DURABILITATEA MATERIALELOR DE CONSTRUCȚIE- capacitatea de a menține rezistența, calitățile structurale și altele caracteristici benefice sub diferite influențe fizice și chimice. Metodele de laborator determină rezistența materialelor la efectele temperaturii, umidității, câmpului electric, luminii, precum și la acțiunea agenților oxidanți, acizi, alcalii, săruri etc. Proprietățile materialelor de construcție din piatră saturate cu apă de a rezista distrugerii în timpul înghețului și formarea de gheață în porii acestora se numește rezistență la îngheț . De obicei, este determinat de numărul de cicluri ale standardului analize de laborator, în care înghețarea probelor saturate cu apă alternează cu dezghețarea lor în apă.

Rezistența pe termen lung a unui material la acțiunea temperaturilor ridicate și ridicate se numește rezistență la căldură sau rezistență la căldură. Rezistența la temperaturi foarte ridicate se numește rezistență la căldură, iar rezistența la flacără se numește rezistență la foc. Sub acțiunea temperaturilor ridicate, metalele se înmoaie și se topesc, betonul și pietrele se deshidratează, reducându-și brusc rezistența, până la distrugere. Materialele cu bază organică, cum ar fi lemnul, betonul asfaltic și materialele plastice, sunt puternic modificate și distruse.

Scăderea rezistenței materialelor sub acțiunea temperaturilor ridicate are loc treptat, iar la atingerea unei anumite temperaturi - foarte rapid.O proprietate importantă a materialelor din piatră și a termoplasticelor (sau compozițiilor pe bază de rășini sintetice) este rezistența lor la apă, estimată prin magnitudinea pierderii de rezistență atunci când este saturată cu apă. Un indicator al rezistenței la apă este coeficientul de înmuiere - raportul dintre rezistența la tracțiune a unui material saturat cu apă și rezistența aceluiași material în stare uscată.Pentru materialele pe bază de organice, rezistența la degradare și distrugere de către ciuperci și microorganisme este de asemenea importantă - biostabilitatea (în special pentru lemn) - și rezistența la „îmbătrânire” sub acțiunea luminii și a luminii solare pentru materiale plastice.

În unele cazuri speciale contează rezistența materialelor la acțiunea radiațiilor de diferite naturi (raze X, raze gamma, neutroni). Când materialele sunt expuse la lichide agresive și gaze umede, rezistența chimică (rezistența la coroziune) este importantă. Un tip esențial al acestei rezistențe este rezistența la acid. Metoda condiționată pentru determinarea acesteia în laborator este fierberea timp de o oră a unei probe zdrobite din material în acid sulfuric concentrat. Cu toate acestea, unele metale, cum ar fi oțelul, deși nu sunt rezistente la acizi diluați, sunt rezistente la concentrații mari de acizi, ceea ce se explică prin formarea unui strat protector pe metal.

Agenții oxidanți puternici sunt deosebit de agresivi față de metale și multe materiale plastice: acizi azotici, cromici și alți acizi, precum și peroxizi și unele gaze - oxigen, ozon, clor.Rezistența la alcalii a materialelor caracterizează capacitatea lor de a rezista la acțiunea bazelor slabe - soluții de var, sodă, potasiu, amoniac, precum și alcaline puternice sau caustice - sodă caustică și potasiu. Rezistența la cristalizarea sărurilor în porii materialului (sau, în special, pentru betoanele de ciment, rezistența la sulfat) este exprimată în capacitatea materialului de a rezista la distrugere atunci când în porii materialului se formează hidrați cristalini de gips dihidrat sau hidrosulfoaluminat. , care se formează cu creșterea volumului și distrug betoanele poroase.

Semnificativă este rezistența multor materiale pe bază organică - beton asfaltic, termoplastice și altele la uleiuri și solvenți nepolari: benzină, benzen, toluen etc. Depinde de solubilitatea materialelor în aceste lichide. Rezistența materialelor (în special a metalelor) la acțiunea anumitor agenți este evaluată în timp prin modificarea greutății sau pierderea rezistenței, precum și prin adâncimea leziunii. Adesea, o astfel de evaluare este exprimată în puncte sau semne condiționate Principalele mijloace de creștere a rezistenței materialelor de construcție sunt creșterea densității acestora, reducerea numărului de pori disponibili pentru pătrunderea umidității și a substanțelor dizolvate de aceasta, schimbarea compoziție chimică material, ținând cont de un efect agresiv specific.

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE

Instituția Autonomă Federală de Stat de Înaltă

Universitatea Federală de Sud

Facultatea de chimie

APROBA

_______________________

„_____” __________________ 2010

Programul de lucru al disciplinei

REZISTENTA CHIMICA A MATERIALELOR SI PROTECTIA LA COROZIUNE

Direcția antrenamentului

Profil de formare

_____________________

Calificarea (gradul) absolventului

Burlac

Forma de studiu

Rostov-pe-Don

1. Obiectivele stăpânirii disciplinei

Obiectivele stăpânirii disciplinei „Rezistența chimică a materialelor și protecția împotriva coroziunii” sunt:

pentru a crea o bază teoretică asupra comportamentului la coroziune a materialelor nemetalice

materiale în diverse medii agresive și metode de protecție a acestora împotriva distrugerii;

de a crea o bază teoretică asupra coroziunii și a metodelor de protecție împotriva acesteia, care stă la baza rezistenței chimice a materialelor metalice; să creeze premisele pentru o evaluare calificată a tipului și mecanismului proceselor cu reglarea ulterioară a vitezei acesteia; să predea adoptarea de soluții tehnice în dezvoltarea unor metode raționale de protecție împotriva coroziunii; să predea abilitățile unui experiment de coroziune-electrochimic, metode de calcul și analiză a rezultatelor, să creeze o bază științifică și practică pentru efectuarea lucrărilor de calificare

2. Locul disciplinei în structura BEP-ului diplomei de licență

Rezistența chimică a materialelor și protecția lor împotriva distrugerii este o parte esențială a chimiei moderne, ca parte integrantă a științei naturale. Prin urmare, principalele prevederi ale disciplinei sunt folosite pentru a rezolva cea mai largă gamă de probleme științifice și tehnice moderne. Acest curs special se bazează pe chimia generală, anorganică, organică și fizică, dar în principal pe electrochimia metalelor și aliajelor, și folosește și pregătirea matematică și fizică. El pune bazele pentru efectuarea lucrărilor de calificare și a activităților practice ulterioare ale licenței.

3 Competențe ale elevului, formate ca urmare a însușirii disciplinei „Rezistența chimică a materialelor și protecția împotriva coroziunii”.

În procesul de însuşire a disciplinei se vor forma parţial competenţele OK-6, PC-1, PC-2, PC-3, PC-9, PC-11.

Ca urmare a stăpânirii disciplinei, studentul trebuie:

fundamentale ale teoriei moderne a coroziunii și protecției metalelor și aliajelor, precum și metode de aplicare a acesteia pentru rezolvarea problemelor științifice și practice care vizează evaluarea și îmbunătățirea rezistenței la coroziune. specificul proceselor care au loc în materiale silicate, polimerice, ceramice, piatră naturală, beton etc. în contact cu diverse medii agresive.

stabiliți în mod independent sarcinile cercetării electrochimice asupra coroziunii metalelor și aliajelor, alegeți cele mai bune căi și metode pentru rezolvarea problemelor experimentale, demonstrați capacitatea și disponibilitatea de a efectua calcule de coroziune folosind formule și ecuații cunoscute, inclusiv folosind programe de calculator, efectuați măsurătorile necesare pe metale, utilizați . Realizați alegerea potrivita diverse materiale pentru funcționarea în medii cu proprietățile specificate.

bazele rezistenței chimice și protecției materialelor împotriva coroziunii, abilitățile de experimente chimice și electrochimice și lucru pe echipamente, metode de înregistrare și procesare a rezultatelor experimentelor.

