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 de radioliză instabili 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. (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-și 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; Rezistenta la radiatii a materialelor. 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 materiale de construcții

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 cadrul standardelor 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. Distinge rezistenta la radiatii substanțe și materiale 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 structurii (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 cantitati mari cuarțul și cimentat 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 producție de brom și iod.

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; se pretează bine la prelucrare dar nu durabil). 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. Din el sunt fabricate 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 mari ah (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 rezistente decât sticla obișnuită, rezistente 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 obtine din amestec de beton- cimentul, apa si materialele de umplutura (pietris, piatra sparta, nisip cuarcios, etc.) Au o rezistenta redusa la tractiune si la incovoiere; pentru a elimina acest dezavantaj, betonul este armat cu armatura din otel. 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 în 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 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

Rezistenta chimica a materialelor pe baza organica ca și celelalte proprietăți ale lor, depinde 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

Metode chimice obţinerea de nanoparticule şi sisteme ultrafine sunt cunoscute de multă vreme. 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 mediu inconjurator(care se numește agresiv) fără apariția curentului 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

Elemente chimice apar 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...

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, câmp electric, lumină, precum și la acțiunea agenților oxidanți, acizi, alcaline, săruri etc. Proprietățile materialelor de construcție din piatră saturate cu apă de a rezista distrugerii în timpul înghețului și formării de gheață în porii lor se numesc rezistență la îngheț. De obicei, este determinat de numărul de cicluri ale standardului teste 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 modificări de greutate sau pierderea rezistenței, precum și prin adâncimea deteriorării. 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, modificarea compoziției chimice a material, ținând cont de un efect agresiv specific.

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

Rezistenta la inghet- capacitatea materialului în stare saturată de 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 în legătură cu locatie geograficași 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 sfărâmă 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 se organizează în apă la 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 stratificat ( laminate) și materialele 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 odata cu scaderea densitate medie materialele 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 conductivității termice diverse 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.

Stabilitatea termică a materialelor.

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 materiale refractare în vedere generala, adică dacă dimensiunile, caracteristicile lor structurale și condițiile de încercare nu sunt luate în considerare, acesta poate fi caracterizat 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 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.

Pentru determinare rezistenta termica Refractare uşoare (produse refractare termoizolante) nu există în prezent o metodă standard.

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

1.Materialul este încălzit la diferite temperaturi pe ceramică sau plăci metalice apoi răcită 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 jet aer comprimat sau, în 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. stresează în produse diferite depinde de mărimea acestor tensiuni, de distribuția lor în volum, precum și de structura și proprietățile materialului.

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).

Rezistență chimică și durabilitate

Rezistența chimică - capacitatea unui material de a rezista efectelor acizilor, alcalinelor, soluțiilor de săruri și gaze. Cele mai frecvent expuse la lichide și gaze agresive sunt instalațiile sanitare, conducte de canalizare, cladiri de animale, structuri hidraulice (situate in apa de mare, care are o cantitate mare de saruri dizolvate). Nu poate rezista la acțiune) chiar și a acizilor slabi carbonatați materiale din piatră naturală - calcar, marmură și dolomit; bitumul nu este rezistent la acțiunea soluțiilor concentrate de alcaline. Cele mai rezistente materiale în raport cu acțiunea acizilor și alcalinelor sunt materialele și produsele ceramice, precum și multe produse pe bază de materiale plastice.

Durabilitate - capacitatea unui material de a rezista acțiunii complexe a factorilor atmosferici și a altor factori în condiții de funcționare. Astfel de factori pot fi: o modificare a temperaturii și umidității, acțiunea diferitelor gaze în aer sau soluții de săruri în apă, efectul combinat al apei și înghețului, lumina soarelui. Pierderea proprietăților mecanice ale materialului în acest caz poate apărea ca urmare a unei încălcări a continuității structurii (formarea de fisuri), a reacțiilor de schimb cu substanțe. Mediul extern, precum și ca urmare a modificărilor stărilor materiei (modificări ale rețelei cristaline, recristalizare, trecere de la o stare amorfă la una cristalină). Procesul de schimbare treptată (deteriorare) a proprietăților materialelor în condiții de funcționare este uneori numit îmbătrânire.

Durabilitatea și rezistența chimică a materialelor sunt direct legate de costul de funcționare a clădirilor și structurilor. Creșterea durabilității și rezistenței chimice a materialelor de construcție este sarcina cea mai urgentă din punct de vedere tehnic și economic.

Factorul de calitate a designului: KKK=R/γ(densitate relativă de rezistență), pentru al 3-lea oțel KKK=51 MPa, pentru oțel de înaltă rezistență KKK=127 MPa, beton greu KKK=12,6 MPa, lemn KKK=200 MPa.

Petrografie(greacă πέτρος „piatră” + γράφω „scriu”) – o știință care descrie rocile și mineralele lor constitutive. Principala metodă de cercetare este microscopia optică.

Puterea este o proprietate solide rezistă la distrugere, precum și la schimbarea ireversibilă a formei sub influența forțelor externe. Prin urmare, o creștere a rezistenței este de o importanță capitală, încercând să se asigure simultan o plasticitate suficientă.

