Повышение эффективности производства композиционных анизотропных материалов

• Автор: Беленцов, Юрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 465 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Эволюция теоретических и практических основ получения строи тельных композиционных анизотропных материалов

1.2. Процессы кластеризации при формировании структуры

1.3. Влияние обводнения системы в процессе раннего струкгурообразования

1.4. Прогнозирование механических свойств при формировании структуры

1.5. Связь между структурой , надежностью, трещиностойкостыо

и долговечностью в конструкциях.

1.5.1. Причины разрушения структурных элементов .

1.5.2. Долговечность при работе в суровых и экстремальных условиях.

1.6. Выводы. .
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗА СЧЕТ НАПРАВЛЕННОГО
ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВНЫХ
ИЕРАРХИЧЕСКИХ УРОВНЯХ.
2.1. Научнопрактические основы получения строительных композиционных анизотропных материалов
2.2. Классификация уровней структуры , позволяющая направленно формировать материал с заданными свойствами
2.2. Дефекты, влияющие на формирующуюся структуру и развивающиеся в процессе эксплуатации.
2.3. Теоретические основы формирования рациональной структуры
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ
ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ НА МЕГАУРОВНЕ ПО
3.1. Структура и характер разрушения, взаимосвязь деформаций
структурных элементов
3.2. Энергетические параметры и характер разрушения .
3.3. Направленное формирование структуры для повышения трещиностойкости.
3.4. Теоретические предпосылки повышения надежности конструкций
из на различных этапах ее жизненного цикла
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ
СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА МАКРОУРОВНЕ
4.1. Влияние качества исходных материалов на прочностные и деформативные свойства на примере кирпичной кладки
4.1.1. Влияние качества крупного анизотропного заполнителя на формирующуюся структуру .
4.1.2. Влияние качества растворной составляющей на структуру
4.1.3. Влияние различной деформативности структурных элементов
процессы структурообразования
4.2. Структура на макроуровне, определяющая характер ее разрушения .
4.3. Компьютерное моделирование полей объемных напряжений и деформаций и их влияние на работу в конструкциях.
4.4. Обеспечение эффективного использования армирующих элементов в структуре
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ ЗОНЫ КОНТАКТА АНИЗОТРОПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ И РАСТВОРА В СТРУКТУРЕ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НА МЕЗОУРОВНЕ.
5.1. Особенности формирования структуры при переходе от уровней грубодисперсных сред к тонкодисперсным с формированием зоны контакта заполнителя и раствора.
5.2. Основы формирования зоны контакта анизотропного заполнителя
и раствора на начальном этапе формирования структуры.
5.3. Зависимость основных характеристик зоны контакта от структуры
и состава анизотропного заполнителя и раствора.
5.4 Факторы определяющие формирование зоны контакта анизотропного заполнителя и раствора
5.5. Выводы
ГЛАВА 6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ
НА МИКРОУРОВНЕ.
6.1. Начальный период формирования структуры и процессы, протекающие в системе заполнитель вода цемент.
6.1.1. Влияние заполнителя на формирование структуры и свойства растворной составляющей
6.1.2. Влияние матрицы на формирование и свойства растворной составляющей швов
6.1.3. Влияние контактного слоя заполнителя и цементного камня на
формирование и свойства растворной составляющей
6.2. Причины разрушения структурных элементов растворной составляющей .
6.2.1. Долговечность в зависимости от неравномерности полей объемных деформаций структурных элементов
6.2.2. Регулирование высолообразования на поверхности с использованием
6.3. Выводы
ГЛАВА 7. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА СУБМИКРО И НАНОУРОВНЕ.
7.1. Механизм формирования многофазной и гетерогенной структуры на субмикро и наноуровне с учетом системы пор и пустот
7.2. Твердение и формирование структуры известковых, глиняных и смешанных вяжущих в растворах
7.3. Процессы формирования кластерной структуры кладки на субми
ро и наноуровне
7.4. Направленное формирование структуры цементного камня с заданными свойствами.
7.5. Выводы
ГЛАВА 8. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПОЛУЧЕНИЯ ИДЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С ЗАДАННОЙ 0 НАДЕЖНОСТЬЮ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ.
8.1. Принципиальная схема научнообоснованного выбора техникотехнологических приемов формирования структуры рациональной
структуры