4. Structura și conținutul disciplinei „Rezistența chimică a materialelor și protecția împotriva coroziunii”

Intensitatea totală de muncă a disciplinei este de 7 credite 252 de ore, din care 90 de ore sunt ore de clasă (30 de cursuri, 60 de ore de laborator) și 66 de ore sunt de lucru independent.

Introducere

Utilizarea materialelor nemetalice în industrie. Conceptul de distrugere prin coroziune a nemetalelor. cauzele coroziunii. Medii agresive active fizic și chimic. Clasificare generala materiale nemetalice folosite.

Materiale minerale

Proprietățile generale ale materialelor minerale. Betonul și aplicarea acestuia. Tipuri de lianți. Raportul apă-ciment și influența acestuia asupra proprietăților betonului. Procese de întărire a betonului, pe tricotaj hidraulic și aer. Compoziția betonului întărit. Particularități ale coroziunii materialelor poroase. Clasificarea scurgerilor și golurilor și distribuția lor cantitativă în beton. permeabilitatea betonului. Tipuri de coroziune a betonului. Solubilitate părțile constitutive betonul şi dependenţa acestuia de compoziţia mediului agresiv. Influența ratei de filtrare asupra coroziunii de prim tip. Procesul de carbonizare și rolul său în dezvoltarea coroziunii de primul tip. Măsuri de combatere a coroziunii de primul tip.

Diferența dintre coroziunea primului și celui de-al doilea viciu. coroziunea cu dioxid de carbon. Acțiunea acizilor minerali și organici asupra betonului. Clasele de beton rezistente la acizi.

Coroziunea betonului cu magnezie. Acțiunea soluțiilor alcaline asupra betonului. Coroziune în prezența unei suprafețe care se evaporă. Măsuri de combatere a coroziunii de al doilea tip.

Semne de coroziune de al treilea tip. Coroziunea prin sulfat sau gips. Coroziunea betonului cu sulfoaluminat. Măsuri de combatere a coroziunii celui de-al treilea menghin. Împărțirea mediilor în slab, mediu - și puternic agresiv. Protecția betonului în aceste medii.

Clasificarea proceselor de coroziune conform lui Babușkin. Influența temperaturii asupra coroziunii betonului. Fluctuațiile de temperatură alternante cu semne ciclice și influența lor asupra durabilității betonului. Rezistența la îngheț a betonului și modalități de îmbunătățire a acestuia. Metode de betonare de iarnă.

Coroziunea biologică a betonului și metodele de suprimare a acestuia.

Particularități ale coroziunii pietrei naturale, silicatului topit și materialelor ceramice.

Materiale polimerice și fenomene mecano-chimice în polimeri

Proprietățile fizice și chimice de bază ale materialelor polimerice. Stări agregate ale polimerilor. Polimeri amorfi, cristalini și cristalizanți. Polaritatea polimerilor și influența acesteia asupra rezistenței chimice. O metodă calitativă de evaluare a rezistenței chimice a polimerilor.

Polimeri oxidativi, radiații, mecanici și biologici.

Distrugere termică. Rezistența la căldură și stabilitatea termică a polimerilor. Curbe termomecanice.

Degradarea chimică a polimerilor. Particularități ale interacțiunii chimice ale macromoleculelor polimerice. „Accesibilitatea” legăturilor chimice la transformări.

Principalele tipuri de descompunere a moleculelor de polimer. Mecanismul de transformare a principalelor legături instabile din polimeri.

Adsorbția și acumularea de adsorbție a mediului de către polimer. O măsură a interacțiunii dintre un polimer și un mediu. polimeri hidrofili și hidrofobi. Difuzia în polimeri. Activat și neactivat. Caracteristicile difuziei electroliților în polimeri. Difuzia electroliților în polimeri hidrofili și hidrofobi. Evaluarea cantitativă a puterii de penetrare a electroliților. Tabloul fizic al distrugerii depinde de raportul dintre viteza de difuzie și viteza de distrugere.

Dependenţa modificărilor mecano-chimice de intensitatea acţiunii mecanice. Întinde diagramele. Tipuri de deformații care se dezvoltă în polimer. Dependența curbelor de întindere de temperatură și rata de aplicare a sarcinii. Relaxarea stresului în polimeri. Teorii defectuoase și molecular-cinetice ale rezistenței materialelor.

Fluent și coroziv. cracarea polimerilor. Deformații ciclice și influența lor asupra rezistenței polimerilor. Curbe de fisurare cinetice. Deformarea critică și dependența acesteia de factori externi.

Modalități de creștere a rezistenței chimice a materialelor polimerice.

Materiale compozite

Diferența dintre materiale compozite și omogene. Scopul matricei și al umpluturii în compozit. Metode de obținere a materialelor compozite. Cerințe pentru selectarea componentelor unui material compozit. Particularități ale rezistenței chimice a materialelor compozite film.

Materiale bituminoase și lemnoase

fluctuații ale temperaturilor ridicate; - scaderea temperaturii.

Ce modificări provoacă mișcarea apei în porii unui material mineral?

Nu provoacă schimbare; - dizolvarea componentelor din beton;

Reducerea porozității acestuia; - creşterea volumului masei betonului.

Cu ce ​​rată de defect este efectul forței ionice cel mai mare?

La un mic; - la medie; - la mare; - nu depinde de debitul.

Ceea ce determină stabilitatea componentelor amestec de beton când apa trece prin porii betonului?

Din solubilitatea componentelor; - din cantitatea de hidroxid de calciu spalat; - din porozitatea betonului; - pe temperatură.

Ce se formează ca urmare a coroziunii betonului cu dioxid de carbon?

Carbonat de calciu; - sulfat de calciu;

Clorura de calciu; - dioxid de carbon;

Coroziunea betonului de al doilea tip este asociată cu:

Formarea de produse cristaline insolubile;

Formarea de produse ușor solubile sau amorfe;

Cu eliberarea de gaz; - întărirea betonului.

Ce acizi practic nu distrug betoanele de ciment?

Sare; - sulfuric - boric - fluorhidric

Ce nu este inclus în betonul rezistent la acizi?

silicat de sodiu; - ciment;

Polimer întărit; - alcool furilic.

Care componentă a betonului nu este rezistentă la alcalii concentrați?

hidroxid de calciu; - hidrosilicat de calciu;

oxid de siliciu; - hidroferită de calciu.

Cum afectează prezența unei suprafețe de evaporare viteza de coroziune a betonului?

Accelerează; - incetineste; - nu afectează;

Dependența trece printr-un maxim.

Care este motivul coroziunii betonului de al treilea tip?

Odată cu dizolvarea componentelor din beton;

Cu cristalizarea sărurilor puțin solubile în porii betonului;

Cu formarea de produse ușor solubile;

Nu depinde de natura mediului agresiv.

Ce se formează ca urmare a coroziunii cu sulfat a betonului?

Carbonat de calciu; - sulfat;

Sulfat de sodiu; gips.

Metodele chimice de combatere a coroziunii de primul tip sunt asociate cu:

Odată cu accelerarea leșierii hidroxidului de calciu;

Odată cu formarea de săruri mai puțin solubile pe suprafața filmului;

Cu o creștere a conținutului de calciu în beton;

Cu un strat hidrofob.

Metodele fizice de combatere a coroziunii betonului de primul tip sunt:

Obținerea depunerilor puțin solubile pe suprafața structurii;

În creșterea durității straturilor superficiale ale betonului;

Cu aplicarea de acoperiri hidrofobe pe suprafata;

Cu o creștere a conținutului de ioni de calciu din beton.

Ce este implicat în procesul de carbonizare a betonului?

Cu formarea de dioxid de carbon;

Cu descompunerea hidrosilicaților;

Cu interacțiune cu apele subterane care conțin dioxid de carbon;

Interacțiunea cu dioxidul de carbon din aer.

