Композиционные строительные материалы-конгломераты

Декабрь 17, 2011 в Композиционные строительные материалы

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Композиционными (искусственными) строительными конгломератами (ИСК) называются материалы, применяемые в строительстве, в которых заполнитель сцементирован в общий монолит. Отличие искусственных строительных конгломератов от природных конгломератов заключается в том, что их образование связано с обязательным цементированием дискретных заполнителей посредством вяжущих веществ или первичных связей (химических, электрических, металлических и др.).

ИСК – дисперсные системы с более или менее ярко выраженными поверхностями раздела фаз. С течением времени дисперсионная среда свежеизготовленного конгломерата может частично или полностью утрачиваться по разным причинам, а система приобретать агрегированное состояние.

Теоретический материал

Композиционные материалы – гетерофазные системы, получаемые из двух и более компонентов с сохранением индивидуальности каждого из них. В отличие от металлических сплавов отдельные физически соединенные составляющие сохраняют свои свойства, образуя при этом, вследствие физи­ческого или физико-химического взаимодействия, новые материалы с улуч­шенными свойствами, недостижимыми в отдельно взятых компонентах.

Один из компонентов является матрицей (металлы, сплавы, керамика, полимеры), другой компонент – прерывный и разделенный в объеме композиции, упрочняющий или армирующий. К ним относятся крупно- или тонкодисперсные частицы или волокнистые материалы различной природы.

Матрица обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму из­делия и взаимное расположение армирующих волокон, распределяет дейст­вующие напряжения по объему материала, обеспечивая равномерную на­грузку на волокна и ее перераспределение при разрушении частиц и волокон. Материал матрицы определяет метод изготовления изделий, возможность выполнения конструкций заданных габаритов и формы, параметры техни­ческих процессов и т.д.

В зависимости от вида армирования композиты делятся на:

? дисперсно-упрочняющие композиты, представляющие собой материал, в матрице которого равномерно распределены частицы. Концентрация мелких и средних частиц может достигать 25 % по объему. При этом всю нагрузку воспринимает матрица;

? волокнистые композиты, представляющие собой материал, в котором высокопрочные волокна воспринимают основные напряжения и обеспечивают жесткость и прочность композита. Особенность волокнистых композитов – равномерное распределение волокон в пластичной матрице, объемная доля которых может достигать 75 % и более.

Компоненты композиционных материалов должны обладать хорошей совместимостью. Это относится не только к прочности сцепления (адгезии) между разными составляющими, но и к ряду других свойств.

В композиционных материалах разнородные компоненты создают синергетический эффект, то есть приобретается новое качество материала, отличное от свойств исходных компонентов.

Свойства композитов определяются высокой прочностью армирующих волокон, жесткостью матрицы и прочностью связи на границе «матрица-волокно».

Матрица обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия и взаимное расположение армирующих волокон, распределяет действующие напряжения по объему материала, обеспечивая равномерную нагрузку на волокна и ее перераспределение при разрушении частиц волокон.

Правильно разработанный материал должен способствовать улучшению свойств композиционных материалов по сравнению со свойствами их отдельных составляющих компонентов, они должны взаимодей­ствовать так, чтобы в итоге проявлялись только их достоинства, т.е. поло­жительные свойства, а недостатки полностью или частично исключались. При этом важную роль для получения материалов с заданным комплексом свойств играет принцип рациональной технологии.

Материал матрицы определяет метод изготовления изделий, возможность выполнения конструкций заданных габаритов и формы, а также параметры технических процессов и т.д.

Требования, предъявляемые к матрицам можно разделить на эксплуатационные и технологические:

? эксплуатационные требования, связанные с механическими и физико-химическими свойствами материала матрицы, обеспечивающими работоспособность композиции при действии различных эксплуатационных факторов;

? технологические требования, которые определяются процессами получения композита, т.е. совмещения армирующих волокон с матрицей и окончательного формирования изделия.

Современные технологии приготовления композиционных строитель­ных материалов базируются на следующих основных принципах:

1. Широкое применение химиче­ских добавок на стадии приготовления вяжущего вещества с целью сокращения расхода вяжущих веществ и улучшения фи­зико-механических, технологических и эксплуатационных свойств компо­зитов;

2. Применение заполнителей требуемого дисперсного, гранулометрического состава и физико-химической активности;

3. Активизация заполнителей физическими и химиче­скими методами;

4. Оптимальное наполнение композитов, исходя из их функционально­го назначения;

5. Назначение технологических режимов приготовления смесей с уче­том обеспечения оптимальных условий структурообразования на всех уровнях (уплотнение смесей, термообработка, прессование и т.п.).

Границы раздела определяют уровень свойств композитов и их работу при эксплуатации. Локальные напряжения возникают на границе раздела, где обычно и начинается разрушение материала. Адгезионная (склеивающая) связь по границе раздела не должна разрушаться под действием термических усадочных напряжений, вследствие различия коэффициентов линейного температурного расширения матрицы и волокна или в результате химической усадки связующего вещества при его отвердевании.

Рассматривая технологию строительных материалов, необходимо отметить следующие основные технологические приемы.

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .