Повна версія

Головна arrow Техніка arrow Будівельне матеріалознавство. Т 1

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ОБРОБКА відформованої ВИРОБІВ

До вельми значного технологічного переділу, що впливає на структуроутворення ІБК, як і інших матеріалів, належить спеціальна обробка відформованих і ущільнених виробів за допомогою одного, двох або більшої кількості зовнішніх впливів на матеріал в деякому послідовному або комбінованому порядку. Обробка може бути тепловий, тепловлажностной, хімічної, електрофізичної, автоклавної, вакуумпропіточной, радіаційної (нерідко сполучається з вакуумпропіточной) і ін. Основна мета обробок - забезпечити розвиток процесів мікро- і макроструктурообразованія з максимально повним перекладом систем з метастабільного і мутації бильного станів в термодинамічно стійке. І хоча відповідні процеси можуть тривати і після виробленої обробки, в тому числі в експлуатаційний період роботи конструкції, проте їх лавинна частка протікає на стадії обробки, рідше - на стадії витримування виробів в звичайних, "нормальних" умовах.

Ефективність обробки характеризується поступовим або швидким зміцненням структури свіжовиготовлених виробів з переходом її в тверде або твердообразноє стан. Твердне в основному в'язка частина, оскільки інша - заповнює - частина конгломерату складається з суміші вже твердих компонентів. У в'язкої частини формується або одна, нова фаза, або їх може бути кілька. Нова фаза у вигляді хімічних сполук, що виникають під впливом хемосорбціонних реакцій на поверхні твердих частинок або в розчині (розплаві), спочатку з'являється як скупчення мікрозародишей; в наступний період проходить кінетичне розвиток центрів реакції. Продукти хімічних реакцій виділяються в самостійну фазу, концентрація якої згодом наростає.

Справжня швидкість v хімічної реакції (на відміну від середньої швидкості) в даний момент часу є першою похідною від концентрації (Q за часом (т), т. Е. V = ± dC / dx. Знак в першій похідній залежить від характеру концентрації, а саме: мінус - для одного з вихідних компонентів, концентрація якого з часом знижується (dddx <Q ); плюс - для одного з продуктів реакції, концентрація якого з часом зростає ( dCldx> 0 ). На рис. 2.9 крива Св відповідає першому випадку, а крива Сд - другого.

При складних реакціях за участю в них двох і більше простих реакцій кожна з наступних протікає самостійно і до кожної з них застосовні рівняння кінетики простих реакцій.

Швидкість хімічних реакцій швидко зростає з підвищенням температури відповідно до рівняння Арреніуса:

InA: = AIT + В, (2.6)

де А і В - індивідуальні постійні для даної реакції; Т - абсолютна температура за шкалою Кельвіна; до - константа швидкості реакції, за величиною є зворотною швидкості реакції. Величина А по фізичному змісту пропорційна енергії активації: А - Е * / Л, де Е * - енергія активації, під якою розуміється надмірна кількість енергії (в порівнянні із середнім її значенням), яким володіє молекула в момент ефективного зіткнення з іншою при утворенні хімічного взаємодії; R - газова постійна).

З рівняння випливає, що константа швидкості (до) реакції (а, отже, і швидкість реакції) змінюється з коливаннями температури сильніше в тих реакціях, які мають підвищену енергію активації. При незначній енергії активації швидкість реакції слабо змінюється з ростом або спадом температури. Щоб підвищити енергію реагують молекул, т. Е. Без передплати, використовують різні методи, які призначаються з урахуванням: природи речовин, кінетичної енергії; підвищення енергії взаємного коливання атомів в молекулі; підвищення енергії руху електронів в атомах, наприклад в результаті розривів валентних зв'язків (зокрема, при дисоціації молекул на атоми, поглинанні електромагнітних коливань і ін.); активацією молекул за допомогою електричного розряду; впливу ультразвукових коливань і випромінювань, наприклад світлових потоків високих енергій - рентгенівських, гамма-випромінювань і ін.