Procesul de carbonizare a betonului determină:

Scăderea ratei de leșiere a hidroxidului de calciu;

Accelerarea dizolvării hidrosilicaților de calciu;

Creșterea pH-ului mediului;

Scăderea conținutului de calciu în beton.

Câtă apă este necesară pentru a face masa de beton?

Arbitrar; - cat mai mult posibil;

Optimal; - minim.

Ce cantitate de apă este considerată optimă atunci când se prepară un amestec de beton?

Ciment-apă unu la unu;

Pentru 10 părți de ciment 4-6 părți de apă;

Pentru 10 părți de ciment, 2 părți de apă;

Pentru 10 părți de ciment, 1 parte de apă;

Care este procesul de întărire a betonului pe un liant lichid de sticlă?

Cu hidroliza silicatului de sodiu;

Cu dizolvarea hidroxidului de calciu;

Cu formarea de carbonat de calciu;

Odată cu distrugerea oxidului de siliciu.

Care este întărirea masei de beton pe liantul de ciment?

Cu îndepărtarea hidroferitei de calciu;

Cu formarea hidrosilicatului de calciu;

Odată cu formarea de intercreșteri cristaline din masa coloidală a componentelor;

Cu formarea de hidroaluminați de calciu puțin solubili.

Ce calitate a betonului depinde de cantitatea de apă utilizată pentru a face masa?

Aspect; - Solubilitate in apa;

Rezistență la căldură; - porozitate.

Cum afectează porozitatea betonului rezistența chimică la acțiunea agresivă?

Nu afectează;

Reduce rezistenta chimica;

Creste rezistenta la impact;

Dependența rezistenței chimice de porozitate are o formă extremă.

În câte grupuri sunt împărțite toate slăbiciunile și golurile din beton în funcție de dimensiunea și originea lor?

în două grupe; - în cinci grupe;

Nu împărtăși deloc; - în șapte grupe.

La ce duce hidrofobizarea masei de beton?

Pentru a crea o peliculă impenetrabilă la suprafață;

Pentru a conferi proprietăți hidrofuge;

Pentru a reduce solubilitatea componentelor;

Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice.

Ce aditivi au proprietăți hidrofobe?

Soluție de clorură de sodiu;

Soluție de poliorganosiloxan;

xilen sau toluen;

Care dintre următoarele procese nu este specific pentru coroziunea corpurilor poroase?

Acțiunea de înghețare a apei;

Dizolvarea componentelor masei;

presiunea capilară în pori;

Distrugerea din cauza înghețului apei.

Ce factori nu afectează distrugerea corpurilor poroase?

Creșterea suprafeței de contact cu un mediu agresiv;

Creșterea volumului de apă la îngheț;

Creșterea umidității aerului;

Ce medii agresive, celelalte lucruri fiind egale, provoacă cea mai gravă distrugere a betonului?

Soluții sărate; - solutii de saruri slabe;

Soluții de alcali slabi; - solutii neutre.

De ce betonul armat trebuie protejat mai fiabil decât betonul?

Datorită creșterii masei structurii;

Datorită prezenței armăturii din oțel;

Datorită scăderii porozității betonului armat;

Datorită eterogenităţii mai mari a sistemului.

Formarea a ce săruri duce la dezvoltarea coroziunii sulfoaluminate a betonului?

Ettringita; - aluminat de calciu;

gips; - hidroaluminoferită de calciu.

Ce compuși pot forma sulfoaluminat de calciu?

Din hidroaluminat monocalcic;

Din 2 hidroaluminat de calciu;

Din 3 hidroaluminat de calciu;

Din hidroaluminoferită de calciu.

Care este particularitatea interacțiunii fuzionate materiale silicate cu un mediu ostil?

În acțiunea mediului numai asupra stratului superficial;

În porozitatea ridicată a materialului;

În rezistența la căldură a materialului;

Complexitatea compoziției chimice a materialului.

Materialele ceramice au:

Absorbție mare de apă; - porozitate scăzută;

Rezistență chimică ridicată; - duritate mare.

Care dintre următorii polimeri nu este un polimer cu lanț de carbon?

Politetrafluoretilenă; - polietilena;

PVC; - polisiloxan.

Câtă apă pot absorbi polimerii hidrofili?

Mai puțin de 1% în greutate polimer; - de la 1% la 5% în greutate polimer;

Până la sutimi de procent din greutate; - nu absorbi apa deloc.

Ce proces se numește sorbția unui mediu de către un polimer?

Absorbția mediului de către suprafața materialului;

Absorbția mediului de către volumul polimerului;

Procesul de dizolvare a polimerului într-un mediu agresiv;

Procesul de interacțiune chimică cu mediul.

Defalcarea unei macromolecule polimerice în conformitate cu „legea hazardului” are loc:

Cu fluctuații aleatorii ale temperaturii;

În caz de expunere accidentală la soare;

În prezența acelorași unități structurale în macromoleculă;

În caz de impact mecanic accidental.

Defalcarea unei macromolecule polimerice în conformitate cu legea „grupurilor terminale” are loc:

Cu o lungime mare de macromolecule;

Cu reactivitate crescută a grupurilor terminale:

Cu o lungime mică de macromolecule;

Cu aceeași reactivitate a tuturor grupelor din macromoleculă.

Defalcarea macromoleculei polimerului în conformitate cu legea „legăturilor slabe” are loc:

Într-un mediu ușor acid;

La locația heteroatomului sau a legăturii duble;

La locul conexiunii C-C;

Într-un mediu ușor alcalin.

Anomalia distrugerii polimerilor solizi este aceea că:

Nu suferi deloc distrugeri;

Chiar și cu aceeași reactivitate, toate unitățile structurale nu sunt distruse conform legii „ hazardului”;

În timpul distrugerii, masa molară nu scade;

În timpul descompunerii, temperatura crește.

Care este forța motrice din spatele procesului de difuzie?

Prezența unui gradient de temperatură; - prezenta unui gradient de concentratie;

Gradient de câmp electric; - gradient de presiune.

În ce formă difuzează electroliții în polimerii hidrofobi?

în cei disociați; - in hidratat;

În nedisociat și nehidratat;

în nedisociat.

În ce formă difuzează electroliții în polimerii hidrofili?

Sub formă de ioni nehidratați; - în formă nedizolvată;

Sub formă de ioni hidratați; - sub formă de molecule.

În ce polimeri - hidrofobi sau hidrofili, viteza de difuzie este mai mare?

În hidrofob; - viteze comparabile;

În hidrofil; - in viteza hidrofila are un maxim.

Ce modificări ale polimerilor sunt cauzate de mediile active fizic?

Numai ireversibil; - cel mai adesea reversibile;

Conduce la formarea de noi legături chimice;

Cauza distrugere.

Ce modificări ale polimerilor sunt cauzate de mediile active chimic?

Accelerarea proceselor fizice;

Modificarea structurii chimice;

Inhibarea proceselor fizice;

Nu afectează structura polimerilor.

Împărțirea mediilor în active fizic și chimic:

Absolut, adică toate mediile sunt în cele din urmă împărțite în active fizic și chimic;

Relativ, adică împărțirea trebuie făcută în raport cu fiecare material;

Condițional, independent de natura materialului;

Mediu, orientativ.

Ce schimbări nu pot fi cauzate de mediile fizice active?

Absorbția mediului de către material; - umflarea materialului;

Formarea de legături chimice; - scaderea duritatii materialului.

Unde se utilizează scara de 3 puncte pentru evaluarea stabilității polimerilor?

În monografii; - în directoare;

In strainatate; - în articole științifice.

Care este natura scalei de 4 puncte pentru evaluarea stabilității polimerilor?

Descriptiv; - descriptiv-calitativ;

Afirmativ; - calitativ.

Ce sistem de evaluare brută a rezistenței polimerilor este comun în străinătate?

2 puncte; - 4 puncte; - 5 puncte;

Cel puțin 10 niveluri de durabilitate.

