RAYONNEMENT RESISTANCE DES MATERIAUX

(solide) - la capacité des matériaux à conserver leurs propriétés (mécaniques, électriques, optiques, etc.) lorsqu'ils sont exposés au rayonnement. Le changement de propriétés est dû au déplacement des atomes dans le cristallin. treillis (voir. défauts de rayonnement), réactions nucléaires, ruptures chimiques. connexions, etc. Les changements peuvent être réversibles et irréversibles. Ces derniers sont dus principalement. chim. transformations de molécules.

Naib. l'effet est produit par les neutrons et le rayonnement g. En pratique, l'évolution des propriétés du matériau est comparée à une valeur qui caractérise l'influence, par exemple. Avec fluence neutrons ou absorbé dose g-rayonnement.

Mn. Propriétés cristaux sensible aux dommages cristallins. treillis. Les célibataires durcissent généralement le métal, mais le réduisent Plastique. La résistance électrique des métaux ou alliages augmente en raison de la formation de défauts, bien que dans les alliages une diminution de la résistance électrique soit possible en cas de rayonnement. l'impact conduit à l'ordonnancement de la structure. Dans les semi-conducteurs, l'irradiation du point défauts augmente, ce qui conduit à un changement d'électricité. et optique Propriétés.

Modification des propriétés organiques substances associées hl. arr. avec les processus d'excitation et d'ionisation des molécules. Dans ce cas, des électrons hors d'équilibre, des ions, des radicaux ioniques sont formés dans un état excité. Interaction du rayonnement avec les matières organiques substances accompagnées d'un dégagement gazeux. Radiation. résistance organique dépend de la quantité d'O 2 dissous qu'elles contiennent et de la vitesse de son entrée dans l'environnement. En présence d'O 2 , il y a un rayonnement chimique. oxydation de la matière. En conséquence, le produit chimique change. et thermique. la stabilité de la substance, sa substance chimique peut augmenter. agressivité envers la construction. matériaux. "Couture" et destruction polymères - processus irréversibles qui conduisent au naib. veux dire. changements de structure.

Principale indicateurs caractérisant des changements irréversibles pour la mécanique. propriétés des matériaux polymères, - résistance à la traction, module d'élasticité, limite de déformabilité ; pour électrique propriétés - changements dans le diélectrique. perméabilité, tangente diélectrique. pertes, électrique force, conductivité.

Les changements réversibles sont dus à l'établissement d'un équilibre stationnaire entre la génération de produits de radiolyse instables et leur mort, ils dépendent donc du débit de dose. Résistance au bio isolant matériaux diminue avec une augmentation du débit de dose de plusieurs. ordres. A fortes doses, une diminution de l'électricité résiduelle. la résistance des métaux est irréversible. PL. matériaux polymères irradiés à des doses de 10 6 Gy, électrique initiale. changements dans plusieurs. fois (à une dose de ~ 10 4 Gy, les changements sont généralement insignifiants).

En bio matériaux peuvent se produire après le rayonnement. vieillissement, une coupure due au principal. chim. réactions des radicaux libres formés lors de l'irradiation des polymères avec l'oxygène de l'air. Radiation. la résistance des diélectriques polymères est généralement déterminée par leur mécanique. (et non électriques) propriétés, puisque la plupart des polymères deviennent cassants et perdent la capacité de porter mécanique. charges après doses, le seigle ne provoque pas encore de créatures. changements électriques Propriétés.

Radiation. persistance inorganique substances dépend de leur cristallinité. structure et type de produit chimique. la communication. Naib. persistants sont ioniques. Structures denses avec une symétrie Naib élevée. résistant aux radiations. Les verres se caractérisent par un changement de transparence et l'apparition de couleur, l'apparition de cristallisation (voir. état vitreux). Les silicates commencent à changer leurs propriétés après exposition à une fluence neutronique de ~ 10 19 cm -2. À la suite de l'irradiation, il se produit une expansion anisotrope du cristal, une amorphisation de sa structure, une diminution de la densité, de l'élasticité, de la conductivité thermique, etc.. Les oxydes modifient des propriétés similaires aux silicates, mais dans une moindre mesure. Créatures. il n'y a pas de changements dans les propriétés du béton sous irradiation avec des flux de neutrons avec une fluence allant jusqu'à 3 · 10 19 cm -2.

Tableau 1 et 2 indiquent le min. niveaux de rayonnement provoquant des modifications notables (20 à 30 %) des propriétés de certains matériaux.

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Résistance aux radiations du bloc de mousse- - la capacité du bloc de mousse à conserver ses propriétés physiques et mécaniques d'origine pendant et après l'irradiation ionisante. [Portique A. A. Tout sur le béton cellulaire. - SPb. : 2003. - 224 p.] Rubrique du terme : Béton léger Rubriques de l'Encyclopédie : ... ... Encyclopédie des termes, définitions et explications des matériaux de construction

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Radiation- 59. La sûreté radiologique de la population l'état de protection des générations présentes et futures contre les effets nocifs des rayonnements ionisants pour leur santé.

1. Résistance chimique des matériaux inorganiques

La résistance chimique des matériaux inorganiques dépend d'un grand nombre de facteurs. Ces facteurs comprennent : la composition chimique et minéralogique, la porosité (pores ouverts et fermés), le type de structure (amorphe, cristallin fin, cristallin grossier), la nature du milieu agressif et sa concentration, la température, la pression, le mélange du milieu , etc. La plupart des facteurs énumérés agissent ensemble dans diverses combinaisons, ce qui complique grandement le choix du matériau ou du revêtement approprié.