Залежність концентрації С всшсств Я і Л від часу

Мал. 2.9. Залежність концентрації С всшсств Я і Л від часу

Кількісна залежність швидкості реакцій від температури виражається також наближеним правилом Вант-Гоффа, згідно з яким при підвищенні температури на 10 ° С швидкість хімічних реакцій збільшується в 2-4 рази. Число, що показує у скільки разів, збільшується швидкість, називається температурним коефіцієнтом швидкості реакції. Це правило можливо виразити формулою

де vi і рр - швидкості реакцій при температурах відповідно 1 1 і / 2 ; у температурний коефіцієнт швидкості реакції.

Швидкість хімічних реакцій залежить нс тільки від температури, але і від концентрації реагуючих речовин. У найпростіших випадках, коли є гомогенні реакції і протікають вони в сильно розбавлених розчинах (або в середовищі ідеального газу), функціонує закон дії мас: при постійній температурі швидкість хімічної реакції пропорційна добутку концентрацій (с) реагуючих речовин, зведених в ступені їх стехіометричних коефіцієнтів. Так, наприклад, 2Нг + Про 2 = 2HhO, a v - c 2 Hi з 0 . Цей відомий в хімії закон лежить в основі хімічної кінетики, але при складних реакціях його дія стає менш надійним.

Не завжди за допомогою регулювання концентрацій реагуючих речовин і підвищення температури досягається бажане прискорення технологічного процесу на виробництві. Великого ефекту можна досягти дією на реакційну систему каталізатором випромінювань та інших факторів.

В якості каталізаторів використовують різні речовини, але специфічність їх дії полягає в тому, що кожна реакція прискорюється якимось певним каталізатором, який не здатний прискорювати інші реакції, т. Е. Каталізатор реакцій бере участь таким чином, що виходить на завершальній стадії в своєму початковому вид і кількість. Дія каталізатора призводить до утворення додаткової кількості хімічних сполук в одиницю часу з збільшенням обсягу нової фази, найчастіше кристалічної.

Крім хімічних реакцій, до утворення нової фази призводить кристалізація розчиненої речовини з пересичені розчину. Пересичення виникає з різних причин: видалення частини рідкого дисперсійного середовища, наприклад, при випаровуванні або випаровуванні води, спирту, ефірів або інших розчинників; зміна температури насиченого розчину (зазвичай при її зниженні); зміна зовнішнього тиску; хімічну взаємодію вихідних компонентів в складному розчині і ін. Найсильніше впливає зниження температури, оскільки розчинність багатьох речовин тоді падає, хоча деякі речовини все ж характеризуються і негативним коефіцієнтом розчинності, т. е. їх розчинність знижується з підвищенням температури розчину. У складних розчинах пересичення часто пов'язано з утворенням нових хімічних сполук.

Пересичений розчин має порівняно невеликий термодинамічної стійкістю. Його перехід в відносно стійкий стан можуть викликати сторонні фактори: внесення "затравки" у вигляді дрібного кришталика, укрупнених молекул, мицелл або при особливому поєднанні іонів розчиненої речовини, зважених пилинок стороннього тіла, а також під впливом механічної дії, особливо ударного. Без ініціюючих факторів метастабільнос стан системи може зберігатися тривалий час; велика енергія активації, великий тепловий ефект і інші фактори ускладнюють перехід системи в стійке насичене стан. Тоді можлива висока ступінь перенасичення розчину перш ніж з нього мимовільно виділятися "зародки" нової фази.

За сучасними поглядами, спочатку з'являються зародки нової фази в вигляді скупчення малого числа атомів, утворення асоціацій частинок при зіткненнях в розчині окремих іонів (молекул) розчиненої речовини. На наступній стадії зростання зародків призводить до появи дискретних частинок субмикроскопических розмірів. Але частинки-зародки продовжують поки знаходитися в рухомому рівновазі і видимої кристалізації не відбувається. Цей період характеризується як прихований, індукційний. Швидкість освіти субмікроскопічсскіх зародків зростає з підвищенням температури, при перемішуванні розчину, при механічних зовнішніх впливах (струшування, вібрація, наголос, тертя і т. П.), В присутності твердих включень з великою поверхнею (зерна, нитки, стрічки та ін.). У кристалізується систему нерідко вводять так звані Крент - кристалізаційні компоненти-добавки, які виконують функції запалів мікрозародишей. Крент сприяють інтенсифікації тверднення (наприклад, цементного тесту) і поліпшення якості мікроконгломерата.