Cu ce ​​precizie poate fi determinată stabilitatea unui polimer într-un mediu dat folosind un sistem de scorare?

Absolut precis; - aproximativ;

Cu o probabilitate redusă; - aproape inconfundabil.

Cum poate fi îmbunătățită rezistența chimică a polimerilor amorfi liniari?

Vulcanizare; - tratament termic;

Scăderea gradului de polimerizare;

O creștere a nivelului de tensiuni interne.

Cum se reduce susceptibilitatea polimerilor la fisurarea coroziunii?

Creșteți forța de tracțiune;

Creați o forță de compresiune în stratul de suprafață;

Nu există căi;

Creșteți sarcina externă.

Ce cauzează degradarea oxidativă într-un polimer?

aer dioxid de carbon; - oxigen;

Umiditate și temperatură; - vapor de apă.

Sub acțiunea a ce se dezvoltă degradarea radiațiilor într-un polimer?

Sub acțiunea fluxului de căldură; - sub influența ozonului;

Sub acțiunea fluxului de electroni, neuroni;

Sub influența sarcinilor mecanice.

Ce nu se aplică caracteristicilor specifice ale materialelor lemnoase?

Porozitate ridicată; - rezistență scăzută la căldură; - duritate mare;

Daune cauzate de insecte și microorganisme.

Principala modalitate de a proteja materialele lemnoase.

Aplicarea de acoperiri metalice;

Impregnarea cu soluții apoase de inhibitor;

Ambalare cu folii polimerice;

Aplicarea vopselelor.

7. Suport educativ, metodologic și informativ al disciplinei „Rezistența chimică a materialelor și protecția împotriva coroziunii”

a) literatura de baza:

Coroziunea betonului și a betonului armat, metode de protecție a acestora [Text]: monografie / și [altele] - M .: Stroyizdat, - 1980. - 315 p.

Vorobiev, rezistența materialelor polimerice [Text]: monografie / .- M .: Chimie, 1981. - 294 p.

Zuev, polimeri sub acțiunea mediilor agresive [Text]: monografie / . - M.: Chimie, 1982. - 287 p.

Moiseev, rezistența polimerilor în medii agresive [Text]: monografie /,. - M.: Chimie, 1979. - 282 p.

Lipatov, chimia polimerilor umpluți [Text]: monografie / . - M.: Chimie, 1977. - 280 p.

Materiale compozite pe bază de poliuretani [Text]: monografie / ed. J. Buist.- M .: Mir, 1982. - 159 p.

Cehov, A.P., materiale Glushchenko [Text]: monografie / . . - Kiev: Şcoala superioară, 1981. - 205 p.

Semenov și protecția împotriva coroziunii [Text]: manual. pentru universități / , . - M.: Fizmatlit = M, 2006. - 376 p.

Ekilik, coroziunea și protecția metalelor [Text]: manual. indemnizație / .- Rostov-pe-Don: UPL RSU, 2004.- 67 p.

b) literatură suplimentară:

Antropov, coroziunea metalelor [Text]: monografie /,. - Kiev: Tehnica - Kiev, 1981. - 183 p. Grigoriev, structura și efectul protector al inhibitorilor de coroziune [Text]: monografie /,. - Rostov-pe-Don: Ed. RSU - 1978. - 184 p. Reibman, acoperiri de vopsea[Text]: monografie / . - L.: Chimie, 1982. - 320 p. Reshetnikov, coroziunea acidă a metalelor [Text]: monografie / . - L.: Chimie, 1986. - 144 p. Rosenfeld, I. L. Inhibitori de coroziune [Text]: monografie / . - L.: Chimie, 1977. - 350 p. Fokin, acoperiri în [Text]: monografie /, . - M.: Chimie - 1981. - 300 p.

c) și resurse de internet

Pe site-ul Universității Federale de Sud http://sfedu. ru în Campusul Digital și secțiunile și pot folosi și resursele bibliotecii electronice științifice e-LIBRARY. RO: http://biblioteca. ru.

8. Suport logistic al disciplinei (modul)

Sala de curs dotata cu echipamente multimedia atelier de laborator de electrochimie; laborator pentru a efectua lucrări de curs experimental.

Baza materială disponibilă oferă:

susținerea prelegerilor - cu echipamente pentru demonstrarea materialului ilustrativ; implementare - cu reactivii chimici necesari, sticlărie standard de laborator și echipamente educaționale și științifice (corrosimetre, instalații pentru măsurători de polarizare, potențiostate, o punte AC în kit, instrumente electrice de măsură, termostate, celule electrochimice și speciale din sticlă, coulometre, electrozi de referință, balante tehnice si analitice, dulapuri de uscare);

Programul a fost elaborat în conformitate cu cerințele Standardului Educațional de Stat Federal de Învățământ Profesional Superior, ținând cont de recomandările și ProOP de Învățământ Profesional Superior în direcția și profilul Chimiei.

Recenziator(i)

Programul a fost aprobat în ședința CMC a Facultății de Chimie din data de ___________, protocol Nr.________.

REZISTENTA MATERIALELOR LA RADIAȚII

(solid) - capacitatea materialelor de a păstra proprietăți (mecanice, electrice, optice etc.) atunci când sunt expuse la radiații. Modificarea proprietăților se datorează deplasărilor atomilor din cristal. zăbrele (vezi defecte de radiație), reacții nucleare, rupe chimice. conexiuni etc. Modificările pot fi reversibile și ireversibile. Acestea din urmă se datorează preim. chimic. transformări moleculare.

Naib. expunerea este exercitată de neutroni și radiații g. În practică, modificarea proprietăților materialului este comparată cu valoarea care caracterizează acțiunea, de exemplu. Cu fluent neutroni sau absorbite doza g-radiatie.

Mn. proprietăți cristale sensibil la deteriorarea cristalelor. grătare. Cele unice întăresc de obicei metalul, dar îl reduc plastic. Rezistența electrică a metalelor sau aliajelor crește datorită formării defectelor, deși în aliaje este posibilă o scădere a rezistenței electrice dacă radiația. impactul duce la ordonarea structurii. În semiconductori sub acţiunea iradierii punctului defecte crește, ceea ce duce la o schimbare a electricității. si optice proprietăți.

Schimbarea proprietăților organice substanțe legate Ch. arr. cu procesele de excitaţie şi ionizare a moleculelor. În acest caz, electronii, ionii, radicalii ionici neechilibrați se formează într-o stare excitată. Interacțiunea radiațiilor cu organice. substanţe însoţite de degajare de gaze. Radiația durabilitate organică. substanțele depinde de cantitatea de O 2 dizolvată în ele și de viteza de intrare a acestuia din mediu. In prezenta O 2 are loc radiatia.-chim. oxidarea substanței. Ca urmare, chimia. si termice. rezistența unei substanțe, chimia ei. agresivitate față de constructe. materiale. „Cusătură” și distrugere polimeri - procese ireversibile, la secară duce la naib. mijloace. modificări de structură.

Principal indicatori care caracterizează modificări ireversibile pentru mecanic. proprietățile materialelor polimerice - rezistența la tracțiune, modulul de elasticitate, limita de deformabilitate; pentru electrice proprietăți - modificări dielectrice. permeabilitatea, tangenta unghiului dielectric. pierderi, electrice rezistență, conductivitate.

Modificările reversibile se datorează stabilirii unui echilibru staționar între generarea de produși instabili de radioliză și moartea acestora; prin urmare, ele depind de debitul dozei. Rezistenta organica. izolator materiale scade odată cu creșterea ratei dozei pentru mai multe. Comenzi. La doze mari, scăderea electrică reziduală. rezistența metalelor este ireversibilă. Mulți materiale polimerice iradiate la doze de 10 6 Gy, originalul electric. modificări în mai multe ori (la o doză de ~ 10 4 Gy, modificările sunt de obicei nesemnificative).

În organic materialele pot apărea după radiație. îmbătrânirea se produce o tăietură în osn. chimic. reacții ale radicalilor liberi formați în timpul iradierii polimerilor cu oxigenul atmosferic. Radiația rezistența dielectricilor polimeri este determinată, de regulă, de proprietățile lor mecanice. proprietăți (mai degrabă decât electrice), deoarece majoritatea polimerilor devin fragili și își pierd capacitatea de a transporta substanțele mecanice. încărcări după doze, care nu provoacă încă creaturi. modificari electrice. proprietăți.

Radiația rezistență anorganică. substanțele depinde de cristalina lor. structuri și tipuri de chimie. conexiuni. Naib. persistente sunt ionice. Structuri dense cu simetrie mare max. rezistent la radiații. Ochelarii se caracterizează printr-o schimbare a transparenței și a aspectului culorii, apariția cristalizării (vezi Fig. stare sticloasa). Silicații încep să își schimbe proprietățile după ce au fost iradiați cu o fluență neutronică de ~10 19 cm -2. Ca urmare a iradierii, are loc o expansiune anizotropă a cristalului, amorfizarea structurii sale, o scădere a densității, elasticității, conductivității termice etc.. Oxizii își schimbă proprietățile similar cu silicații, dar într-o măsură mai mică. Creaturi. nu există modificări ale proprietăților betonului atunci când este iradiat cu fluxuri de neutroni cu o fluență de până la 3·10 19 cm -2 .

În tabel. 1 și 2 sunt min. niveluri de expunere care provoacă modificări vizibile (20-30%) ale proprietăților anumitor materiale.

Lit.: Vavilov V. S., Ukhin N. A., Radiation effects in semiconductors and semiconductor devices, M., 1969; Rezistența la radiații materiale. Manual, ed. Editat de V. B. Dubrovsky, Moscova, 1973. Rezistența la radiații a materialelor pentru structuri de inginerie radio. Manual, ed. Editat de N. A. Sidorova și V. K. Knyazeva, Moscova, 1976. Radiation electromaterial science, M., 1979; Efectul radiațiilor penetrante asupra produselor electronice, ed. Editat de E. A. Ladygina, Moscova, 1980. Rezistența la radiații materiale organice. Manual, ed. V. K. Milinchuk, V. I. Tulikov, Moscova, 1986. Vavilov V. S., Kekelidze N. P., Smirnov L. S., Efectul radiațiilor asupra Enciclopediei termenilor, definițiilor și explicațiilor materialelor de construcție

Rezistența la radiații a blocului de spumă- - capacitatea blocului de spumă de a-și menține proprietățile fizice și mecanice originale în timpul și după iradierea ionizantă. [Portik A. A. Totul despre beton spumos. - Sankt Petersburg: 2003. - 224 p.] Titlu termen: Beton ușor Titluri Enciclopedie: ... ... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

rezistența la radiații a produsului- Proprietatea echipamentelor, componentelor și materialelor de a-și îndeplini funcțiile și de a menține parametrii în normele stabilite în timpul și după expunerea la radiații ionizante. Notă În cele ce urmează, pentru concizie, în loc de cuvinte ... ... Manualul Traducătorului Tehnic

Rezistența la radiații a materialului polimeric- 7. Rezistenta la radiatii material polimeric Rezistența la radiații Capacitatea unui material polimeric de a menține valorile indicatorilor caracteristici în limitele stabilite prin documentația de reglementare și tehnică, în timpul și (sau) după ... ...

Rezistența la radiații a produsului- 1. Rezistența la radiații a produsului Proprietatea echipamentelor, componentelor și materialelor de a-și îndeplini funcțiile și de a menține parametrii în standardele stabilite în timpul și după expunerea la radiații ionizante. Notă. Mai târziu pentru… Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

rezistenta la radiatii- capacitatea materialului de a rezista la efectele radiațiilor radioactive. Distingeți rezistența la radiații a substanțelor și materialelor din domeniul așa-numitei „radiații de reactor” (în fluxul de fragmente de fisiune, neutroni rapizi, α ... ... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

Capacitatea materialelor de a reține chimia originală. compoziție, structură și proprietăți în timpul și (sau) după expunerea la radiații ionizante (IR). R. s. depinde semnificativ de tipul de radiație, mărimea și puterea dozei absorbite, regimul de iradiere ... ... Enciclopedia chimică

radiatii- 59 . Siguranța radiologică a populației reprezintă starea de protecție a generațiilor prezente și viitoare de oameni de efectele nocive ale radiațiilor ionizante asupra sănătății acestora.

1. Rezistenta chimica a materialelor de origine anorganica

Rezistența chimică a materialelor de origine anorganică depinde de un număr mare de factori. Acești factori includ: compoziția chimică și mineralogică, porozitatea (pori deschiși și închiși), tipul de structură (amorfă, fin-cristalină, groso-cristalină), natura mediului agresiv și concentrația acestuia, temperatura, presiunea, amestecarea mediului. , etc. Majoritatea acestor factori acționează împreună în diverse combinații, ceea ce complică foarte mult alegerea materialului sau a acoperirii adecvate.

După compoziția chimică a materialului, se poate judeca practic comportamentul probabil al acestuia în diferite medii agresive. Materialele rezistente la acizi ar trebui să includă cele în care predomină oxizii acidi insolubili sau puțin solubili - silice, silicați cu conținut scăzut de bazin și aluminosilicați. Deci, de exemplu, aluminosilicații complecși au rezistență crescută la acid datorită conținutului ridicat de silice din ei, care este insolubil în toți acizii, cu excepția fluorhidricului. În același timp, aluminosilicații hidratați de tip caolin nu au rezistență la acid, deoarece oxizii acizi intră în ei sub formă de hidrați. Cu cât este mai mare conținutul de silice în materialele de origine anorganică, atât naturale, cât și artificiale, cu atât rezistența lor la acizi este mai mare. Deci, de exemplu, cuarțitele, produsele de cuarț topite care conțin aproape 100% SiO2, au rezistență aproape absolută la acid. Materialele care conțin oxizi bazici nu sunt rezistente la acizi și sunt distruse prin acțiunea acizilor minerali, dar sunt rezistente la alcalii, precum calcarele sau magneziții și cimenturile obișnuite pentru construcții. 4

Nu mai puțin importantă este compoziția mineralogică a materialului de origine anorganică, numărul componentelor sale individuale și proprietățile lor. Deci, de exemplu, rocile naturale, care în multe cazuri sunt poliminerale, datorită diferenței de coeficienți de dilatare termică a componentelor lor individuale, sunt predispuse la crăpare în timpul schimbărilor bruște de temperatură; în special, conținutul de cantități semnificative de mică din granite poate provoca delaminarea acestora. De asemenea, trebuie luate în considerare ce substanțe au cimentat materialele de origine anorganică. De exemplu, unele gresii care conțin cantități mari de cuarț și cimentate cu silice amorfă sunt mai rezistente la acizi decât gresiile cimentate cu var sau alte minerale carbonatice.

Distrugerea materialelor de origine anorganică are loc uneori din cauza porozității materialului. Distrugerea materialelor poroase este cauzată în principal de apariția unor tensiuni în material datorate cristalizării sărurilor în pori, depunerii de produse de coroziune în acestea sau din cauza înghețului apei în pori. Când volumul porilor este complet umplut și din cauza lipsei posibilității de expansiune, distrugerea mecanică a materialului este inevitabilă. Cristalizarea sărurilor în porii deschiși ai materialelor de construcție (beton, ciment etc.) se observă cel mai adesea în climatele uscate și calde, când părți ale structurilor intră în contact cu soluri saline. Umiditatea conținută în acesta din urmă se evaporă intens. Sărurile care se depun pe materialele de construcție umplu treptat porii. Presiunea de cristalizare care se dezvoltă în aceste condiţii poate ajunge la 0,44 MN/m2. Rezistența chimică a unui material depinde și de structura acestuia. Cu o structură cristalină a materialului, rezistența acestuia este mai mare decât la una amorfă.

la anorganic materiale structurale raporta:

materiale silicate naturale rezistente la acizi

1. Granituri (constă din 70-75% SiO2, 13-15% Al2O3, 7-10% oxizi de magneziu, calciu, sodiu; rezistență la căldură până la 250C).

Pe lângă utilizarea sa în construcții, din el sunt fabricate precipitatoare electrostatice, turnuri de absorbție în producția de acizi azotic și clorhidric, dispozitive de producere a bromului și iodului.

2. Beshtaunitele (constă din 60-70% SiO2; sunt dure, refractare, rezistente la căldură până la 800C). Beshtaunitele sunt folosite ca material de căptușeală pentru aparatele folosite la producerea acizilor minerali.

3. Andezite (constă din 59-62% SiO2; bine prelucrate, dar nu puternice). Este folosit ca umplutură în cimenturi și betoane rezistente la acizi.

4. Azbest (3MgOCH2SiO2*2H2O; rezistent la foc). Se folosește ca material auxiliar sub formă de fire, pânză filtrantă, umplutură, pentru izolarea corpurilor aparatelor.

· Materiale silicate artificiale

1. Turnarea în piatră (reprezintă materiale topite cu structură cristalină; obținute prin topirea rocilor cu aditivi la 1400 -1450C și tratamentul termic ulterior al produselor turnate). Turnarea cu piatră se caracterizează prin rezistență chimică ridicată, rezistență mecanică, rezistență ridicată la abraziune și este utilizată la temperaturi care nu depășesc 150C.

2. Sticlă silicată (pe bază de SiO2 (65-75%), oxizi de metale alcaline și alcalino-pământoase ca aditivi). Are transparență ridicată, rezistență mecanică bună, conductivitate termică scăzută, rezistență la substanțe chimice. Este utilizat pe scară largă ca material structural și de căptușeală. Frigidere cu serpentine, coloane de distilare, elemente individuale echipamente.

3. Sticlă termorezistentă (63,3% SiO2; 5,5% Al2O3; 13,0% CaO; 4,0% MgO; 2,0% NaO; 2,0% F). Are rezistență la căldură de până la 1000 - 1100C, rezistă la presiune de până la 4,5 - 5,0 MPa, rezistență la încovoiere 600 - 800 kg/cm2.

4. Sticlă de alumină magnezie (71% Si02; 3% Al203; 3,5% CaO; 2,5% MgO; 1,5% K2O; 13-15% Na2O). Folosit pentru a face țesături filtrante durabile. La 80 - 100C, acidul clorhidric are un efect slab asupra sticlei alumino-magnezie, acidul sulfuric are un efect mai puternic.

5. Sticla de cuarț se obține prin topirea celor mai pure soiuri naturale de cuarț cristalin, cristal de rocă, cuarț filonat sau nisip de cuarț cu un conținut de 98 -99% SiO2. Sticla de cuarț este rezistentă la toți acizii de orice concentrație la temperaturi ridicate (cu excepția acidului fluorhidric la temperatura camerei și a acidului fosforic la temperaturi peste 250C), transmite razele UV și IR, etanș la gaz până la 1300C. Produsele din acesta rezistă mult timp la o temperatură de 1100 - 1200C.

6. Sitalls - materiale vitro-ceramice obtinute in anumite conditii de cristalizare a sticlei. Sunt de 5 ori mai puternici sticla obisnuita, rezistent la căldură până la 1000C, rezistă bine la uzura abrazivă.

· Materiale ceramice

1. Emailul rezistent la acizi este o masă sticloasă obținută prin fuziunea rocilor ( nisip de cuarț, argila, creta) cu fluxuri (borax, sifon, potasiu) la temperaturi ridicate. În plus, compoziția emailurilor include oxizi de NiO, CaO, TiO2, ZrO2, SnO2, Cr2O3 etc. Emailul este foarte stabil în acizi, produsele cu acoperiri de email funcționează în medii lichide până la 200C, în medii gazoase până la 600 - 700C.

2. Porțelanul este un material cu granulație fină, impermeabil la apă și gaze. Porțelanul este rezistent la acizi, dur, rezistent la uzură, rezistă la schimbări bruște de temperatură, are porozitate scăzută.

Materiale de liant

1. Cimentul conține în compoziția sa o umplutură rezistentă la acid sau la alcali fin măcinată.

2. Betonul este un corp solid asemănător pietrei. Se obține dintr-un amestec de beton - ciment, apă și materiale de umplutură (pietriș, piatră zdrobită, nisip de cuarț etc.) Au o rezistență scăzută la tracțiune și la încovoiere; pentru a elimina acest dezavantaj, betonul este armat cu armătură din oțel. Un astfel de material este betonul armat.

Efectul cosmeticelor asupra corpului uman

Istoria cosmeticelor se întinde pe cel puțin 6000 de ani de istorie umană și aproape de fiecare societate de pe pământ. Însuși cuvântul „cosmetică” (din grecescul „kosmetike” - „arta de a decora”) provine din cuvântul grecesc „cosmos”, care înseamnă „frumusețe”, „armonie”...

Proprietățile de coroziune ale titanului și ale aliajelor sale

Toate elementele de aliere prezente în titan pot fi împărțite în patru grupe în funcție de rezistența la coroziune. Primul grup include elemente ușor pasivabile...

Coroziunea metalelor

Coroziunea este chimică dacă după rupere legatura metalica atomii de metal sunt legați direct prin legături chimice cu acei atomi sau grupuri de atomi care fac parte din agenții de oxidare...

Coroziunea nemetalelor

Rezistența chimică a materialelor pe bază de organice, precum și celelalte proprietăți ale acestora, depind de compoziția chimică, greutatea moleculară, de amploarea și natura forțelor intermoleculare, de structură și de factorii structurali ...

Metoda de analiză spectrometrică de masă

500 Fără descompunere termică limitată dacă nu se utilizează GC/MS Foarte limitată Picomol Comentarii Abordare mai blândă a ionizării decât EI...

Metode de obținere a nanoparticulelor

Metodele chimice de obținere a nanoparticulelor și sistemelor ultrafine sunt cunoscute de mult timp. O soluție coloidală a unui sol de aur (roșu) cu o dimensiune a particulei de 20 nm a fost obținută în 1857. M. Faraday...

Determinarea fierului în soluții de clorură de fier (III).

În analiza gravimetrică se folosește aceeași sticlărie ca și în analiza calitativă, dar la dimensiuni mai mari. Sticla chimică și echipamentele sunt prezentate în figuri: Ochelari...

Concepte de bază despre știința chimiei

O legătură chimică este interacțiunea a doi atomi, realizată prin schimbul de electroni. Când se formează o legătură chimică, atomii tind să dobândească o înveliș stabilă de opt electroni (octet) sau doi electroni (dublet)...

Fundamentele electrochimiei

Coroziunea chimică este oxidarea unui metal ca rezultat al interacțiunii chimice directe cu mediul (care se numește agresiv) fără apariția unui curent electric în sistem: Gaz - oxidarea metalului...

Taliu - (lat. - Taliu, simbol Tl) - un element din grupa a 13-a (IIIa) a sistemului periodic, număr atomic 81, masă atomică relativă 204,38. Taliul natural este format din doi izotopi stabili: 203Tl (29,524 at.%) și 205Tl (70,476 at.%)...

Legătura chimică și structura materiei

Elementele chimice se găsesc în natură în principal nu sub formă de atomi individuali, ci sub formă de substanțe complexe sau simple. Doar gazele nobile - heliu, neon, argon, kripton și xeon - sunt în natură în stare atomică...

Chimia ca ramură a științelor naturale

Unul dintre conceptele centrale ale chimiei este conceptul de „legatură chimică”. Foarte puține elemente apar în natură ca atomi unici, liberi de același fel...