Puterea tehnică metale este mult mai mică decât cea teoretică. Rezistența reală scade în principal din cauza prezenței imperfecțiunilor în metal.

Cele mai progresive metode de călire includ aliere, tratamente termice și termomecanice, călire prin deformare etc. Rezistența metalelor poate fi mărită prin crearea unor structuri fără defecte. După tratamentul termic (călirea) oțelului, duritatea acestuia crește de 2,5-3 ori.

Creșterea rezistenței metalului înseamnă prelungirea duratei de viață a mașinilor și echipamentelor, reducerea greutății acestora, îmbunătățirea fiabilității, creșterea durabilității, eficienței și reducerea consumului de metal.

Metode de creștere a rezistenței materiale metalice:

* Aliere;

* Tratament termic;

* Tratament chimico-termic;

* Deformare plastica;

* Prelucrare termomecanica;

* Materiale compozite și multistrat;

* Materiale pulbere și granulare.

rezistență la impact (vâscozitate)

puterea impactului - capacitatea unui material de a absorbi energie mecanică în procesul de deformare și distrugere sub acțiunea unei sarcini de șoc.

Principala diferență dintre sarcinile de impact și încercările de tracțiune-compresie sau încovoiere este rata mult mai mare de eliberare a energiei. Astfel, rezistența la impact caracterizează capacitatea unui material de a absorbi rapid energia.

De obicei, munca de distrugere sau rupere a epruvetei de încercare sub sarcină de impact este estimată, raportată la zona secțiunii sale la locul de aplicare a sarcinii. Exprimat în J/m2 sau în kJ/m2

[editare] Metode de testare

Metodele de laborator existente diferă în

metoda de fixare a probei pe bancul de testare

Metoda de aplicare a sarcinii - o greutate în cădere, un pendul, un ciocan ...

prezența sau absența unei incizii la locul impactului

Pentru testul „fără crestătură”, este selectată o foaie de material cu grosime egală pe întreaga zonă. La efectuarea testului „crestat”, pe suprafața tablei se realizează, de regulă, o canelură pe partea opusă locului impactului, pe toată lățimea (lungimea) probei, cu o adâncime. de 1/2 din grosime.

Rezistența la impact în testul „fără crestătură” poate depăși rezultatul testului „crestat” cu mai mult de un ordin de mărime.

Printre metodele comune de testare a rezistenței la impact, trebuie remarcat:

Testul Charpy

Teste conform lui Gardner

Procesele Izod

…. Modulul de elasticitate în vrac (K) caracterizează capacitatea unei substanțe de a rezista la compresiune totală. Această valoare determină cât de multă presiune exterioară trebuie aplicată pentru a reduce volumul de 2 ori. De exemplu, pentru apă, modulul de elasticitate în vrac este de aproximativ 2000 MPa, ceea ce înseamnă că pentru a reduce volumul de apă cu 1% trebuie aplicată o presiune externă de 20 MPa. Pe de altă parte, cu o creștere a presiunii externe cu 0,1 MPa, volumul de apă scade cu 1/20.000 parte. Unitatea de măsură pentru modulul de elasticitate în vrac este Pascal (Pa).

Modulul de elasticitate în vrac K>0 poate fi determinat prin formula:

Unde P- presiune, V- volum, ∂ P/∂V este derivata parțială a presiunii în raport cu volumul.

Reciproca modulului de elasticitate în vrac se numește raport de compresie volumetrică.

Raportul lui Poisson și modulul lui Young caracterizează pe deplin proprietățile elastice ale unui material izotrop.

Când o forță de tracțiune este aplicată corpului, aceasta începe să se lungească (adică lungimea longitudinală crește) și sectiune transversala scade. Raportul lui Poisson arată de câte ori deformația transversală a unui corp deformabil este mai mare decât deformația longitudinală, atunci când este întins sau comprimat. Pentru un material absolut fragil, raportul lui Poisson este 0, pentru un material absolut incompresibil este 0,5. Pentru majoritatea oțelurilor, acest coeficient se află în regiunea de 0,3; pentru cauciuc, este aproximativ egal cu 0,5.

Fără dimensiuni, dar poate fi specificat în unități relative: mm/mm, m/m. ……

14 Clasificarea genetică a rocilor.

Mineral(Limba germana Mineral ilifr. mineral, tarziu tarziu. (aes) minerale-minere) - un corp natural cu un anumit compoziție chimicăși o structură atomică ordonată (structură cristalină), care se formează ca rezultat al proceselor fizice și chimice naturale și are anumite proprietăți fizice. Este o parte integrantă a scoarței terestre, rocilor, minereurilor, meteoriților. Mineralogia este studiul mineralelor.

Mineralele sunt corpuri naturale, omogene din punct de vedere fizic și chimic, formate în scoarța terestră ca urmare a proceselor fizice și chimice în desfășurare.

Stânci- o colecție naturală de minerale cu o compoziție mineralogică mai mult sau mai puțin constantă, formând un corp independent în scoarța terestră. Planetele terestre și alte obiecte spațiale solide sunt compuse din roci.

Rocile sunt agregate minerale naturale compuse din unul sau mai multe minerale.