shows that the difference is not large and does not exceed the average standard deviation (Table 5). Thus, it can be stated that the calculated empirical equation (3) is suitable for predicting the compressive strength properties of mineral wool products.

Atliktų tyrimų metu gauti rezultatai rodo, kad anizotropiškumo laipsnis gali būti objektyviai ir kiekybiškai išreikštas naudojantis makrostruktūros rodikliu, nuo kurio dydžio priklauso akmens vatos gaminių mechaniniai rodikliai.The results obtained from the studies carried out show that the degree of anisotropy can be objectively and quantitatively quantified using a macro-structural index, on which the mechanical properties of stone wool products depend.

Pramoninis pritaikomumasIndustrial applicability

1. Mineralinės vatos plaušų išsidėstymas struktūroje gali būti nusakomas makrostruktūros rodikliais Sl, Sc arba Sl-c- Pasitelkus skaitinius makrostruktūros rodiklių dydžius homogeniškos struktūros gaminius galime suskirstyti taip: gaminiai, kuriose daugiausiai plaušų išsidėstę lygiagrečiai x ašiai - vadinami „tariamai horizontalios orientacijos“, o jų SL.C s 0,75. Gaminiai, kuriose dominuoja statmeni x ašiai plaušai vadinami „tariamai vertikalios orientacijos“ ir jų Sl-c z 1,10. O gaminiai su atsitiktinai išsidėsčiusiais ar su aiškiai neapibrėžtos krypties ir (arba) orientacijos plaušais - vadinami „tariamai chaotiškos orientacijos“, kai jų SL.C = 0,76-1,09.1. The structure of mineral wool fibers in the structure can be defined by the macro structure characteristics Sl, Sc or Sl-c. their S L. C 0.75. Products predominantly perpendicular to the x axis are referred to as "supposedly vertical" and have a Sl-c z of 1.10. Conversely, products with randomly spaced fibers or fibers with an indeterminate orientation and / or orientation are referred to as "supposedly chaotic orientations" when S L. C, 0.76-1.09.

2. Jrodyta, kad tarp akmens vatos gaminių gniuždymo ribinio jtempio ir makrostruktūros rodiklių, tankio ir organinių medžiagų kiekio egzistuoja labai stiprus funkcinis ryšys, nes daugialypio koreliacijos koeficiento reikšmė 0,9492. Nustatyta, kad pasiūlytas makrostruktūros rodiklis S^c ir jo nustatymo bei apskaičiavimo metodas beveik du kartus tikslesnis lyginant su kitu metodu.2. There is a very strong functional relationship between the compressive stress and macrostructure characteristics, density and organic matter content of stone wool products due to the multiple correlation coefficient value of 0.9492. It was found that the proposed macrostructure index S ^ c and its method of determination and calculation are almost twice as accurate as the other method.

3. Pateikta empirinė lygtis, kurią naudojantis galima apskaičiuoti σβ dydį ±7,2 kPa tikslumu, žinant makrostruktūros rodiklių vidutinį dydį, gaminio tankį (70-200 kg/m3 ribose) bei organinių medžiagų kiekį. Tai įgalina nedestrukciniu metodu prognozuoti mineralinės vatos gaminių gniuždymo stiprio savybes.3. An empirical equation is presented that can be used to calculate the size of σ β with an accuracy of ± 7.2 kPa, knowing the average size of macrostructures, product density (within 70-200 kg / m 3 ) and organic matter content. This enables the non-destructive method to predict the compressive strength properties of mineral wool products.

4. Mineralinės vatos struktūros anizotropiškumo laipsniui išreikšti gali būti panaudoti makrostruktūros rodikliai. Skaitiniais dydžiais įrodyta, kad apkrovos veikimo kryptis ir plaušų išsidėstymas gaminio struktūroje žymiai keičia akmens vatos plokščių gniuždymo stiprio savybes.4. Macrostructure indicators may be used to express the degree of anisotropy of mineral wool structures. It has been shown numerically that the direction of load application and the distribution of fibers in the product structure significantly alter the compressive strength properties of stone wool slabs.

