Файл: Протокол 7 от 17. 01. 2023 Руководитель оп о. Мирюк.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 74
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
щели и рыхлые места, неплотности, иногда пустоты и микротрещины усадочного характера, возникающие при значительном температурном и влажностном перепадах.
Основные поверхностные дефекты, проявляемые при эксплуатации изделий, обусловлены различными причинами: вздутие, растрескивании, расслоение и другие.
Раздел 3. Методы оценки состояния материалов
Долговечность может быть с некоторым приближением определена теоретическим методом, что позволяет ее прогнозировать. Более точное прогнозирование долговечности осуществляется при сочетании теоретического расчета и экспериментальных данных.
Теория методов научного исследования и технического контроля качества выражает совокупность приемов в теоретическом познании качественных характеристик, закономерностей, лежащих в основе методов испытания материалов.
Первичным познавательным процессом служит наблюдение, проводимое в необходимых случаях с применением измерительных средств. Получаемых сведений обычно достаточно, чтобы судить о качестве материала при сравнении их со стандартными требованиями. Этот познавательный процесс как первая ступень экспериментального исследования по своему существу адекватна техническому контролю качества.
Более высокой ступенью познания структуры и свойств материалов является эксперимент. Научная глубина эксперимента зависит от состояния теории. Получаемые новые экспериментальные данные как дополнительные факты используются при дальнейшем развитии теории или служат объективным критерием достоверности положений.
Дилатонно-компрессонная теория деформирования и разрушения. Атомно-молекулярные частицы системы находятся во взаимосвязи и непрерывном движении. В этом атомно-молекулярном множестве внутренняя энергия распределена случайным образом. Если система представлена упорядоченной, оптимальной и даже кристаллической структурой, то и тогда возможны флуктуации значений энергии частиц. Значения флуктуации могут быть как меньше средней величины энергии частиц, т. е. отрицательное ее значение, называемое дилатоном, так и больше средней, т. е. положительное ее значение, называемое компрессоном. Воздействие на систему механических эксплуатационных факторов приводит к новому перераспределению внутренней энергии, к прогрессирующему размножению флуктуации обоих знаков, изменению энергетического уровня атомно-молекулярных частиц в системе, нарушению орбит движения, в том числе валентных электронов, порождению ангармоничности тепловых колебаний атомов твердого тела.
Для получения объективной информации о долговременном поведении бетона необходимо исследовать его свойства не только в проектном возрасте, но также в более поздних сроках, проводить исследования поведения материала на основе сопоставления кинетики изменения свойств по сравнению со стандартными материалами или ужесточить методы исследований известными способами. Такие методы исследований должны показать не только проектные, но и предельные свойства бетона с использованием исследуемого материала в качестве сырьевого компонента бетонной смеси.
Важно обеспечить требуемую повторяемость результатов при стандартных испытаниях.
Разработан способ оценки параметров поровой структуры с помощью телевизионной установки, совмещенной с компьютером. Метод определяет показатели интегральной и дифференциальной пористости: площадь пор, расстояние между ними, форму пор. Такой метод в сочетании с определением характеристик открытых пор позволяет прогнозировать морозостойкость бетона. Этот метод может быть использован также при оценке эффективности воздухововлекающих добавок. Систематизация методов оценки свойств материалов, используемых при определении долговечности, приведены в таблице 1.
Выбор независимых методов, объединение их в классы и отбор в комплексы согласовывается с определением масштабного уровня.
Для разных материалов могут использоваться одинаковые или близкие между собой независимые методы и их комплексы, особенно когда экспериментальные исследования проводятся на одном уровне дисперсности частиц материалов или на одном масштабном уровне.
В теории методов научного исследования конгломератов установлено пять масштабных уровней и соответственно пять классов комплексов независимых методов научного познания (таблица 1).
Таблица 1 – Классы комплексов методов оценки долговечности материалов
В них сосредоточены объективные комплексы независимых методов научного познания и отдельные независимые методы , что составляет основу согласованного, или гармонического, применения качественных и количественных методов научного исследования.