Par la composition chimique du matériau, on peut principalement juger de son comportement probable dans divers environnements agressifs. Les matériaux résistants aux acides comprennent ceux dans lesquels prédominent les oxydes acides insolubles ou difficilement solubles - silice, silicates et aluminosilicates faiblement basiques. Par exemple, les aluminosilicates complexes ont une résistance accrue aux acides en raison de leur teneur élevée en silice, qui est insoluble dans tous les acides, à l'exception de l'acide fluorhydrique. Dans le même temps, les aluminosilicates hydratés du type kaolin ne possèdent pas de résistance aux acides, car des oxydes acides y sont inclus sous forme d'hydrates. Plus la teneur en silice des matériaux d'origine inorganique, naturelle et artificielle, est élevée, plus leur résistance aux acides est élevée. Par exemple, les quartzites, produits à base de quartz fondu, contenant presque 100 % de SiO2, ont une résistance aux acides presque absolue. Les matériaux contenant des oxydes basiques ne sont pas résistants aux acides et se dégradent lorsqu'ils sont exposés à des acides minéraux, mais sont résistants aux alcalis tels que le calcaire ou la magnésite et les ciments de construction courants. 4

La composition minéralogique du matériau d'origine inorganique, le nombre de ses composants individuels et leurs propriétés sont tout aussi importants. Ainsi, par exemple, les roches naturelles, qui sont dans de nombreux cas des polyminéraux, en raison de la différence des coefficients de dilatation thermique de leurs composants individuels, sont sujettes à la fissuration lors de changements brusques de température ; en particulier, la teneur en quantités importantes de mica dans les granites peut provoquer un délaminage. Il convient également de prendre en compte avec quelles substances les matériaux cimentés d'origine inorganique. Par exemple, certains grès contenant grandes quantités le quartz et cimenté avec de la silice amorphe sont plus résistants aux acides que les grès cimentés avec de la chaux ou d'autres minéraux carbonatés.

La dégradation des matériaux inorganiques se produit parfois en raison de la porosité du matériau. La destruction des matériaux poreux est principalement provoquée par l'apparition de contraintes dans le matériau dues à la cristallisation des sels dans les pores, au dépôt de produits de corrosion dans ceux-ci, ou encore au gel dans les pores de l'eau. Lorsque le volume poreux est complètement rempli et du fait de l'absence de possibilité de dilatation, la destruction mécanique du matériau est inévitable. La cristallisation des sels dans les pores ouverts des matériaux de construction (béton, ciment, etc.) est le plus souvent observée dans les climats secs et chauds, lorsque des parties de structures entrent en contact avec des sols salins. L'humidité contenue dans ce dernier s'évapore intensément. Les sels qui se déposent sur les matériaux de construction remplissent progressivement les pores. La pression de cristallisation se développant dans ces conditions peut atteindre 0,44 MN/m2. La résistance chimique d'un matériau dépend aussi de sa structure. Avec une structure cristalline du matériau, sa résistance est plus élevée qu'avec un amorphe.

à inorganique matériaux de structure rapporter:

Matériaux de silicate naturels résistants aux acides

1. Granites (composés de 70-75% SiO2, 13-15% Al2O3, 7-10% oxydes de magnésium, calcium, sodium ; résistance à la chaleur jusqu'à 250C).

En plus de son utilisation dans la construction, il est utilisé pour fabriquer des boîtiers pour les précipitateurs électrostatiques, des tours d'absorption dans la production d'acides nitrique et chlorhydrique et des dispositifs pour la production de brome et d'iode.

2. Beshtownites (constitués de 60 à 70 % de SiO2 ; ils sont durs, réfractaires, résistants à la chaleur jusqu'à 800 C). Les beshtownites sont utilisés comme matériau de revêtement pour les appareils utilisés dans la production d'acides minéraux.

3. Andésites (composées de 59 à 62 % de SiO2 ; se prêtent bien à usinage mais pas durable). Il est utilisé comme charge dans les ciments et bétons résistants aux acides.

4. Amiante (3MgOCH2SiO2 * 2H2O ; résistant au feu). Il est utilisé comme matériau auxiliaire sous forme de fils, de toile filtrante, de charge, pour isoler les boîtiers d'appareils.

Matériaux de silicate artificiels

1. Fonte de pierre (représente des matériaux fondus avec une structure cristalline ; obtenu par fusion de roches avec des additifs à 1400-1450C et traitement thermique ultérieur des produits moulés). Le moulage de pierre se caractérise par une résistance chimique élevée, une résistance mécanique, une résistance élevée à l'abrasion; il est utilisé à des températures ne dépassant pas 150C.

2. Verre au silicate (à base de SiO2 (65-75%), en tant qu'additifs oxydes de métaux alcalins et alcalino-terreux). Possède une transparence élevée, une bonne résistance mécanique, une faible conductivité thermique, une résistance chimique. Il est largement utilisé comme matériau de structure et de revêtement. Des réfrigérateurs à serpentins en sont fabriqués, colonnes de rectification, éléments individuelséquipement.

3. Verre résistant à la chaleur (63,3 % SiO2 ; 5,5 % Al2O3 ; 13,0 % CaO ; 4,0 % MgO ; 2,0 % NaO ; 2,0 % F). Il a une stabilité thermique jusqu'à 1000 - 1100C, résiste à une pression jusqu'à 4,5 - 5,0 MPa, résistance à la flexion 600 - 800 kg / cm2.

