Комплекс программ для прогнозирования свойств и проектирования составов композиционных материалов

• Автор: Козомазов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ И МЕТОДАХ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Композитные материалы как разнотипные

дисперснонаполненные смесевые системы.

1.2. Компоненты для композитных материалов

1.3. Методы расчета составов композитных материалов.

1.3.1. Методы расчета составов цементных бетонов

1.3.2. Методы расчета составов полимерных композитов

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УПРУГИХ И ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ.

2.1. Элементы теории протекания.
2.1.1. Конденсированные дисперснонаполненные системы
2.1.2. Протекание по касающимся сферам
2.1.3. Аналитическая оценка критического содержания сфер
2.1.4. Протекание по перекрывающимся сферам.
2.1.5. Фрактальная размерность бесконечного кластера
2.1.6. Скейлинговые отношения
2.2. Прогнозирование свойств КМ с использованием
разработанных моделей
2.2.1. Модуль деформации КМ.
2.2.2. Прогнозирование прочности композитов в зависимости от
содержания наполнителя.
2.2.3. Когерентная структура композитов.
2.2.4. Концентрационная зависимость упрочнения композитов
3. СОЗДАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ КОМПОНЕНТОВ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
3.1. Классификация компонентов композитных материалов.
3.2. Создание базы данных компонентов КМ
3.2.1. Описание базы данных.
3.2.2. Информационнологическая модель базы данных
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВОВ БЕТОНОВ И ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИХ СВОЙСТВ.
4.1. Описание программы
4.1.1. Общие сведения
4.1.2. Функциональное назначение.
4.1.3. Системные требования
4.1.4. Описание логической структуры.
4.1.5. Входные и выходные данные.
4.2.6. Установка и удаление
4.2.7. Вызов и загрузка
4.2. Руководство оператора.
4.2.1. Выполнение программы
4.2.2. Описание работы модуля Подбор состава обычного
тяжелого бетона.
4.2.3. Описание работы модуля Прогнозирование
эксплуатационных характеристик материала
4.2.4. Сообщения об ошибках
4.3. Анализ полученных результатов.
4.3.1. Анализ результатов, полученных с помощью модуля
подбора параметров кинетических зависимостей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Это происходит потому, что ценность бетонов заключается в том, что им можно придавать самые разнообразные свойства и изменять их в широких пределах [, , , ,,]. Существуют различные классификации бетонов[, ,]. В зависимости от применения [, , . В зависимости от вида вяжущих веществ [. Наиболее широкое применение при производстве строительных конструкций и возведении современных зданий и сооружений получили тяжелые цементные бетоны и полимербетоны [, , 8, 8, 1, 0, 7 и др. Их доля в суммарном производстве различных видов бетонов является наибольшей. Тяжелые цементные бетоны и полимербетоны имеют наиболее широкое применение в строительных конструкциях и сооружениях, к качеству которых предъявляются высокие требования по таким показателям как прочность на сжатие, морозостойкость, водопроницаемость. Легкие и особо легкие бетоны используются в основном для тепло- и звукоизоляции, а также для неответственных конструкций. Применение особо тяжелых бетонов является узко специфической областью, например, защита от радиации, они не так широко используются в повседневной жизни [, ]. Следовательно, далее будем говорить о методиках проектирования при производстве тяжелых бетонов и полимербетонов, как материалов, наиболее широко используемых и к которым предъявляются наиболее жесткие требования по качеству. Общепризнано представление о КМ, как о многокомпонентных и многофазных системах. В своем составе КМ содержат по меньшей мере два компонента, к которым следует отнести матричный материал (ММ) на основе неорганических вяжущих или органических связующих и наполнитель, частицы которого хаотически распределены в объеме ММ [, , 5]. Также существуют и другие классификации компонентов КМ. Комохов П. Г., рассматривая структуру бетона, выделяет четыре его основных компонента - вяжущее, мелкий и крупный заполнители и вода. Также достаточно часто в состав бетона входят химические добавки, придающие бетонам специальные свойства (пластичность, гидрофобность и др. II7]. Патуроев В. В., описывая исходные материалы для полимербетонов, делит их на три группы [7]. К первой группе он относит синтетические смолы, мономеры, отвердители и добавки, ко второй - минеральные наполнители и заполнители, к третьей - армирующие материалы, которыми являются стальная арматура (для армополимерных конструкций на основе фурановых смол) и стеклянные волокна или стеклопластиковая арматура (для армополимерных конструкций, которые должны обладать высокими электроизолирующими свойствами). Из фурановых смол преимущественно проименяют фурфуролацетоновые смолы ФА, ФАМ и 4ФА. Исходными материалами для получения этих смол служат фурфурол и ацетон. Из полиэфирных смол все большее практическое применение при производстве КМ полиэфирные ненасыщенные смолы, которые в зависимости от типа соединений разделяют на полиэфирмалеинаты (смолы, относящиеся к классу термореактивных полимеров, получаемых методом поликонденсации)и полиэфиракрилаты (смолы, получаемые совместной конденсацией ненасыщенных двухосновных кислот с гликолями, глицерином или пентаэритритом в присутствии одноосновной ненасыщенной кислоты) [7]. Фенолформальдегидные смолы - продукт поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализатора. При этом различают термопластичные (новолачные) и термореактивные (резольные) фенолформальдегидные смолы [7]. Ацетонформальдегидные смолы - продукт поликонденсации ацетона и формальдегида при молярном их соотношении 1:2 или 1:3 в щелочной среде. Наиболее применяемой из ацетонформальдегидных смол является смола АЦФ-2 [7, 2, 7]. Мочевиноформальдегидные (карбамидные) смолы получают в результате реакции поликонденсации мочевины и формальдегида в водной или водно-спиртовой среде. В настоящее время промышленностью освоено большое количество марок карбамидных смол: М-, МФ-, МФС-М, КМ, КФ-Жи др. Наполнители представляют собой дисперсные порошки (минеральные или полимерные) с размером частиц менее 0, мм и удельной поверхностью, оптимальной для практических целей, в пределах - см2/г. К заполнителям относится песок с крупностью зерен до 5 мм и щебень (гравий) с крупностью зерен до мм [7].