Rezistenta la inghet. Capacitatea unui material de a rezista la rupere în timpul înghețului ciclic.

Rezistenta la inghet- capacitatea materialului în stare saturată cu apă de a rezista la înghețurile și dezghețurile repetate fără semne vizibile de distrugere și fără o scădere semnificativă a rezistenței. Motivul principal pentru distrugerea materialului sub acțiune temperaturi scăzute- dilatarea apei care umple porii materialului în timpul înghețului. Rezistența la îngheț depinde în principal de structura materialului: cu cât este mai mare volumul relativ al porilor disponibili pentru pătrunderea apei, cu atât rezistența la îngheț este mai mică.

Rezistenta la inghet- unul dintre cei mai importanți indicatori ai calității betonului, cărămizii și altor materiale de construcție, a căror furnizare este deosebit de importantă pentru Rusia datorită locației sale geografice și condiții climatice. Sute de mii de structuri realizate din diverse materiale de construcție sunt deschise în aer liber, sunt umezite sub acțiunea factorilor naturali, sunt supuse înghețului și decongelarii repetate. Structurile realizate din material nerezistent la îngheț își pierd în cele din urmă capacitatea portantă, suferă uzură la suprafață și primesc diferite tipuri de daune.

De ce sunt obișnuite daunele cauzate de îngheț la părțile clădirii, de ce bordurile și asfaltul de pe drumuri, treptele de beton, plăcile de balcon, pietrele de pavaj pentru trotuare, cărămizile și alte structuri și materiale se sfărâmă și se prăbușesc în al doilea sau al treilea an? Motivul distrugerii premature a produselor este rezistența lor scăzută la îngheț sau, în limbaj tehnic, nepotrivirea mărcii de rezistență la îngheț cu cerințele documentelor de reglementare. Marca de rezistență la îngheț este numărul de cicluri de înghețare și dezghețare alternativă a probelor saturate cu apă fără a încălca integritatea și puterea de schimbare. Cărămida și betonul într-un mod bun ar trebui să servească cel puțin 100 de ani fără daune vizibile.

Produsele cu rezistență insuficientă la îngheț apar atunci când producătorul încalcă reglementările și tehnologia de fabricație și nu există un control curent al rezistenței la îngheț.

De exemplu, pentru betonul cu rezistenta asigurata la inghet, factorii decisivi, pe langa consumul de ciment, sunt: ​​raportul apa-ciment, tipul de ciment, conditiile de intarire a betonului, prezenta aditivilor care antreneaza aer etc.

În condiții dure este materialul care este umezit cu schimbări bruște de temperatură. Apa absorbită de material, în special porii din stratul de suprafață, îngheață la trecerea prin temperatura zero cu o expansiune de 8,5%. Cristalizarea ritmică a gheții în pori, urmată de dezghețare, duce la solicitări interne suplimentare. Pot apărea micro și macrofisuri cu scăderea rezistenței, cu o posibilă distrugere a structurii. Capacitatea unui material saturat cu apă de a rezista la înghețul și dezghețarea alternantă (ciclică) repetată fără deteriorarea tehnică semnificativă și deteriorarea proprietăților se numește rezistenta la inghet. Au fost stabilite limitele normative pentru scăderea admisibilă a rezistenței sau scăderea masei probelor după testarea materialului pentru rezistența la îngheț cu un anumit număr de cicluri de îngheț și dezgheț. Unele materiale, cum ar fi betonul, sunt marcate pentru rezistența la îngheț în funcție de numărul de cicluri de testare pe care le suportă fără semne vizibile de distrugere. De obicei, congelarea probelor saturate cu apă se efectuează în mod special congelatoare, iar decongelarea este organizată în apă având temperatura camerei. Durata unui ciclu este de o zi. Multe materiale rezistă la 200 ... 300 de cicluri sau mai mult. De asemenea, pot fi utilizate metode accelerate de testare a rezistenței la îngheț sau conservare în soluții de sare cu cristalizare alternativă a sării în porii materialului. Pentru unele materiale precum piatră naturală, rezistența la îngheț se apreciază după valoarea coeficientului de înmuiere.

12. Conductibilitatea termică și capacitatea termică a materialelor de construcție.

Conductivitate termică

Conductivitate termică- capacitatea unui material de a conduce fluxul de căldură prin grosimea sa în prezența unei diferențe de temperatură pe suprafețele care limitează materialul. Indicatorul conductivității termice este coeficientul conductivității termice λ. Uneori, conductivitatea termică este exprimată ca reciproca λ - rezistența termică (R \u003d 1 / λ).

Coeficientul de conductivitate termică depinde de natura materialului, structura acestuia, porozitate și umiditate. Un material cristalin este în general mai conductiv termic decât un material amorf. Coeficientul de conductivitate termică al materialelor stratificate (plastice stratificate) și fibroase (lemn) depinde în mod semnificativ de direcția fluxului de căldură față de straturi sau fibre. Deci, în lemn de-a lungul fibrelor, este de aproximativ două ori mai mare decât în ​​lungime.

Valoarea lui λ este cu atât mai mare, cu atât porii din materiale sunt mai mari. Coeficientul scade odată cu scăderea densității medii a materialelor omogene, iar materialele cu porozitate dezvoltată și umiditate scăzută au cea mai scăzută conductivitate termică. Când materialul este umezit, conductivitatea sa termică crește, deoarece coeficientul de conductivitate termică al apei este de aproximativ 25 de ori mai mare decât cel al aerului. Mai jos sunt coeficienții de conductivitate termică a diferitelor materiale, W / (m ° C); pentru comparație, sunt date valorile λ ale apei și aerului:

cupru……………………. 403,00

oţel……………………. 58.00

granit……………………. 2,92

beton greu…………. 1,28-1,55

Cărămidă de lut………. 0,70-0,85

tuf…………………….. 0,35-0,45

de-a lungul fibrelor 0,30

peste fibre 0,17

vata minerala 0,06-0,09

beton izolator. .0.03-0.08

apă… … 0,599

aer 0,023

Conductivitatea termică este de importanță practică la alegerea materialelor pentru pereții exteriori, tavanele și acoperirile clădirilor, izolarea rețelelor de încălzire, frigidere, cazane etc.

Capacitate termica

Capacitatea de căldură este proprietatea unui material de a absorbi căldura când este încălzit și de a o elibera când este răcit. Raportul dintre capacitatea termică și o cantitate unitară de material (în masă sau volum) se numește capacitate termică specifică, care este numeric egal cu cantitatea de căldură (în J) necesară pentru a încălzi 1 kg de material cu 1 °C. Capacitatea termică specifică, kJ / (kg - ° С), a materialelor de mai jos este:

otel 0,46-0,48

aliaje de aluminiu 0,90

natural materiale de piatră 0,75-0,93

beton greu 0,80-0,92

caramida 0,74

Pin. . 2.51

Capacitatea termică este luată în considerare la determinarea rezistenței la căldură a gardurilor exterioare ale clădirilor încălzite (sunt necesare materiale cu cea mai mare capacitate termică specifică), la calcularea încălzirii componentelor din beton și mortar, precum și mastice pentru lucrări în timp de iarna etc.

Rezistenta termica materiale.

Stabilitatea termică a materialelor refractare se numește capacitatea lor de a nu se prăbuși, adică de a-și păstra forma inițială fără spărturi, fisuri și tăieturi în timpul unei schimbări bruște a temperaturii.

Aceste distrugeri ale produselor refractare pot trece din cauza apariției unor tensiuni interne în ele, datorită apariției unui gradient de temperatură pe secțiunea transversală a produselor. În consecință, tensiunile interne (de forfecare sau tensiune) dintr-un material refractar, celelalte lucruri fiind egale, depind de coeficientul său de temperatură de dilatare liniară: ele cresc odată cu creșterea acestuia din urmă. Atunci când valoarea acestor tensiuni devine mai mare decât rezistența la forfecare sau la tracțiune a materialului, produsul răcitor uscat eșuează.

Forțele de coeziune care contracarează distrugerea produselor se caracterizează prin prezența unei stări elastice a materialului - modulul de elasticitate în forfecare sau tensiune. Rezistența unui material la solicitările termice care apar în el scade odată cu creșterea valorii modulului de elasticitate. Modulul de elasticitate al unui material este direct proporțional cu rezistența sa la compresiune, prin urmare, rezistența termică a unui material este invers legată de rezistența sa la compresiune.

Distrugerea (deformarea) materialelor refractare de la solicitările termice are loc în două etape: în prima, fisurile sunt nucleate, în a doua, se propagă și se dezvoltă.

Rezistenta termica materialele refractare în termeni generali, adică dacă dimensiunile, caracteristicile lor structurale și condițiile de încercare nu sunt luate în considerare, pot fi caracterizate prin coeficientul de rezistență la căldură Kt.

unde λ este conductivitatea termică a materialului; σ - limită, rezistență la tracțiune; c-capacitatea termica; ρ - masa volumetrica; a - coeficientul de temperatură de dilatare liniară; E este modulul de elasticitate.

Rezistența termică a materialelor refractare dense este determinată în conformitate cu metoda standard (conform GOST 7875-56) de numărul de cicluri termice (încălzire și răcire bruscă) pe care materialul le poate rezista până la un anumit grad de distrugere: Produsele întregi sunt prelevate pentru testare sau probe de 230 × 113 sunt decupate din ele × 65 mm. Înainte de testare, probele sunt uscate și cântărite cu o precizie de 5 g. Acestea sunt încălzite într-un cuptor electric special cu încălzitoare de carborundum. Probele se introduc in cuptorul preincalzit la 1300°C cu fata de capat (marginea cea mai mica) la o adancime de 50 mm (pe lungimea probei) si se pastreaza 10 min la aceasta temperatura. După încălzire, probele se scot din cuptor și se coboară cu capătul încălzit într-un rezervor cu apă curentă la o temperatură de 5-25°C la o adâncime de 50 mm timp de 5 minute. Apoi probele sunt ținute în aer timp de 5-10 minute. Încălzirea și răcirea rapidă se repetă până când proba a pierdut 20% din masă. O încălzire urmată de răcire constituie un ciclu de căldură. Rezultatele testului sunt exprimate ca numărul de cicluri termice întregi la care proba le-a rezistat înainte de a pierde 20% din masa inițială. Un ciclu de căldură în care pierderea/masa probei a depășit 20% nu este considerat ardere în determinarea stabilității termice a probei.

În prezent, nu există o metodă standard pentru determinarea stabilității termice a materialelor refractare ușoare (produse refractare termoizolante).

Sunt cunoscute și utilizate următoarele metode pentru determinarea stabilității termice a oricăror materiale poroase.

1. Materialul este încălzit la diferite temperaturi pe plăci ceramice sau metalice, apoi răcit în aer. Aceste procese verifică și înregistrează numărul de cicluri incalzire racire până când apar fisuri sau epruvetele se sparg.

2. Metoda este aceeași, dar materialul este răcit cu un jet de comprimat aer, sau apă rece.

3. Determinați pierderea de rezistență a materialului în timpul compresiei după unul sau mai multe cicluri de încălzire - răcire în aer (cicluri de încălzire a aerului).

4. În procesul de încălzire sau răcire a probei de testat, diferența maximă de temperatură în peretele acesteia este determinată înainte de apariția fisurilor, adică rata de încălzire și răcire admisă.

Rezistenta termica.

Termic tensiunile apar din cauza gradientului de temperatură. Se observă cu o distribuție neuniformă a temperaturii, cu neomogenitate a compoziției fazelor (și dilatarea termică cauzată de aceasta), precum și cu anizotropie termică. extensii. Gradul de influență termică. tensiunile în diferite produse depind de mărimea acestor tensiuni, distribuția lor în volum, precum și de structură și material St-in.

Rezistență termică, rezistență la căldură - capacitatea materialelor fragile de a rezista termic fără distrugere. tensiune pentru schimbări simple și multiple de temperatură. De obicei, criteriul i.e. este critic. stare termică corespunzătoare aspectului unei termice vizibile. fisuri. Adesea i.e. caracterizează temperatura roiului, încălzirea la un roi și răcirea rapidă ulterioară reduc dramatic mecanica. rezistența materialului datorită apariției deteriorării în acesta, determinată. actiune termica. stresuri. Acestea. determinată și de modificarea rezistenței probelor înainte și după un salt brusc de temperatură (schimbarea căldurii), de exemplu. prin răcirea rapidă în aer sau în apă a unei probe încălzite în cuptor.

În majoritatea cazurilor, cantitățile, o măsură a rezistenței termice. tensiunile iau în considerare max, diferența de temperatură între izotermă. suprafețe, la care corpul este distrus într-un anumit fel. conditii de transfer termic. În caz de distrugere, valoarea termică. tensiunea este egală cu rezistența la tracțiune a materialului; în termeni generali, max, diferența de temperatură este determinată de produsul a doi indicatori - rezistența termică a materialului. tensiunea R și factorul de formă S: A tmax ** RS. Criteriul R depinde de condițiile de încălzire și de bază. Sf. in material. Factorul 5 ia în considerare dependența termică. tensiuni din forma și dimensiunea produselor.

Rolul termicului stresul este semnificativ numai pentru comportamentul materialelor casante; în prezenţa plasticităţii sau în regiune. plasticitatea la temperaturi ridicate a materialelor casante, aceste tensiuni se relaxează. Rolul lor crește la viteze de schimbare a temperaturii mai mari decât rata plasticității. deformare.

În cele mai multe cazuri, T. este evaluat experimental prin calităţi, indicatori; procedura de testare în acest caz ar trebui să se apropie de condițiile de serviciu ale produselor. Tehnicile constau în determinarea stării prototipurilor înainte și după expunerea la un gradient de temperatură. Ele pot fi împărțite în teste termice unice. ciclu, încălzire și răcire repetată sau ciclică și în post. modul de temperatură. Mai des, se determină numărul de cicluri de căldură, care poate rezista produsului. T. se caracterizează prin numărul de cicluri de căldură înainte de apariţia fisurilor şi înainte de pierderea a 20% din masă. În cercetare. În practică se folosesc și alte metode: schimbă tipul de cicluri termice (de exemplu, se încălzesc până la 800 ° C sau se răcesc în aer), determină pierderea rezistenței după unul sau mai multe cicluri termice, o diferență de temperatură distructivă etc. .

Compararea materialelor conform T. este adesea efectuată prin măsurarea complexului Sf. lor, combinând Insulele Sf. în decomp. criterii care arată capacitatea unui material de a rezista la inițierea și propagarea fisurilor. Diferența de temperatură, care provoacă distrugerea (sau apariția unei fisuri), cu limitarea totală a deformarii temperaturii R- Cob (1 - ft) / Ea, unde C - const; o - rezistenta la tractiune; /u - coeficient. Poisson; E - modulul de elasticitate; a - coeficient termică liniară extensii. La o schimbare instantanee a temperaturii suprafeței, constanta C este egală cu 1; la viteze scăzute de transfer de căldură, este egală cu coeficientul. conductivitate termică și când temperatura se modifică cu un stâlp, coeficient de viteză. difuzivitate termică. Uneori, fractura este considerată nu aspectul unei fisuri, ci propagarea acesteia prin corp, deoarece în structura materialului există fisuri incipiente. Atunci criteriul rezistenței la căldură poate fi o valoare care este invers proporțională cu deformarea elastică distructivă acumulată în unități. volumul R - E / o, sau rezistența materialului la propagarea fisurilor R - Eu / st b (u - sp. energie de suprafață efectivă).