На певному етапі частки-зародки досягають критичного розміру, при якому кожна володіє достатньою поверхневою енергією, щоб викликати додаткове адсорбція частинок розчиненої речовини. Захоплюються і найдрібніші тверді частинки інших речовин, що знаходяться в системі, в тому числі частинок новоутворень. Зародки стають, таким чином, центрами кристалізації. Останні виділяються спочатку у вигляді аморфних частинок, які зазвичай з великою швидкістю переходять у кристалічний стан з укрупненням за рахунок нашарування речовини на гранях кристалів. За мерс збільшення розміру кристалів

навколишнє фаза стає пересичені і, отже, нестійкою по відношенню до великих кристалів, але ненасиченої для дрібних і дрібних кристаликів.

Відповідно до принципу Гіббса-Кюрі, кожен кристал при своєму зростанні приймає таку форму, при якій сумарне значення його поверхневої енергії має найменше значення, т. Е. ■ S = оі - Si + 02 ■ S2 + ... - * min при v = const, де v - об'єм кристала; S - поверхня різних граней кристала; про - їх поверхневий натяг. Чим ближче величини поверхневої енергії граней між собою, тим ближче багатогранник до сферичної формі, а при досить рідко зустрічаються випадки, коли поверхнева енергія граней однакова, т. Е. 01 • Si = 02Sz =, ..., про "• S n , кристал приймає форму кулі. При інших залежностях швидкості росту від реальних умов кристалізації можливе утворення інших форм і структури кристалів - багатогранних, пластинчастих, голчастих, дендрітового (деревовидних) і т. Д.

Чи не залишається постійною розчинність кристалічної речовини, зростаючи з підвищенням його дисперсності. При контакті з насиченим розчином великі кристали ще більш укрупнюються за рахунок розчинення дрібних. В результаті цього безперервного процесу крупні кристали порівняно швидко можуть досягти розміру, при якому поверхневі сили цієї частини кристалів (кристалічних агрегатів і зростків) практично перестають впливати на загальну рівновагу системи. Такий стан великих кристалів (зростків) адекватно як би виходу фази з системи. Внаслідок цього з'являються умови для нового пересичення розчину і виникнення зародків нової фази, утворення нових, зростаючих за розміром кристалів до наступного виходу кристалічних зростків з цієї метастабільною системи. Повторення такого роду періодичних циклів призводить до повного перекладу розчину в кристалічний стан. Швидкість спонтанного перенасичення до виникнення зародків нової фази і кристалізації спадає при зниженні температури, а при досить великому переохолодженні розчину швидкість стає мізерно малою. Тоді деякі рідини переходять в склоподібний стан з мало впорядкованим розташуванням частинок і надлишковим запасом внутрішньої енергії.

Виникнення і зростання кристалів і кристалічних агрегатів можуть відбуватися також з газоподібного стану речовини, минаючи рідку фазу, наприклад, при різкому зниженні температури або різкому підвищенні тиску. Такий своєрідний вид кристалізації за рахунок сублімації (сублімації) і подальшого охолодження і конденсації газу (десублімації) є характерним для деяких ІБК, в яких присутні гази або пари, наприклад, нафталіну, води, хлористого магнію, амонійних солей і ін. Але процес десублімації нерідко відсутня, і тоді з будівельного конгломерату (наприклад, на основі дьогтьовій в'язкої речовини) видаляється кристалічна фаза шляхом необоротної сублімації з частковою втратою позитивних властивостей матеріалу, наприклад щільності, міцності.