Claims (5)

Išradimo apibrėžtisDefinition of the Invention 5 1. Mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo būdas, apimantis viso ar dalies skerspjūvio skenavimą per bandinio storį, nuskenuoto vaizdo apdorojimą programine įranga, besiskiriantis tuo, kad nustato pluošto klodo judėjimo kryptį, skenuoja lygiagretų klodo judėjimo krypčiai (L) skerspjūvį ir statmeną klodo judėjimo krypčiai (C) skerspjūvį, vaizdus analizuoja5 1. A method for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products, comprising scanning the whole or part of the cross-section through the thickness of the specimen, scanning software by determining the direction of motion of the fiber web, scanning the cross section and perpendicular to the direction of motion of the web. analyzes the direction of motion of the web (C) 10 programine įranga, skirta vaizdų, objektų ir fonų analizei, skaičiuoja pavienių kampų vertes ir jų vidutinį dydį, bandymo rezultatus išreiškia makrostruktūros rodikliu S, nusakančiu bandinio plokščiame pjūvyje dominuojančių plaušų orientacijos kampų, išmatuotų pagrindinės ašies ir jai statmenos atžvilgiu, santykį, S skaičiuoja atskirai pjūviams L ir C, atitinkamai Sl ir So, mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių10 software for image, object, and background analysis calculates single angles values and their mean size, expresses test results by a macrostructure index, S, which expresses the ratio of angles of fiber orientation dominated by a flat section of the specimen measured relative to the principal axis for sections L and C, Sl and S o , respectively , for physical and mechanical mineral wool products 15 savybių ir makrostruktūros rodiklių Sl ir Sc funkcinę priklausomybę nustato pagal lygtį:The functional relationships between Sl and S c for the 15 properties and macrostructure are determined by the equation: σθ = -107,77 + 0,51 ps + 5,93 · M + 54,81 -Sc + 7,02 SL, kur σβ - gniuždymo ribinis jtempis, ps - tankis,σ θ = -107.77 + 0.51 p s + 5.93 · M + 54.81 -S c + 7.02 S L where σ β is the compressive stress, p s is the density, 20 M- organinių medžiagų kiekis.20 M- organic matter content. 2. Mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo būdas, apimantis viso ar dalies skerspjūvio skenavimą per bandinio storį, nuskenuoto vaizdo apdorojimą programine įranga, besiskiriantis tuo, kad,2. A method for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products, comprising scanning the whole or part of the cross-section through the thickness of the specimen, processing the scanned image with software that: 25 skenuoja skerspjūvį (L) ir jam statmeną skerspjūvį (C), vaizdus analizuoja programine įranga, skirta vaizdų, objektų ir fonų analizei, skaičiuoja pavienių kampų vertes ir jų vidutinį dydį, bandymo rezultatus išreiškia makrostruktūros rodikliu S, nusakančiu bandinio plokščiame pjūvyje dominuojančių plaušų orientacijos kampų, išmatuotų pagrindinės ašies ir statmenos jai atžvilgiu, santykį, S skaičiuoja atskirai25 scans cross-section (L) and perpendicular cross-section (C), analyzes images with software for image, object and background analysis, calculates values and average size of single angles, expresses test results by macrostructure index S, which defines the fiber orientation of planar sections the ratio of angles measured between the reference axis and perpendicular to it is calculated by S separately 30 pjūviams L ir C, atitinkamai Sl ir Sc, apskaičiuoja makrostruktūros rodiklių Sl ir Sc vidurkį Sl-c, ir mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių ir makrostruktūros rodiklio Sl-c funkcinę priklausomybę nustato pagal lygtį:For the slices L and C, Sl and S c , respectively, calculate the average of the macrostructure indices Sl and S c , and determine the functional relationship between the physical and mechanical properties of the mineral wool products and the macrostructure index Sl-c by: Oe = -140,66 + 0,55 p$ + 8,06 · M + 82,35 · Sl-c, kur ae - gniuždymo ribinis jtempis,Oe = -140.66 + 0.55 p $ + 8.06 · M + 82.35 · Sl-c where a e is the compressive stress, Ps- tankis,Ps- density, M- organinių medžiagų kiekis.M- amount of organic matter. 3. Mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo 5 būdas pagal 1 arba 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad makrostruktūros rodiklisMethod for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products according to claim 1 or 2, characterized in that the macrostructure indicator Sl-c 0.75 apibrėžia tariamai horizontalų gaminio struktūroje dominuojančių plaušų išsidėstymą pagrindinės ašies atžvilgiu.Sl-c 0.75 defines the apparent horizontal distribution of the fibers dominant in the product structure relative to the main axis. 4. Mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo 10 būdas pagal 1 arba 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad makrostruktūros rodiklis4. Method for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products according to claim 1 or 2, characterized in that the macrostructure indicator SL-c = 0,76 - 1,09 apibrėžia tariamai chaotišką gaminio struktūroje dominuojančių plaušų išsidėstymą pagrindinės ašies atžvilgiu.S L -c = 0.76 - 1.09 defines the allegedly chaotic distribution of fibers dominating the product structure relative to the main axis. 5. Mineralinės vatos gaminių fizikinių ir mechaninių savybių nustatymo 15 būdas pagal 1 arba 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad makrostruktūros rodiklisMethod for determining the physical and mechanical properties of mineral wool products according to claim 1 or 2, characterized in that the macrostructure indicator Sl-c £1,10 apibrėžia tariamai vertikalų gaminio struktūroje dominuojančių plaušų išsidėstymą pagrindinės ašies atžvilgiu.Sl-c £ 1.10 defines the apparent vertical distribution of the fibers of interest in the major axis of the product structure.
LT2010032A 2010-04-19 2010-04-19 MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS LT5733B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010032A LT5733B (en) 2010-04-19 2010-04-19 MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010032A LT5733B (en) 2010-04-19 2010-04-19 MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2010032A LT2010032A (en) 2011-01-25
LT5733B true LT5733B (en) 2011-06-27