4. Verre aluminium-magnésium (71 % SiO2 ; 3 % Al2O3 ; 3,5 % CaO ; 2,5 % MgO ; 1,5 % K2O ; 13-15 % Na2O). Utilisé pour fabriquer des tissus filtrants résistants. L'acide chlorhydrique a un effet faible sur le verre de magnésie-alumine à 80 - 100C, l'acide sulfurique a un effet plus fort.

5. Le verre de quartz est obtenu en faisant fondre les variétés naturelles les plus pures de quartz cristallin, de cristal de roche, de quartz veineux ou de sable de quartz avec une teneur de 98 à 99 % de SiO2. Le verre de quartz est résistant à tous les acides de toute concentration à haute température (à l'exception de l'acide fluorhydrique à température ambiante et de l'acide phosphorique à des températures supérieures à 250°C), transmet les rayons UV et IR et est étanche aux gaz jusqu'à 1300°C. Les produits fabriqués à partir de celui-ci peuvent résister longtemps à une température de 1100 à 1200C.

6. Sitalls - matériaux verre-cristallins obtenus dans certaines conditions de cristallisation du verre. Ils sont 5 fois plus résistants que le verre ordinaire, résistants à la chaleur jusqu'à 1000C, résistent bien à l'usure abrasive.

Matériaux céramiques

1. L'émail résistant aux acides est une masse vitreuse obtenue par fusion de roches ( Le sable de quartz, argile, craie) avec des peluches (borax, soude, potasse) à haute température. De plus, la composition de l'émail comprend des oxydes NiO, CaO, TiO2, ZrO2, SnO2, Cr2O3, etc. L'émail est très résistant aux acides, les produits avec revêtement d'émail fonctionnent en milieu liquide jusqu'à 200C, en milieu gazeux jusqu'à 600-700C.

2. La porcelaine est un matériau cristallin fin imperméable à l'eau et aux gaz. La porcelaine est résistante aux acides, dure, résistante à l'usure, résiste aux changements brusques de température et a une faible porosité.

Matériaux astringents

1. Le ciment contient dans sa composition une charge finement broyée résistante aux acides ou aux alcalis.

2. Le béton est un corps solide semblable à de la pierre. Il est obtenu à partir mélange de béton- le ciment, l'eau et le remplissage (gravier, pierre concassée, sable de quartz, etc.) ont une faible résistance à la traction et à la flexion, pour éliminer cet inconvénient, le béton est armé d'une armature en acier. Ce matériau est du béton armé.

L'effet des cosmétiques sur le corps humain

L'histoire des cosmétiques s'étend sur au moins 6 000 ans d'histoire humaine et sur presque toutes les sociétés de la planète. Le mot même "cosmétique" (du grec "kosmetike" - "l'art de décorer") vient du mot grec "cosmos", qui signifie "beauté", "harmonie"...

Propriétés de corrosion du titane et de ses alliages

Tous les éléments d'alliage présents dans le titane peuvent être divisés en quatre groupes en termes de résistance à la corrosion. Le premier groupe comprend des éléments facilement passivés ...

Corrosion des métaux

La corrosion est chimique si, après rupture d'une liaison métallique, les atomes métalliques sont directement liés par une liaison chimique avec les atomes ou groupes d'atomes qui font partie des agents oxydants ...

Corrosion des non-métaux

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500 Pas de décomposition thermique Limitée lorsqu'on n'utilise pas GC / MS Très limitée Picomole Commentaires Approche plus douce de l'ionisation par rapport à l'EI ...

Méthodes de production de nanoparticules

Méthodes chimiques l'obtention de nanoparticules et de systèmes ultradispersés est connue de longue date. Une solution colloïdale d'un sol d'or (rouge) avec une taille de particule de 20 nm a été obtenue en 1857. M. Faraday...

Détermination du fer dans les solutions de chlorure de fer (III)

L'analyse gravimétrique utilise la même verrerie que l'analyse qualitative, mais plus grande. Les récipients et équipements chimiques sont illustrés dans les figures : Bêchers ...

Concepts de base sur la science de la chimie

Une liaison chimique est l'interaction de deux atomes, réalisée par l'échange d'électrons. Lorsqu'une liaison chimique se forme, les atomes ont tendance à acquérir une couche stable à huit électrons (octet) ou à deux électrons (doublet) ...

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La corrosion chimique est l'oxydation d'un métal résultant d'une interaction chimique directe avec l'environnement (appelée agressive) sans l'apparition d'un courant électrique dans le système : Gaz - oxydation du métal ...

TALLIUM - (Latin - Thallium, symbole Tl) - élément du 13e groupe (IIIa) du tableau périodique, numéro atomique 81, masse atomique relative 204,38. Le thallium naturel est constitué de deux isotopes stables : 203Tl (29,524 at.%) et 205Tl (70,476 at.%) ...

Liaison chimique et structure de la matière

Éléments chimiques se trouvent dans la nature principalement non sous forme d'atomes individuels, mais sous forme de substances complexes ou simples. Seuls les gaz rares - hélium, néon, argon, krypton et xéon - sont dans la nature à l'état atomique...

La chimie comme branche des sciences naturelles

L'un des concepts centraux de la chimie est le concept de "liaison chimique". Très peu d'éléments se trouvent dans la nature sous forme d'atomes libres et séparés du même genre...

RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION- la capacité de maintenir la force, les qualités structurelles et autres caractéristiques bénéfiques sous diverses influences physiques et chimiques. Les méthodes de laboratoire déterminent la résistance des matériaux aux effets de la température, de l'humidité, du champ électrique, de la lumière, ainsi qu'à l'action des oxydants, acides, alcalis, sels, etc. Les propriétés des matériaux de construction en pierre saturés d'eau, résistent à la destruction pendant gel et la formation de glace dans leurs pores est appelée résistance au gel ... Habituellement, il est déterminé par le nombre de cycles de la norme tests de laboratoire, dans laquelle la congélation d'échantillons saturés d'eau alterne avec leur décongélation dans l'eau.

La résistance à long terme du matériau à l'action de températures élevées et élevées est appelée résistance à la chaleur ou résistance à la chaleur. La résistance aux températures très élevées est appelée résistance à la chaleur et la résistance à la flamme est appelée résistance au feu. Lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, les métaux se ramollissent et fondent, les bétons et les pierres se déshydratent, réduisant fortement leur résistance, jusqu'à la destruction. Les matériaux à base organique, tels que le bois, le béton bitumineux et les plastiques, changent et se détériorent particulièrement fortement.

La diminution de la résistance des matériaux sous l'action de températures élevées se produit progressivement, et en atteignant une certaine température - très rapidement. Une propriété importante des matériaux en pierre et des thermoplastiques (ou compositions à base de résines synthétiques) est leur résistance à l'eau, évaluée par le valeur de la perte de résistance lorsqu'ils sont saturés d'eau. Un indicateur de résistance à l'eau est le coefficient de ramollissement - le rapport de la résistance à la traction d'un matériau saturé d'eau à la résistance du même matériau à l'état sec.Pour les matériaux à base organique, résistance à la pourriture et à la destruction par les champignons et les micro-organismes est également importante - la biostabilité (notamment pour le bois) - et la résistance au "vieillissement" sous l'action de la lumière et du soleil pour les plastiques.

Dans certains cas particuliers, la résistance des matériaux à l'action de rayonnements de natures diverses (rayons X, rayons gamma, neutrons) est importante. Lorsque les matériaux sont exposés à des liquides agressifs et des gaz humides, la résistance chimique (résistance à la corrosion) est importante. Un type essentiel de cette résistance est la résistance aux acides. La méthode conditionnelle pour sa détermination en laboratoire consiste à faire bouillir un échantillon broyé du matériau dans de l'acide sulfurique concentré pendant une heure. Cependant, certains métaux, par exemple l'acier, étant instables dans les acides dilués, résistent à l'action des acides à forte concentration, ce qui s'explique par la formation d'une couche protectrice sur le métal.

Les oxydants forts sont particulièrement agressifs vis-à-vis des métaux et de nombreux plastiques : acides nitriques, chromiques et certains autres, ainsi que les peroxydes et certains gaz - oxygène, ozone, chlore. La résistance aux alcalis des matériaux caractérise leur capacité à résister à l'action des bases faibles - solutions de chaux, de soude, de potasse, d'ammoniac, ainsi que d'alcalis forts ou caustiques - soude caustique et potassium. La résistance à la cristallisation des sels dans les pores du matériau (ou en particulier la résistance aux sulfates pour les bétons de ciment) s'exprime par la capacité du matériau à résister à la destruction lors de la formation d'hydrates cristallins de gypse dihydraté ou d'hydrosulfoaluminate dans les pores du matériau, qui se forment avec une augmentation de volume et détruisent les bétons poreux.

La résistance de nombreux matériaux à base organique - enrobés bitumineux, thermoplastiques et autres - aux huiles et solvants apolaires : essence, benzène, toluène... est essentielle, elle dépend de la solubilité des matériaux dans ces liquides. La résistance des matériaux (notamment des métaux) à l'action de certains agents s'apprécie dans le temps par l'évolution du poids ou la perte de résistance, ainsi que par la profondeur de la lésion. Une telle évaluation est souvent exprimée par des points ou des signes conditionnels.Les principaux moyens d'augmenter la résistance des matériaux de construction sont une augmentation de leur densité, une diminution du nombre de pores disponibles pour la pénétration de l'humidité et des substances dissoutes par celle-ci, un changement dans la composition chimique du matériau, compte tenu d'un effet agressif spécifique.

Résistance au gel. Capacité d'un matériau à résister à la destruction lors d'une congélation cyclique.

Résistance au gel- l'aptitude d'un matériau à l'état saturé en eau à résister à des alternances répétées de gels et de dégels sans signes visibles de destruction et sans diminution significative de résistance. La principale raison de la destruction du matériau sous l'influence des basses températures est l'expansion de l'eau remplissant les pores du matériau lors de la congélation. La résistance au gel dépend principalement de la structure du matériau : plus le volume relatif de pores disponibles pour la pénétration de l'eau est élevé, plus la résistance au gel est faible.

Résistance au gel- l'un des indicateurs les plus importants de la qualité du béton, de la brique et d'autres matériaux de construction, dont la fourniture est particulièrement importante pour la Russie dans le cadre de son position géographique et conditions climatiques... Des centaines de milliers de structures de divers matériaux de construction sont situées sur en plein air, sont humidifiés par l'action de facteurs naturels, exposés à des gels et dégels répétés. Les structures faites de matériaux non résistants au gel perdent éventuellement leur capacité portante, subissent une usure de surface et subissent divers types de dommages.