На властивості кристалів впливають не тільки форма, розмір або природа речовини, що кристалізується. Так, наприклад, домішка поверхнево-активних речовин в розчині в дуже невеликих кількостях може призупинити зростання кристалів навіть при високих ступенях пересичення розчину або, навпаки, сприяти їх зростанню. Формуванню великих кристалів сприяє повільний їх зростання і невеликі ступеня пересичення. Перемішування при кристалізації сприяє диффузионному переносу речовини до граней кристалів і їх зростання, але в той же час викликає утворення зародків і, отже, накопичення дрібних кристалів. Різні режими вібрації в технології вносять свої суттєві корективи в процес кристалізації.

У випалювальних конгломератах в'язкої частиною служать розплави як своєрідні різновиди хімічних розчинів, обумовлених певними зовнішніми факторами. Перехід з рідкого в твердий стан при охолодженні відбувається також під впливом кристалізації компонентів. У більш рідкісних випадках відбувається поступовий перехід з рідкого стану в тверде, аморфне, склоподібного, т. З. рідина стає переохолодженою. Переохолодження рідини легше протікає при відсутності в ній сторонніх зважених твердих частинок, розчинених газів або бульбашок повітря, а також при повному спокої. Внесення твердої частинки того ж речовини або тим більше кришталика призводить до негайного процесу кристалізації переохолодженого розплаву з перетворенням його повністю в кристалічний стан. При цьому молекули перебудовуються з хаотичного безладдя в впорядковане, обумовлюється кристалічною решіткою.

Процес кристалізації з розплавів починається і закінчується при певних температурах, що залежить від вхідних в розплав компонентів. У розплаві може відбуватися мимовільна кристалізація спочатку в окремих точках, створюючи анізотропну структуру, а потім заповнюючи поступово весь обсяг. Для кожної речовини є оптимальна температура, при якій створюється найбільша кількість центрів кристалізації. При більш високій температурі відбувається дезорієнтація молекул, випадково отримують організоване кристалічний стан, а при знижених температурах зростає в'язкість, перешкоджаючи переміщенню молекул і їх правильної орієнтації в системі з формуванням кристалів. Оптимальні температури освіти найбільшої кількості центрів кристалізації при охолодженні розплаву не збігаються, як правило, з найбільшою швидкістю кристалізації, зміщуючись відносно один одного.

До більшості розплавів, які в якості сполучного речовини беруть участь в утворенні ІБК, застосуємо загальний закон евтектики. Сутність його полягає в прагненні розплаву до такої суміші компонентів, при якій забезпечується перехід розплаву при застиганні в твердий стан при найнижчій, евтектичною, температурі.

Розплави починають кристалізуватися з того компонента, який є в розплаві в надлишку, мимовільно скидаючи надлишок цього компонента у вигляді кристалічної фази і наближаючи залишок розплаву до складу евтектики, яка і досягається при зниженні температури. Фазовий склад які виникають кристалічних речовин визначається діаграмами стану. Коли компоненти розплаву нерозчинні між собою, то температури початку кристалізації слідують по лініях, що перетинаються в точці. Вона характеризується евтектичною температурою і евтектичним складом. У цій точці при строго визначеному фазовому складі може існувати як рідка, так і тверда евтектика, т. Е. Отвердевание розплаву відбувається при постійній температурі. Для тих сплавів, в яких компоненти мають деякою взаємної розчинність, характерне утворення твердого стану по лінії солідусу з кристалами як чистих компонентів, так і містять невеликі кількості розчиненого в них іншого твердого компонента. У системах можуть з'являтися нові сполуки, що виникають в результаті хімічної взаємодії вихідних компонентів. Деякі нові кристалічні сполуки можуть володіти температурою плавлення вищою, ніж температури плавлення чистих компонентів. Для таких складних систем на загальних діаграмах станів з'являються дві евтектичні точки, так як крім двох звичайних чистих компонентів з'являється середня проміжна, відповідна новому хімічній сполуці з більш високою температурою його плавлення. Подібні з'єднання між компонентами в різних системах утворюються порівняно часто, а при розплавленні вони переходять в рідкий розплав того ж складу (конгруентне плавлення) або ж кристалічне з'єднання при плавленні оборотно розкладається, утворюючи рідину іншого складу і нову тверду фазу (інконгруентное плавлення).

