Деформационные свойства ИСК оптимальной структуры

От искусственного строительного конгломерата, работающего в несущих конструкциях зданий и сооружений, требуется, чтобы достаточная механическая прочность сочеталась с деформационной устойчивостью, т.е. с его способностью противостоять возникновению и развитию необратимых деформаций (пластических, ползучести) или появлению и росту микротрещин. Деформационная устойчивость проявляется в затухающем характере процесса формирования деформаций, в релаксационной способности материала, с повышением которой более интенсивно снимаются напряжения, возникающие под влиянием внутренних и внешних факторов - эксплуатационных нагрузок и собственного веса конструкции, тепловых и усадочных явлений.

Наиболее деформационно-устойчивыми являются те конгломераты, которые характеризуются высокими значениями упругих и упругоэластичных деформаций в области определенного интервала температур и реального их перепада в конструкции.

Наибольшей упругоэластичной частью деформаций обладают вяжущие вещества при фазовых отношениях, равных с/ф*, т. е. когда их структура оптимальная.

Наименьшей величиной необратимых деформаций обладает вяжущее вещество при с/ф*, а слева и справа от минимума располагаются те вяжущие вещества, у которых необратимые деформации быстро возрастают, например при использовании органических связующих материалов.

Снижение упругоэластичных и увеличение необратимых деформаций в левых ветвях кривой при значениях с/ф < с/ф* происходит вследствие возрастания пористости и дискретности пленки среды на частицах твердой фазы вяжущего вещества. Необратимые деформации ИСК, у которых составы размещаются левее экстремума, носят квазипластический характер.

Снижение упругоэластичных и увеличение необратимых деформаций в правых ветвях кривой при значениях с/ф > с/ф* происходит под влиянием возрастающего количества свободной среды (с) в конгломерате.

С постепенным добавлением к вяжущему веществу заполнителя (активного или неактивного) изменения деформаций, как и прочностных показателей, имеют экстремальный характер - минимум у необратимых и максимум у упругоэластичных свойств при фазовом отношении с/ф, при котором показатель прочности был максимальным. Чем больше содержится заполнителя в конгломерате, тем меньше величина упругоэластичных свойств и больше необратимых деформаций. Если соответствующие экстремумы соединить огибающей кривой, то, по аналогии с графиком прочности, получится кривая линия, чаще всего в виде касательной к точкам максимумов или минимумов. Следовательно, все точки огибающей кривой обусловлены оптимальным составом конгломератов. Каждой точке кривой соответствует максимум прочности и упругоэластичных деформаций, но минимум пластических деформаций. Такое сочетание механических свойств является всегда наиболее желательным в отношении ИСК, используемых в строительных конструкциях зданий и сооружений. Точки на правых и левых ветвях кривых не обладают таким благоприятным сочетанием прочностных и деформативных свойств, а составы в этих точках не являются оптимальными. Структура содержит дискретность среды или повышенную пористость вторичного характера, например, под влиянием испарения части среды.

Огибающая кривая оптимальных составов, при которых в условиях принятой технологии обеспечиваются максимальные показатели упругоэластичных свойств, может быть с достаточной для практики точностью описана уравнением гиперболического вида.

Закон конгруэнции свойств Строительное материаловедение Научные принципы и общий метод проектирования состава ИСК оптимальной структуры