Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз

• Автор: Шангин, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 397 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА модаФиклщю СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИТОВ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ

И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1.1 Современные взгляды на модификацию свойств цементных композитов.

1.2 Методы оценки трещиностойкости композитов.

1.3 Постановка цели и задачи работы.

2. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И ВЫБОР ЦЕМЕНТА ДЛЯ МАТРИЦЫ КОМПОЗИЦИИ

2.1 Отличительные свойства тонкослойных цементных

композиций

2.2 Методы исследования основных свойств тонкослойных цементных композиций.

2.2.1 Метод испытания тонкослойных цементных композиций при растяжении и усадке.

2.2.2 Экспрессметод оценки водоудерживающей способности растворной смеси.
2.3 Выбор цемента для матрицы тонкослойной композиции.
2.4 Выводы.
3. КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫМИ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ С УЧЕТОМ ПРИРОДЫ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТВЕРДЫХ ФАЗ
3.1 Концепции управления основными физикомеханическими свойствами тонкослойных цементных композиций.
3.2 Закономерности изменения физикомеханических свойств тонкослойных цементных композиций с учетом природы составляющих твердых фаз.
3.2.1 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении полупроводниковых оксидов.
3.2.2 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении растворимых хлоридов
3.2.3 Закономерности изменения свойств тонкослойных цементных композиций при введении
ионных сульфатов
3.3 Закономерности между теплопроводными свойствами тонкослойных цементных композиций и кристаллохимической природой вводимых фаз
3.4 Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С РАЗЛИЧНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ПОЛОВ
4.1 Исследования трещиностойкости тонкослойных цементных композиций с различными наполнителями равной тонкости
помола.
4.2 Влияние водоцементного отношения на трещиностойкость тонкослойного цементного камня
4.3 Исследования трещиностойкости тонкослойных цементных композиций с наполнителями в присутствии пластификатора .
4.4 Опытнопромышленные испытания тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов и определение условий обеспечения трещиностойкости
4.5 Выводы
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОНКОСЛОЙНЫХ ЦЕМЕНТНЫХ
КОМПОЗИЦИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.1 Проектирование тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов
5.2 Гельтехнология как способ создания неорганического покрытия повышенной твердости
5.3 Проектирование тонкослойных цементных композиций для наружных и внутренних поверхностей стен.
5.4 Разработка тонкослойных цементных композиций с пониженной теплопроводностью.
5.5 Выводы
6. РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ РАБОТЫ.
6.1 Результаты внедрения тонкослойных цементных композиций для выравнивания полов в жилых и общественных зданиях.
6.2 Результаты внедрения тонкослойных композиций для отделки поверхностей стен строящихся и реставрируемых зданий
6.3 Внедрение разработанных композиций на заводах, выпускающих сухие строительные смеси
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основное достижение ученого Гриффитса, как основателя теории разрушения тел с трещинами, заключается в том, что, рассматривая изменение энергии тела в целом, можно не учитывать сильно деформированные области материала непосредственно у трещины и вывести формулы для напряжений при разрушении. Результаты работ ученых Ирвина и Орована показали, что высвобождаемая упругая энергия системы в значительной степени затрачивается на пластическое течение материала в вершине трещины. Для многих материалов зона пластических деформаций при разрушении сосредоточена в тонком ограниченном слое материала, прилегающем к поверхности развивающейся трещины, поэтому макроскопическое разрушение материала попрежнему остается хрупким. На сегодняшний день в литературе имеется три подхода к проблеме определения характера распространения трещины при комбинированном действии деформаций нормального отрыва и продольного сдвига. В первом лежит критерий максимальных растягивающих напряжений силовой критерий, два других развивают энергетическую концепцию. Однако, как отмечали в своих работах В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. Е. Томашевский 2, П. Г. Комохов, В. С. Грызлов , Л. Б. Сватовская, М. М. Сычев 4 и другие ученые, их недостаток в предположении отсутствия тепловых потоков и других видов энергии. Прочность природных и искусственных материалов определяется прочностью контакта между элементами микроструктуры. В композитах имеется большое количество дефектов в виде пустот, пор и трещин. Очень сильно проявляется влияние дефектов на деформирование, поскольку деформации смыкания пустот и трещин сопоставимы, а иногда и превосходят деформации самого материала. Макроструктура, включающая в себя в качестве основной неоднородности зерна крупного заполнителя. Главный начальный дефект трещины поверхности контакта между цементным камнем и крупным заполнителем. Микроструктура структура объемов цементного камня между зернами заполнителя, включающая в себя поры, максимальный размер которых составляет около 0,1 мм. Субмикроструктура объемы цементного камня между сравнительно крупными порами, включающие в себя мелкие поры с размером мм. В работе В. Г. Орехова и М. Г. Зерцалова показана возможность классификации дефектов структуры композиционного материала и разделения их на две категории. К первой категории могут быть отнесены пустоты, обладающие более или менее равными размерами во всех направлениях поры. Причиной их возникновения являются либо пузырьки жидкости или газа, либо дефекты упаковки граничащих друг с другом зерен, формирующих структуру материала. Вторая категория включает в себя все трещинолодобные дефекты, образовавшиеся в результате температурных и механических напряжений. Наличие в композиционном материале структурных исходных дефектов в виде лор и длинных узких полостей, их смыкание ка начальном этапе работы материала, способно существенно изменить его упругие характеристики. Особую роль эти дефекты играют при начале процесса микротрещинообразования, поскольку именно они инициируют появление вторичных трещин. Значения напряжений по О . Я. Бергу , при которых начинается процесс микротрещинообразования, характеризуют границу нарушения сплошности материала. Эта граница является одной из важнейших особенностей материалов на цементной основе, имеющих различное сопротивление сжатию и растяжению, и определяет их прочностные и деформативные свойства. Показано, что трещина стремится распространяться в направлении, нормальном действию максимальных растягивающих напряжений в направлении максимальной интенсивности высвобождения упругой энергии. Внутренний механизм развития трещин, реализуемый в поле растягивающих напряжений, приводит к тому, что трещина растет неустойчиво и процесс разрушения протекает в очень короткий промежуток времени. Именно поэтому каменные материалы, работающие на разрыв, разрушаются практически мгновенно. Вместе с тем следует отметить ни одно из этих теоретических построений не отвечает на вопросы как и почему происходят процессы деформирования и что происходит в материале при изменении вида напряженного состояния.