Якщо в фізико-хімічної системі є не два, як було зазначено вище, а три компонента і більш, то процес кристалізації розплаву при поступовому зниженні температури ще більш ускладнюється. У цій системі з'являється евтектика, що складається з трьох або більшої кількості компонентів. Можуть виникати нові хімічні сполуки з характерними для них температурами плавлення, тверді розчини і т. П. Виникають різноманітні системи, склад яких найбільш повно вивчають за допомогою диференційно-термічного аналізу та інших фізичних методів.

Як зазначалося, розплав переходить в твердий стан поступово або швидко, що залежить від зовнішньої температури, виділяючи кристали змінного складу, і лише в евтектиці виникає миттєво твердий стан розплаву, т. Е. Сплав. Можливо, однак, що в початковому стані розплав вже мав кристали, що не перейдуть при даній температурі нагріву системи в рідкий стан. Тоді загальна маса остигає в присутності цих кристалів, які переходять в затверділий матеріал у вигляді вкраплень, вельми характерних для так званих порфірових структур гірських порід. Якщо розплав остигає швидко, то процеси кристалізації повністю не встигають пройти, а в одержуваному твердому речовині зберігається в тій або іншій кількості стекловатая частина (скло).

У розплавах, як і в звичайних розчинах, нерідко присутній газова фаза, яка утворюється або в ході хімічних реакцій як основний або проміжний продукт, або під впливом випаровування окремих інгредієнтів, перебуваючи в суміші у вигляді пари, або внаслідок сублімації (сублімації), минаючи перехід в рідкий стан. В результаті виникають тверді системи з включенням в їх пори газової фази.

При зміні параметрів середовища (тиску і температури) фізико-хімічна система може перейти з усталеного стійкої рівноваги, відповідного правилу фаз Гіббса, в нестійке з можливим виділенням нових твердих фаз, зміною фазового складу і структури. В цьому відношенні менш стійкими є кристали, деформовані стисненими умовами їх зростання, а також кристалічні тіла в подрібненому стані у вигляді осколків кристалів. Тоді речовина має більшу хімічну активність і меншою хімічною стійкістю, більшу здатність до фазових перетворень, більшою розчинністю і ін. Аморфне стан завжди менш стійко в порівнянні з кристалічним. Багато речовин здатні існувати в різних модифікаціях, т. Е. Мають схильність до поліморфізму при підвищенні або зниженні температури (випал, охолодження).

Процеси кристалізації при формуванні структур ІБК є найбільш типовими. В ідеалізованих умовах кристали утворюються з закономірно розташованих в них мікрочастинок - атомів, іонів, молекул. Характер цієї закономірності розташування мікрочастинок обумовлений складом речовини, а зв'язки між частинками кристала можуть бути різноманітними, в тому числі комбінованими по різних частинах тіла.

Кристали з іонним зв'язком (іонної гратами) мають порівняно високими температурами плавлення. Іонна зв'язок характеризується тим, що іони зв'язку обумовлені електростатичним притяганням протилежно заряджених іонів (катіонів, аніонів).

При ковалентного зв'язку кристали володіють зазвичай високу твердість, досить високими температурами плавлення. Спрямована ковалентний зв'язок виражається в тому, що тісно зближені атоми передають один або більше електронів на утворення стійких зовнішніх електронних оболонок, за допомогою яких і здійснюється між ними зв'язок. Ковалентний зв'язок може бути неполярной, коли взаємодіючі атоми належать порівняно однаковим елементам, і полярної, коли електронна оболонка (електронна пара), що зв'язує атоми, належить їм не в однаковій мірі, а як би зміщена до одного з них, перебуваючи довший час біля нього. Полярна зв'язок відноситься до проміжної між іонної (в ній теж як би утворюється електронна пара) і неполярной зв'язками.

Кристали з молекулярними кристалічними гратами мають порівняно низькими температурами плавлення, малої твердістю, значною летючість, особливо органічні сполуки (наприклад, нафталін і ін.).