Pourquoi les dommages causés par le gel aux pièces de construction sont-ils répandus, pourquoi les bordures et l'asphalte sur les routes, les marches en béton, les dalles de balcon, les pavés, les briques et autres structures et matériaux s'effritent-ils et s'effritent-ils au cours de la deuxième ou de la troisième année ? La raison de la destruction prématurée des produits est leur faible résistance au gel ou, en termes techniques, l'incohérence de la marque de résistance au gel avec les exigences des documents réglementaires. La marque de résistance au gel est le nombre de cycles de congélation et décongélation alternées d'échantillons saturés d'eau sans violer l'intégrité et sans modifier la résistance. La brique et le béton doivent servir à l'amiable pendant au moins 100 ans sans destruction visible.

Des produits présentant une résistance au gel insuffisante apparaissent lorsque le fabricant enfreint les réglementations et la technologie de fabrication et qu'il n'y a aucun contrôle de la résistance au gel.

Par exemple, pour un béton doté d'une résistance au gel, les facteurs déterminants outre la consommation de ciment sont : le rapport eau-ciment, le type de ciment, les conditions de durcissement du béton, la présence d'additifs entraîneurs d'air, etc.

Dans des conditions difficiles, il y a le matériau qui est humidifié avec des changements de température brusques. L'eau absorbée par le matériau, en particulier les pores de la couche de surface, gèle à température nulle avec une expansion de 8,5%. L'alternance rythmique de cristallisation de la glace dans les pores avec dégel ultérieur entraîne des contraintes internes supplémentaires. Des micro- et macrofissures peuvent apparaître avec une diminution de la résistance, avec une possible destruction de la structure. La capacité d'un matériau saturé d'eau à résister à des cycles de congélation et de dégel répétés (cycliques) sans dommages techniques importants ni détérioration des propriétés est appelée résistance au gel. Les limites normatives de la diminution admissible de la résistance ou de la diminution de la masse des échantillons après avoir testé le matériau pour la résistance au gel à un certain nombre de cycles de congélation et de décongélation ont été établies. Certains matériaux, par exemple le béton, sont marqués pour la résistance au gel en fonction du nombre de cycles d'essai qu'ils résistent sans signes visibles de destruction. Habituellement, les échantillons saturés d'eau sont congelés dans des congélateurs spéciaux et la décongélation est organisée dans de l'eau à température ambiante. La durée d'un cycle est d'un jour. De nombreux matériaux peuvent supporter 200 ... 300 cycles ou plus. Des méthodes accélérées de test de résistance au gel, ou de sécurité dans les solutions salines avec cristallisation alternée du sel dans les pores du matériau, peuvent également être utilisées. Pour certains matériaux, par exemple Pierre naturelle, la résistance au gel est jugée par la valeur du coefficient de ramollissement.

12. Conductivité thermique et capacité thermique des matériaux de construction.

Conductivité thermique

Conductivité thermique- la capacité d'un matériau à conduire un flux thermique à travers son épaisseur en présence d'un écart de température sur les surfaces limitant le matériau. L'indice de conductivité thermique est le coefficient de conductivité thermique . Parfois, la conductivité thermique est exprimée comme l'inverse de λ - résistance thermique (R = 1 / λ).

Le coefficient de conductivité thermique dépend de la nature du matériau, de sa structure, de sa porosité et de son taux d'humidité. Le matériau cristallin est généralement plus conducteur thermiquement que le matériau amorphe. Coefficient de conductivité thermique des couches ( stratifiés) et des matériaux fibreux (bois) dépend de manière significative de la direction du flux de chaleur par rapport aux couches ou fibres. Ainsi, pour le bois le long des fibres, il est environ deux fois plus large qu'en travers.

Plus les pores des matériaux sont grands, plus la valeur est grande. Le rapport diminue avec la diminution densité moyenne les matériaux homogènes et les matériaux à porosité développée et à faible teneur en humidité ont la conductivité thermique la plus faible. Lorsque le matériau est humidifié, sa conductivité thermique augmente, car le coefficient de conductivité thermique de l'eau est environ 25 fois supérieur à celui de l'air. Voici les coefficients de conductivité thermique divers matériaux, W / (m · ° С); à titre de comparaison, les valeurs λ de l'eau et de l'air sont données :

le cuivre……………………. 403.00

acier……………………. 58,00

granit……………………. 2,92

béton lourd …………. 1,28-1,55

Brique d'argile ………. 0,70-0,85

tuf ……………………… .. 0,35-0,45

le long du fil 0,30

à travers les fibres 0,17

laine minérale 0,06-0,09

béton calorifuge. .0.03-0.08

eau ... ... 0,599

air 0,023

La conductivité thermique est d'une importance pratique lors du choix des matériaux pour les murs extérieurs, les sols et les revêtements des bâtiments, l'isolation des réseaux de chauffage, les réfrigérateurs, les chaudières, etc.

Capacité thermique

Capacité calorifique - la propriété d'un matériau à absorber la chaleur lorsqu'il est chauffé et à émettre lorsqu'il est refroidi. Le rapport de la capacité calorifique à une quantité unitaire de matériau (en masse ou en volume) s'appelle la capacité calorifique spécifique, qui est numériquement égale à la quantité de chaleur (en J) nécessaire pour chauffer 1 kg de matériau de I ° C. La chaleur spécifique, kJ / (kg - ° С), des matériaux indiqués ci-dessous est :

acier 0,46-0,48

alliages d'aluminium 0,90

Naturel matériaux en pierre 0,75-0,93

béton lourd 0,80-0,92

brique 0,74

Pin. ... 2,51

La capacité calorifique est prise en compte lors de la détermination de la stabilité thermique des enceintes extérieures des bâtiments chauffés (des matériaux ayant la capacité thermique spécifique la plus élevée sont requis), lors du calcul de l'échauffement des composants du béton et du mortier, ainsi que des mastics pour les travaux en heure d'hiver etc.

Résistance thermique des matériaux.

La résistance thermique des réfractaires est appelée leur capacité à ne pas s'effondrer, c'est-à-dire à conserver leur forme d'origine sans écaillage, fissures et encoches avec un changement brusque de température.

La destruction spécifiée des produits réfractaires peut avoir lieu en relation avec l'apparition de contraintes internes dans ceux-ci, dues à l'apparition d'un gradient de température sur la section transversale des produits. Par conséquent, les contraintes internes (cisaillement ou traction) dans un matériau réfractaire, toutes choses égales par ailleurs, dépendent de son coefficient de température de dilatation linéaire : elles augmentent avec une augmentation de ce dernier. Lorsque la valeur de ces contraintes devient supérieure à la résistance au cisaillement ou à la traction du matériau, le produit de la tour de refroidissement sèche tombe en panne.

Les forces d'adhérence s'opposant à la destruction des produits sont caractérisées par la présence d'un état élastique du matériau - le module d'élasticité en cisaillement ou en traction. La résistance d'un matériau aux contraintes thermiques qui s'y produisent diminue avec une augmentation de la valeur du module d'élasticité. Le module d'élasticité d'un matériau est directement proportionnel à sa résistance ultime en compression ; par conséquent, la résistance thermique d'un matériau est inversement proportionnelle à sa résistance ultime en compression.

La destruction (déformation) des matériaux réfractaires à partir des contraintes thermiques se produit en deux étapes : dans la première, l'amorçage des fissures se produit, dans la seconde, leur propagation et leur développement.

Résistance thermique matériaux réfractaires dans vue générale, c'est-à-dire que si l'on ne tient pas compte de leur taille, de leurs caractéristiques structurelles et des conditions d'essai, il peut être caractérisé par le coefficient de résistance thermique Kt.

où est la conductivité thermique du matériau ; est la résistance à la traction ultime ; capacité de chaleur c; est la masse volumique apparente ; a - coefficient de température de dilatation linéaire; E est le module d'élasticité.

La résistance thermique des matériaux réfractaires denses est déterminée conformément à la procédure standard (selon GOST 7875-56) par le nombre de cycles thermiques (chauffage et refroidissement brutal) que le matériau peut supporter jusqu'à un certain degré de destruction : Pour les essais, prélever des produits entiers ou en découper des échantillons de dimensions 230 × 113 × 65 mm. Avant les tests, les échantillons sont séchés et pesés avec une précision de 5 g. Ils sont chauffés dans un four électrique spécial avec des radiateurs au carborundum. Les échantillons sont introduits dans un four chauffé à 1300°C avec leur extrémité (plus petit bord) à une profondeur de 50 mm (sur toute la longueur de l'échantillon) et maintenus 10 min à cette température. Après chauffage, les échantillons sont sortis du four et l'extrémité chauffée est descendue dans une cuve avec de l'eau courante à une température de 5-259C jusqu'à une profondeur de 50 mm pendant 5 minutes. Ensuite, les échantillons sont conservés à l'air pendant 5 à 10 minutes. Le chauffage et la trempe sont répétés jusqu'à ce que l'échantillon ait perdu 20 % de sa masse. Un chauffage suivi d'un refroidissement est un échange de chaleur. Les résultats des tests sont exprimés par le nombre de cycles thermiques entiers auxquels l'échantillon a résisté jusqu'à ce qu'il perde 20 % de sa masse d'origine. Le changement de chaleur, dans lequel la perte/masse de l'échantillon dépasse 20 %, ne compte pas pour la détermination de la résistance à la chaleur de l'échantillon.

Il n'existe actuellement aucune méthode standard pour déterminer la résistance thermique des matériaux réfractaires légers (produits réfractaires calorifuges).

Les méthodes suivantes pour déterminer la stabilité thermique de tout matériau poreux sont connues et appliquées.

1. Le matériau est chauffé à différentes températures sur des plaques en céramique ou en métal, puis refroidi à l'air. Ces processus vérifient et enregistrent le nombre de cycles chauffage - refroidissement avant fissuration ou destruction des éprouvettes.

2.La méthode est la même, mais le matériau est refroidi avec un jet air comprimé ou, dans l'eau froide.

3. Déterminer la perte de résistance du matériau lors de la compression après un ou plusieurs cycles de chauffage - refroidissement à l'air (cycles de chaleur de l'air).

4.En cours de chauffage ou de refroidissement de l'échantillon d'essai, déterminez la différence de température maximale dans sa paroi jusqu'à l'apparition de fissures, c'est-à-dire la vitesse de chauffage et de refroidissement admissible.

Résistance thermique.

Thermic. des contraintes surviennent en raison du gradient de température. Ils sont observés avec une répartition inégale de la température, avec une hétérogénéité de la composition de la phase (et la dilatation thermique causée par celle-ci), ainsi qu'avec une anisotropie thermique. prolongements. Le degré d'influence de la thermique. stresse dans différents produits dépend de l'amplitude de ces contraintes, de leur répartition dans le volume, ainsi que de la structure et du matériau sv-in.

