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: Ö2d, Ö6×d/2, 2d/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 = d1/d2 = 1/(Ö3–1); (1.2)
где d2 = (Ö3–1)d1 = 0,732 – размер пустот между шарами в укладке.
Диаметры зерен других, более мелких фракций:
d3 = d2(Ö3–1) = d1(Ö3–1)2 = 0,527d1; (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.
d4 = d3(Ö3–1) = d1(Ö3–1)3 = 0,392d1; (1.4)
dn = d1(Ö3–1)n-1. (1.5)
Таблица 1.1
Относительные диаметры зерен и их объемные концентрации