Крім кристалів з типовими формами зв'язку, включаючи металеві, існують перехідні і змішані форми зв'язку. До складу іонних кристалів можуть входити, наприклад, деякі нейтральні молекули, розташовані між іонами або шарами іонів (наприклад, молекули води). Є і інші відхилення в структурі і хімічному складі кристалів з появою дефектів, сторонніх атомів і іонів у вигляді домішок впровадження і домішок заміщення. В реальних умовах неминуче з'являються причини до змін зовнішньої форми і внутрішньої будови кристалів, що робить сильний вплив на їх властивості, особливо на механічну міцність. Ще більший вплив на властивості надає характер сталого контакту і зв'язків між окремими кристалами, особливо, коли вони складаються не з одного, а з двох, трьох і більшого числа їх видів, наприклад, в твердих сплавах або в продуктах кристалізації зі складних розчинів. Значний вплив на міцність, деформативність і інші властивості надає контактування кристалів або їх уламків через тонкі прошарки чужорідної речовини, нерідко знаходиться в склоподібного стані.

Стеклообразниє речовини характеризуються, по-перше, ізотропності (більшість кристалів відрізняються анізотропією, т. Е. Векторіального властивостей) і, по-друге, здатністю при нагріванні переходити поступово в рідкий стан. Відомо, що кристалічна речовина повністю переходить в рідкий стан при одній, характерною для нього постійній температурі. Може бути мимовільний перехід речовини зі склоподібного у кристалічний стан, що супроводжується виділенням в невеликих кількостях теплоти, подоланням енергетичного бар'єру, пов'язаного з утворенням навколо частинок подвійних адсорбційних і іонних оболонок, прошарків середовища підвищеної в'язкості. В технології цей бар'єр нерідко долається накладенням додаткових механічних впливів на твердне систему.

У різних видах в'язкої речовини встановлюються після затвердіння системи певні співвідношення обсягів кристалічної і аморфної (стеклообразной) фаз, які під дією експлуатаційних факторів можуть зазнавати відхилення як за рахунок додаткового виділення новоутворень, так і за рахунок упорядкування в розташуванні частинок (атомів, іонів, молекул) скловатою фази з поступовим переходом її в кристалічний, в тій чи іншій мірі деформований, стан.

До процесів структуроутворення і супутнім їм явищ відносяться також контракция і усадка, екзотермічний і ендотермічний ефекти, релаксації і ретардації.

Контракція полягає в мимовільному стиску системи зі зменшенням її початкового об'єму в основному в зв'язку з утворенням нових хімічних сполук (хімічна усадка) з переходом деякої частки об'ємної (вільної) рідкого середовища в хімічно пов'язане стан. Оскільки продукт реакції є, як правило, нової фазою мікро- і макроструктури, то виникає пористість (контракційна) істотно впливає на якість цієї матеріальної системи. При високій реагує здібності компонентів формується складного матеріалу контракция може становити до 30% і більше загального обсягу мікродісперсний пір (дрібніше 0,1 мкм). З ускладненням складу в'яжучого речовини і підвищенням тонкості його помелу зростає сумарний обсяг Контракційна пір.

Усадка - зменшення в обсязі, яке відбувається під впливом стискають капілярних сил, переходу твердих компонентів в рідкий стан з наступним заповненням пір і пустот рідким середовищем, випаровування частини рідкого середовища або її синерезиса (випотівання), зниження температури (охолодження), в тому числі внаслідок ендотермічного ефекту. Загальна усадка складається з фізичної та хімічної усадок.

В окремих матеріальних системах замість усадки спостерігається разуплотнение зі збільшенням обсягу конгломерату або в'язкої частини. Це явище відбувається внаслідок: набухання, поліморфного перетворення, хімічного або фізико-хімічного приєднання великої кількості рідкого середовища зі збільшенням в обсязі аморфних або кристалічних новоутворень, розширення обсягу при підвищенні температури, зокрема за рахунок екзотермічних ефектів.