Stabilité thermique, résistance à la chaleur - la capacité des matériaux cassants à résister à la chaleur sans destruction. tension à des changements de température simples et multiples. Habituellement, le critère Ie. est critique. état thermique correspondant à l'apparition d'un thermique visible. fissures. Souvent Ie caractériser la température, le chauffage jusqu'à une coupe et un refroidissement rapide ultérieur réduisent fortement la mécanique. la résistance du matériau en raison de l'apparition de dommages, en raison de. l'action du thermique. stress. Celles. également déterminé par le changement de la résistance des échantillons avant et après un brusque saut de température (changement de chaleur), par exemple. par refroidissement brutal à l'air ou à l'eau d'un échantillon chauffé dans une étuve.

Dans la plupart des cas, les quantités, une mesure de la résistance thermique. les tensions sont considérées comme max, la différence de température entre isotherme. surfaces, quand une coupure se produit la destruction du corps dans la définition. conditions de transfert de chaleur. Une fois détruit, la valeur de thermique. la contrainte est égale à la résistance ultime du matériau ; en général, max, la différence de température est déterminée par le produit de deux indicateurs - la résistance thermique du matériau. tension R et facteur de forme S : A tmax ** RS. Le critère R dépend des conditions de chauffage et de base. St. dans la matière. Le facteur 5 prend en compte la dépendance thermique. contraintes liées à la forme et à la taille des produits.

Le rôle du thermique. la contrainte n'est essentielle que pour le comportement des matériaux fragiles ; en présence de plasticité ou dans la région. plasticité à haute température des matériaux cassants, ces contraintes se relâchent. Leur rôle augmente à des taux de changement de température plus élevés que la vitesse du plastique. déformation.

Dans la plupart des cas, T. est évalué expérimentalement par des qualités, des indicateurs; la méthode d'essai doit être proche des conditions de service des produits. Les techniques consistent à déterminer l'état des prototypes avant et après exposition au gradient de température. Ils peuvent être divisés en tests avec un thermique. cycle, chauffage et refroidissement répétés ou cycliques et en courant continu. mode température. Le plus souvent, le nombre de changements de chaleur est déterminé, une coupure que le produit peut supporter. T. se caractérise par le nombre de cycles thermiques avant l'apparition de fissures et jusqu'à une perte de 20 % de la masse. En enquête. d'autres méthodes sont également utilisées en pratique : elles modifient le type de changements de chaleur (par exemple, elles chauffent jusqu'à 800°C ou refroidissent à l'air), déterminent la perte de résistance après un ou plusieurs changements de chaleur, différence de température destructrice, etc.

La comparaison des matériaux sur T. est souvent réalisée en mesurant le complexe de leur sv-v, combinant sv-va en décomp. Les critères au seigle montrent la capacité du matériau à résister à l'apparition et à la propagation de fissures. La différence de température, provoquant la destruction (ou l'apparition d'une fissure), avec une limitation complète de la déformation en température R-Co (1 -ft) / Ea, où C - const; ob - résistance ultime; / et - coefficient. Poisson; E est le module d'élasticité ; un - coefficient. thermique linéaire prolongements. Avec un changement instantané de la température de surface, la constante C est égale à 1, à faible taux de transfert de chaleur, elle est égale au coefficient. conductivité thermique et lors du changement de température avec poste, vitesse - coefficient. diffusivité thermique. Parfois, la destruction n'est pas considérée comme l'apparition d'une fissure, mais sa propagation à travers le corps, car des fissures germes existent dans la structure du matériau. Le critère de stabilité thermique peut alors être une valeur inversement proportionnelle à la déformation élastique destructrice accumulée en unités. volume R - E / ob, ou la résistance du matériau à la propagation des fissures R - Eu / st b (u - bat l'énergie de surface effective).

Résistance chimique et durabilité

Résistance chimique - la capacité d'un matériau à résister aux effets des acides, des alcalis, des solutions de sels et de gaz. Les plus fréquemment exposés aux liquides et gaz corrosifs sont les sanitaires, les canalisations d'égouts, les bâtiments d'élevage, les ouvrages hydrauliques (situés dans l'eau de mer avec une grande quantité de sels dissous). Incapable de résister à l'action) même des acides faibles, des matériaux en pierre naturelle carbonatée - calcaire, marbre et dolomie; le bitume ne résiste pas à l'action des solutions concentrées d'alcalis. Les matériaux les plus résistants à l'action des acides et des alcalis sont les matériaux et produits céramiques, ainsi que de nombreux produits à base de matières plastiques.

La durabilité est la capacité d'un matériau à résister à l'action complexe des facteurs atmosphériques et autres dans des conditions de fonctionnement. Ces facteurs peuvent être: les changements de température et d'humidité, l'action de divers gaz dans l'air ou les solutions de sels dans l'eau, l'action combinée de l'eau et du gel, la lumière du soleil. La perte de propriétés mécaniques par le matériau dans ce cas peut survenir à la suite d'une perturbation de la continuité de la structure (formation de fissures), de réactions d'échange avec des substances de l'environnement extérieur, ainsi que de changements d'état de la substance (modifications du réseau cristallin, recristallisation, passage de l'état amorphe à l'état cristallin). Le processus de modification (détérioration) graduelle des propriétés des matériaux dans les conditions de fonctionnement est parfois appelé vieillissement.

La durabilité et la résistance chimique des matériaux sont directement liées au coût d'exploitation des bâtiments et des structures. Augmenter la durabilité et la résistance chimique des matériaux de construction est la tâche la plus urgente en termes techniques et économiques.

Facteur de qualité constructif: KKK = R / γ (résistance à densité relative), pour le 3ème acier KKK = 51 MPa, pour acier à haute résistance KKK = 127 MPa, béton lourd KKK = 12.6 MPa, bois KKK = 200 MPa.