8.2. Схема проектирования состава и выбора исходных материалов для создания рациональной структуры .
8.3. Техникоэкономическое обоснование формирования рациональной структуры .
8.4. Сравнение расхода энергии на производство основных конструкционных и теплоизоляционных материалов
8.5. Апробация и внедрение принципов рационального формирования структуры при производстве стеновых, дорожных материалов, Производстве сухих строительных смесей
8.6. Внедрение в учебный процесс и при подготовке кадров высшей
квалификации
8.5. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТПРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Согласно этой классификации имеются три формы связи влаги с материалом химическая связь в определенных соотношениях, физикохимическая в различных, не строго определенных соотношениях и механическая удержание воды в неопределенных количествах 6. Для полной гидратации цемента различные исследователи предполагали необходимым от до воды в смеси. Однако в действительности связывается значительно меньшее количество и полная гидратация цемента не происходит. Значительно большее количество воды связывается физически или адсорбционно, е называют полусвязанной водой. Она адсорбируется поверхностью цементных частиц, обволакивает тонкими пленками мельчайшие частицы геля, а также заполняет мельчайшие поры и капилляры. Опыты по водоогделению цемента и раствора показывают, что удерживаемое ими количество воды, отвечающее примерно нормальной густоте цементного теста, зависит от минералогического состава, но в сильной степени изменяется при увеличении степени дисперсности частиц, т. Средняя толщина водных пленок в зависимости от удельной поверхности цемента составляет при удельной поверхности см2г 0,7 мкм 0,5 мкм 7. Это объясняется тем, что при известной тонкости помола цемента, производимого без специальных добавок, частицы его агрегируются за счет действия не скомпенсированных поверхностных молекулярных сил, которые возрастают с уменьшением размеров частиц. Толщина водных пленок может изменяться в зависимости от температуры и влажности окружающей среды. При усадке цементного камня и бетона происходит постепенное уменьшение толщины водных пленок, но по мере этого возрастает действие молекулярных сил, и отдача воды постепенно замедляется. Тонкие слои воды, окружающие частицы, обладают известной упругостью и проявляют расклинивающее действие 6, 2. Возможность изменения толщины водных пленок благодаря выравниванию по Лебедеву и расклинивающему действию по Дерягину имеет существенное значение при деформировании бетона в молодом возрасте изза раскрытия микрощелей по Ребиндеру. Усадка определяется усадками структурных элементов, раствора и анизотропного заполнителя. Усадка заполнителя много меньше в силу включения его в систему в более позднем возрасте, когда его основные деформации усадки уже прошли. Так, максимальные значения относительных деформаций для кирпича при увлажнении и сушке составляют для сильно обожженного кирпича 0,1 для средне обожженного 0,3 частные значения деформаций, полученных при увлажнении наиболее пористого кирпича, не превосходили 0,6. В работе Р. Чем больше жесткость материала анизотропного заполнителя, тем большее он оказывает сопротивление внутренним напряжениям при изменении влажности и тем менее он подвержен усадке. Основную часть усадки определяет наличие растворных швов. Начальная усадка раствора возрастает по мере увеличения количества извести в составе раствора и увеличения его жирности. Литые известковые растворы показывают в среднем на большую усадку, чем такие же по составу сухие смсси, смешанные растворы большую на и цементные на 6. В наиболее часто используемых цементных растворах усадка обусловливается наличием цементного камня. В работах А. Е. Шейкина и С. В Александровского показано, что усадка раствора вызывается усадкой гелевойсоставляющей, в то время как кристаллический сросток сдерживает усадку, что связано с потерей пленочной воды при испарении и вступлением воды в реакцию с непрореагировавшей частью цемента 1. З.Н. Цилосани связывал усадку со степенью насышенностишлагой 9. Различие по величине усадки в направлении растворных швов и анизотропного заполнителя является причиной возникновения скалывающих напряжений в зоне контакта. Величина скалывающих напряжений может возрастать в связи с накоплением усадочных деформаций и подвергнется известным колебаниям, связанным с гигрометрическим состоянием среды и обратимым явлением влажностных деформаций. Ростом величины скалывающих напряжений можно объяснить происходящее иногда самопроизвольное разрушение образцов, изготовленных для опытов. Такие случаиотмечаются, когда прочность аналогичных образцов в более раннем возрасте была удовлетворительна.