В результаті усадки і набрякання, тим більше, що повторюються в технологічний період виготовлення конгломерату або в експлуатаційний період, нерідко виникають мимовільні напруги в матеріалі і, як наслідок, мікротрехцінообразованіе з можливим погіршенням фізико-механічних властивостей будівельних виробів. Різними прийомами - регулюванням режиму затвердіння, введенням додаткових компонентів в суміш і ін. - Вдається зменшити або повністю виключити вплив усадочних напруг або деформацій, пов'язаних з розущільненням структури.

Теплові ефекти обумовлені хімічними реакціями і фізичними модифікаціями. Ендотермічна ефекти виникають при руйнування кристалічної решітки або випаровуванні рідини, поліморфних перетвореннях (інверсії) речовини. Екзотермічні ефекти і реакції зумовлюються утворенням нових фаз, супроводжуються поглинанням газового середовища, переходом нестійкого аморфного стану в кристалічний.

Релаксація і ретардация - відповідно процеси мимовільного зниження напруги при фіксованій деформації і зміни деформації при фіксованому внутрішньому напрузі. Те й інше відбувається під впливом переміщень атомів, іонів, молекул, окремих ланок молекулярних ланцюгів. У структуроутворенні ІБК ці спонтанні процеси мають як позитивне (зняття надлишкових напруг із запобіганням утворення тріщин), так і негативне значення (ослаблення міцності деяких з'єднань в конструкціях, разупрочнение конструкції внаслідок спаду раніше прикладених напружень в армирующих елементах, наприклад, в попередньо напружених залізобетонних конструкціях). У всіх випадках ці процеси і характеризують їх параметри (час релаксації, коефіцієнт релаксації і ін.) Враховують в розрахунках повзучості і міцності елементів будівельних конструкцій.

Таким чином, комплекс складних процесів і явищ, що виникають і розвиваються в період технологічних переділів до певного рівня, а потім поступово згасаючих (в випалювальних ІБК швидше, ніж в безвипалювальних), дозволяє отримувати виріб з підготовлених і віддозованих компонентів. Переважна кількість процесів і явищ з цього комплексу характерно для в'язкої частини конгломерату, оскільки саме її компоненти до моменту об'єднання, перебуваючи в твердому, рідкому або газоподібному стані, найбільш активні. Структуроутворення штучного конгломерату умовно можливо розчленувати на безліч більш простих процесів і явищ, подібно до того як складні хімічні реакції є певне - паралельне або послідовне - поєднання простих реакцій. Переважну роль в структуроутворенні грають процеси, що забезпечують формування та затвердіння в'язкої частини, т. Е. Мікроструктури конгломерату. На стадії макроструктурообразованія особлива роль належить процесам взаємодії на межі розділу структурних елементів з ненням всієї системи ІБК і з оформленням готового виробу. Структура такого виробу відтепер стає єдиною, монолітною (див. 2.2.5). У розрахункових схемах її нерідко, але умовно представляють, як що складається з мікро- і макроструктурних частин.

Щоб технологічні переділи були ефективними, а якість продукції - більш високим, обґрунтовують їх оптимальні режими і параметри на всіх основних стадіях виробництва. Зазвичай їх встановлюють дослідним шляхом, хоча цей метод стає недостатнім при зростанні габаритів продукції, що випускається. Тому вводять певні розрахункові моделі, в яких імітують стан і поведінку реальних конгломератних сумішей (мас). Основний реологічної характеристикою в цих розрахунках і дослідженнях служить в'язкість гранично зруйнованої або повністю ненарушенной структури (ньютонівські в'язкості), а також частково зруйнованих структур (структурна, або бінгамовская в'язкість). Друга реологическая характеристика - максимальне напруження зсуву - дозволяє описувати рівнянням напружений стан суміші (маси) при оптимізації технологічних режимів і параметрів.

Спонтанно протікає в технологічному процесі переділом є затвердіння конгломератной системи, в першу чергу її в'язкої частини. Але затвердіння, будучи комплексом складних процесів, залишається мало доступним для візуальних спостережень. Тому нижче запропонована гіпотетична загальна теорія затвердіння ІБК.

 
<<   ЗМІСТ   >>