Family

ID=43480372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2010032A LT5733B (en) 2010-04-19 2010-04-19 MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT5733B (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056112A1 (en) 1998-04-23 1999-11-04 Isover Saint-Gobain Method for determining the orientation of fibre structure in a mineral wool mat
WO2003054270A1 (en) 2001-12-21 2003-07-03 Rockwool Internatonal A/S Mineral fibre batts

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056112A1 (en) 1998-04-23 1999-11-04 Isover Saint-Gobain Method for determining the orientation of fibre structure in a mineral wool mat
WO2003054270A1 (en) 2001-12-21 2003-07-03 Rockwool Internatonal A/S Mineral fibre batts

Also Published As

Publication number Publication date
LT2010032A (en) 2011-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017204115B4 (en) SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING A VISUAL INSPECTION OF AN OBJECT
Rimkus et al. Processing digital images for crack localization in reinforced concrete members
Sioma et al. Evaluation of the operational parameters of ropes
JP6747841B2 (en) Strain dispersion effect evaluation method, crack suppression method, and cementitious hardened body manufacturing method
Nguyen et al. ASR crack identification in bridges using deep learning and texture analysis
Lukacevic et al. Performance Assessment of a Numerical Simulation Tool for Wooden Boards with Knots by Means of Full‐Field Deformation Measurements
CN110568083A (en) acoustic emission detection method for online monitoring of corrosion fatigue damage of steel
CN117172622B (en) Assembly type building quality management method and system based on multi-source data analysis
LT5733B (en) MINERALINES VATOS GAMINIU FIZIKINIU IR MECHANINIU SAVYBIU NUSTATYMO BuDAS
KR20120040257A (en) Method and system for detecting and classifying defects of substrate
Boubaker et al. Inspection of baked carbon anodes using a combination of multi-spectral acousto-ultrasonic techniques and principal component analysis
KR101397599B1 (en) Filtering method of phase mis-index on ebsd map
KR101224477B1 (en) Quantitative evaluation of scratch-induced damages on polymeric and coating materials
Zauner et al. Uniaxial compression of rotationally symmetric Norway spruce samples: Surface deformation and size effect
Kang et al. Preliminary tests for optically measuring drying strains and check formation in wood
WO2007054804A2 (en) Digital inspection of the physical quality of plain surfaces
Oscarsson et al. Identification of weak sections in glulam beams using calculated stiffness profiles based on lamination surface scanning
Hou et al. Laboratory investigation of early damage detection for an old-aged reinforced concrete beam using acoustic emission and digital image correlation
Silva et al. Strain variation analysis of cross-laminated timber elements under cyclic moisture
Gan et al. Automated characterisation of variability in glass fibre reinforcement architecture
Nishimura et al. Monitoring fiber orientation in OSB during production using filtered image analysis
Rao et al. Damage characterization in SFRP using X-ray computed tomography after application of incremental and interrupted in situ quasi static tensile loading
Holmes et al. An automated testing machine for monitoring the evolution of fiber breaks
de Carvalho et al. Fiber Reinforced Concrete Crack Opening Evaluation Using Digital Image Correlation Techniques
KR101121068B1 (en) Prediction method of lumber strength using x-ray scanner

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20130419