Закон и формулы прочности ИСК оптимальной структуры. Часть 2

Для пористых конгломератов (с пористостью выше 2 %) используют газо- и пенообразующие добавки в целях поризации вяжущего вещества, а также пористые заполнители. В результате прочность ИСК снижается, но формулы для ее подсчета сохраняются прежними, так как сохраняются все требуемые признаки оптимальных структур. Важно только сохранить условие, чтобы реальное отношение с/ф не было меньше расчетного с/ф*, ибо в этом случае структура перестает быть оптимальной, а пленки среды - континуальными (непрерывными).

По физической сущности закон и формулы прочности ИСК отражают максимальные значения сил сцепления микро- и макрочастиц при минимальных расстояниях между ними вследствие минимальных толщин континуальных пленок среды. Они отражают также минимальную дефектность и наибольшую однородность.

С учетом зависимостей А.А. Гриффитса прочность ИСК оптимальной структуры: где lк - суммарная величина дефектов, способствующих концентрации напряжений, появлению, росту и ускорению роста микро- и макротрещин до критических размеров, что быстро снижает прочность по мере удаления параметров структуры от оптимальных; к2 - поправочный коэффициент перехода от хрупкого к вязкому разрушению; G - удельная свободная поверхностная энергия; Е - модуль упругости; r/r0 - отношение межатомных (межмолекулярных) расстояний соответственно в микроструктуре вяжущего вещества в момент разрушения и момент равенства сил притяжения и отталкивания, т.е. когда равнодействующая их равна нулю.

По формулам прочности ИСК оптимальной структуры определяют статическую и усталостную прочность. Для увеличения Rиск необходимо повысить прочность вяжущего матричного вещества, увеличить плотность упаковки микрочастиц, снизить до оптимальных пределов толщину пленок среды в свежеизготовленном конгломерате, уменьшить до минимума содержание вяжущего вещества при непременном сохранении континуальной пространственной сетки среды. Необходимо также технологическими мерами добиваться минимума дефектов, наибольшей компактности микрочастиц. В некоторых пределах возможно поднять еще модуль упругости, т.е. жесткость материала.

При направленном управлении прочностью ИСК следует стремиться к повышению членов формулы в числителе и к снижению - в знаменателе. Некоторые ИСК проявляют повышенную чувствительность к колебаниям внешней температуры (Т) или отклонениям в скорости (V) нагружения или скорости деформирования материала в конструкции.

Многие хрупкие и псевдохрупкие материалы слабо реагируют в определенных пределах на отклонения температуры и скорости деформирования. Они практически не изменяют прочности под влиянием обычных колебаний этих факторов. Их показатели р и к оказываются близки к нулю, а соответствующие симплексы - температурный и реологический - принимают единичные значения. К таким ИСК относятся цементный бетон, силикатные изделия, керамические и им подобные материалы, реактопласты и др. К типичным нехрупким ИСК могут быть отнесены асфальтовые бетоны, полимербетоны на основе термопластов и др. Так, например, степенной показатель теплостойкости р у асфальтобетонов колеблется в пределах 10,0- 12,5, а показатель деформационной стойкости к - в зависимости от типа макроструктуры (у порфировых - меньше, у контактных - больше) - 0,12-0,20.

Закон и формулы прочности ИСК оптимальной структуры. Часть 1 Строительное материаловедение Закон конгруэнции свойств

Закон и формулы прочности ИСК оптимальной структуры