Проектирование состава и изготовление образцов высокоплотного материала

 

Основные понятия

Высокоплотные материалы - это материалы, полученные способом плотнейшей упаковки и соединения между собой входящих в них частиц, по регулярному или случайному закону. Частицы рассмат-риваются здесь в форме, близкой к шарообразной. Такой плотнейшей упаковкой является гексагональная укладка частиц (зерен), когда в первом слое зерна соприкасаются поверхностями с максимально возможным числом соседей, а зерна очередных верхних слоев располагаются в лунках или ложбинах между смежными зернами в ряду. Если начать разъединять параллельные, а затем и перпенди-кулярные к ним ряды, то можно установить, что величины этих разъединений определяются устойчивыми расстояниями между цент-рами противоположных частиц в пространственных решетках: Ö2 d, Ö6× d /2, 2 d /Ö3, где d – диаметр зерен. При этом плотные регулярные укладки зерен в пространстве образуют пять повторявшихся упаковок при 12 неповторяющихся способах с коэффициентами упаковки h и частотой появления k соответственно равными: 0,5296-3; 0,6046-3, 0,6802-1; 0,6981-2; 0,7405-3. Распределение размеров последователь-но меньших зерен, заполняющих пустоты в упаковках, приведены в

табл. 1.1.

Случайная упаковка частиц в объеме характеризуется наличием локальных, переходящих из одного в другой фрагментов регулярных укладок. Считая, что усредненный коэффициент регулярных укладок в объеме есть случайная величина, получим:

h = åkh/åk = (3×0,5236+3×0,6046+0,6802+2×0,6981+3×0,7405)/12 = 0,6402 (1.1)

Рассчитанный таким образом усредненный коэффициент упаковки характеризует плотное состояние зерен в объеме, образующих случайную плотную упаковку. Размеры пустот в случайной упаковке определяются путем заполнения их зернами последовательно меньшего, но соответствующего размера. Наличие в случайной гексагональной упаковке фрагментов с кубической укладкой зерен (менее плотной) позволяет принять наименьшую прерывность в их размерах. Модуль этой прерывности определяется по формуле

М = d ₁ /d ₂ = 1/(Ö3–1); (1.2)

где d ₂ = (Ö3–1) d ₁ = 0,732 – размер пустот между шарами в укладке.

Диаметры зерен других, более мелких фракций:

d ₃ = d ₂(Ö3–1) = d ₁(Ö3–1)² = 0,527 d ₁; (1.3)

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Принципы проектирования составов и получения

композиционных материалов…………………………………….…….…3

Лабораторная работа № 1. Проектирование состава и

изготовление образцов высокоплотного материала…..…………………4

Лабораторная работа № 2. Проектирование состава и

изготовление композиционного материала по раздельной

технологии…………………………………………………………………13

Лабораторная работа № 3. Проектирование состава и

изготовление образцов высокопористого материала…………………...18

Лабораторная работа № 4. Комплексная количественная

оценка качества материалов………………………………………...…….23

Библиографический список ……………………………………....32

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для втузов.- М.: Машиностроение, 1990. -528 с.

2. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конст-рукции: Справочник.- М.: Высшая школа, 1990.-495 с.

3. Айрапетов Д.П. Материал и архитектура. - М.: Стройиздат, 1978.- 270 с.

4 Соломатов В.И. Расчет состава каркасного композита: Тез. докл. IX академ. чтений РААСН.-Пенза, 1998. -Ч.1.-С.27-28.

5. Байер В.Е. Лабораторные работы по курсу "Архитектурное мате-риаловедение".- М.: Высшая школа, 1987.-128 с.

6. Вознесенский В.А. Современные методы оптимизации компози-ционных материалов. - Киев: Будiвельник, 1983.- 744 с.

7. Руководство по проектированию и изготовлению изделий из арбо-лита.- М.: Стройиздат, 1974.-72 с.

8. Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита. - М.: Стройиздат, 1983.-45 с.

9. СН-277-80. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона.- М.: Стройиздат, 1981.-47 с.

10. Райхель В., Конрад Д. Бетон. Ч.1. Свойства. Проектирование. Испытание: Пер. с нем.; Под ред. В.Б.Ратинова.- М.: Стройиздат, 1979.-111 с.

11. Справочник по производству сборных железобетонных изде-лий/Под ред.И.Х. Наназашвили.- М.:Стройиздат, 1987.-208 с.

 

d ₄ = d ₃(Ö3–1) = d ₁(Ö3–1)³ = 0,392 d ₁; (1.4)

d_n = d ₁(Ö3–1)^n-1. (1.5)

Таблица 1.1

Относительные диаметры зерен и их объемные концентрации