Pétrographie(grec πέτρος "pierre" + γράφω "J'écris") est une science qui décrit les roches et leurs minéraux constitutifs. La principale méthode de recherche est la microscopie optique.

La force est une propriété solides résister à la destruction, ainsi qu'au changement de forme irréversible sous l'influence de forces extérieures. Par conséquent, l'augmentation de la résistance est d'une importance primordiale tout en s'efforçant en même temps d'assurer une ductilité suffisante.

La résistance technique des métaux est bien moindre que théorique. La résistance réelle diminue principalement en raison des imperfections du métal.

Les méthodes de durcissement les plus progressives comprennent l'alliage, le traitement thermique et thermomécanique, l'écrouissage, etc. La résistance des métaux peut être augmentée en créant des structures sans défaut. Après traitement thermique (trempe) de l'acier, sa dureté augmente de 2,5 à 3 fois.

Augmenter la résistance du métal signifie prolonger la durée de vie des machines et des équipements, réduire leur poids, améliorer la fiabilité, augmenter la durabilité, l'efficacité et réduire la consommation de métal.

Méthodes pour augmenter la résistance des matériaux métalliques :

* Alliage;

* Traitement thermique;

* Traitement thermique chimique;

* Déformation plastique;

* Traitement thermomécanique;

* Matériaux composites et multicouches;

* Matériaux en poudre et granulés.

résistance aux chocs (ténacité)

La résistance aux chocs - la capacité du matériau à absorber l'énergie mécanique lors du processus de déformation et de destruction sous l'influence de charges de choc.

La principale différence entre la charge de choc et les essais de traction-compression ou de flexion est le taux de libération d'énergie beaucoup plus élevé. Ainsi, la résistance aux chocs caractérise la capacité d'un matériau à absorber rapidement de l'énergie.

Habituellement, le travail à la rupture ou à la rupture de l'éprouvette est évalué sous une charge de choc par rapport à sa section transversale au point d'application de la charge. Exprimé en J/m2 ou kJ/m2

[modifier] Méthodes de test

Les méthodes de laboratoire existantes diffèrent par

La méthode de fixation de l'échantillon sur le banc d'essai

· La manière d'appliquer la charge - un poids tombant, un pendule, un marteau ...

La présence ou l'absence d'une encoche au site d'impact

Pour le test "pas d'entaille", une feuille de matériau d'épaisseur égale sur toute la surface est sélectionnée. Lors de la réalisation de l'essai "avec une encoche", une rainure est pratiquée à la surface de la feuille, en règle générale, du côté opposé au point d'impact, sur toute la largeur (longueur) de l'éprouvette, avec une profondeur de 1/2 de l'épaisseur.

La résistance aux chocs lorsqu'elle est testée "sans encoche" peut dépasser le résultat du test "avec une encoche" de plus d'un ordre de grandeur.

Parmi les méthodes d'essai courantes pour la résistance aux chocs, il convient de noter :

Test de Charpy

Tests de Gardner

Tests Izod (eng.)

…. Module de vrac (K) caractérise la capacité d'une substance à résister à une compression globale. Cette valeur détermine combien de pression externe doit être appliquée pour diminuer le volume de 2 fois. Par exemple, l'eau a un module d'élasticité en vrac d'environ 2000 MPa, ce qui signifie que pour réduire le volume d'eau de 1%, une pression externe de 20 MPa doit être appliquée. Par contre, avec une augmentation de la pression extérieure de 0,1 MPa, le volume d'eau diminue de 1/20000. L'unité de mesure du module d'élasticité en vrac est le Pascal (Pa).

Module de vrac K> 0 peut être déterminé par la formule :

où P- pression, V- volume, P/∂V- dérivée partielle de la pression par rapport au volume.

L'inverse du module d'élasticité en vrac est appelé coefficient de compression volumétrique.

Le coefficient de Poisson et le module de Young caractérisent parfaitement les propriétés élastiques d'un matériau isotrope.

Lorsqu'une force de traction est appliquée au corps, il commence à s'allonger (c'est-à-dire que la longueur longitudinale augmente) et la section transversale diminue. Le coefficient de Poisson montre combien de fois la déformation transversale d'un corps déformable est supérieure à la déformation longitudinale, lorsqu'il est étiré ou comprimé. Pour un matériau absolument fragile, le coefficient de Poisson est de 0, pour un matériau absolument incompressible - 0,5. Pour la plupart des aciers, ce coefficient est voisin de 0,3, pour le caoutchouc il est environ égal à 0,5.

Sans dimension, mais peut être spécifié en unités relatives : mm/mm, m/m. ……

14 Classification génétique des roches.

Minéral(ce. sidéral ou minéral, tard tard. (aes) minéral-rud) - un corps naturel avec un certain composition chimique et une structure atomique ordonnée (structure cristalline), qui se forme à la suite de processus physico-chimiques naturels et possède certaines propriétés physiques. Il fait partie intégrante de la croûte terrestre, des roches, des minerais, des météorites. La science de la minéralogie traite de l'étude des minéraux.

Les minéraux sont des corps naturels physiquement et chimiquement homogènes formés dans la croûte terrestre à la suite de processus physiques et chimiques en cours

Rochers- un agrégat naturel de minéraux de composition minéralogique plus ou moins constante, formant un corps indépendant dans la croûte terrestre. Les planètes terrestres et autres objets spatiaux solides sont composés de roches.

Les roches sont des agrégats minéraux naturels composés d'un ou plusieurs minéraux