Другая закономерность в этой теории устанавливает взаимосвязанный и взаимообусловленный характер классов, комплексов, независимых методов научного познания и получаемой с их помощью научной информации о структурных уровнях и объектах исследования в целом.
Независимые методы познания могут быть прямые (например, оптические, микроскопические, электронно-микроскопические, рентгеновские) и косвенные (например, адсорбционные – для газов, пара, растворов, ртутной порометрии, капиллярной конденсации, проницаемости). Из всех методов структурного исследования предпочтительны прямыми, хотя и встречаются трудности на некоторых уровнях исследования.
Для каждого структурного уровня выбирают свои классы, комплексы независимых методов, соответствующие явлениям и процессам, характерным для данного уровня, что обеспечивает наибольшую достоверность получаемых результатов исследования.
При разработке новых или совершенствовании традиционных методов и комплексов важно исходить не только из факторов, которые разделяют методы (цель исследования), но также из факторов, которые объединяют методы (объект и уровни исследования). На стадии экспериментальных работ предпочтение отдают комплексным методам, которые позволяют изучать как изменение свойств конгломерата, так и структурообразующие и деструкционные явления и процессы.
Практическая значимость отмеченных выше закономерностей и правил применения объективных методов научного познания и их комплексов состоит еще и в том, что они позволяют совершенствовать известные и прогнозировать, разрабатывать новые методы исследования и технического контроля качества. Это составляет важную задачу материаловедения. Теория методов научного исследования и технического контроля качества продолжает развиваться и совершенствоваться в направлении увеличения количества независимых методов и их комплексов, базирующихся не на условных, а на инвариантных характеристиках качества, находить более точные выражения в физическом и математическом моделировании технологий в лабораторных условиях и конгломератов со сходными (подобными) оптимальными структурами. Некоторые новые физические и физико-химические методы исследования служат и для технического контроля, как в процессе изготовления, так и при оценке качества готовой продукции.
Раздел 4. Характеристика трещин в материалах
Трещины в материалах уменьшают жесткость конструкции, увеличивают их проницаемость, понижают морозостойкость, способствуют коррозии.
Общими характеристиками трещин являются:
– размеры – длина, глубина, ширина раскрытия;
– форма продольного и поперечного сечения (прямые и косые по отношению к арматуре; расположенные вдоль арматуры; клиновидные и с прямыми стенками);
– сообщаемость с гранями конструкции (сквозные, несквозные, замкнутые).
По ширине раскрытия различают трещины: волосные; видимые невооруженным глазом; зияющие. Ширина раскрытия допустима в пределах 0,1 – 0,3 мм (в зависимости от вида конструкции).
Магистральная трещина – прорастает через сечение материала, сквозная.
Трещина – признак нарушения целостности, предтеча разрушения; ворота для агрессии.
По происхождению трещины различают:
По условиям образования трещин:
По характеру воздействия окружающей среды на материала:
В подавляющем большинстве случаев процесс разрушения бетона происходит в результате прорастания одной из трещин или семейства разветвленных трещин через его сечение. Такие трещины часто называют магистральными. После нагружения материала магистральная трещина в течение долгого времени не наблюдается, а затем, появившись и с большой скоростью “пробегая” через образец быстро его разрушает.
Как показывает анализ сложившихся к настоящему времени представлений о закономерностях хрупкого разрушения, в материалах типа бетона протекают следующие физические процессы:
1) образование зародышевых микротрещин;
2) страгивание микротрещин (нестабильный рост);
3) распространение или блокировка (торможение) трещин в достаточно характерном для данного материала объеме, содержащем такие структурные элементы (границы заполнителей, поры и полости различного происхождения), которые могут быть препятствиями для микротрещин, а также при попадании трещины в зону действия сжимающих напряжений.
Раздел 5. Воздействие воды на состояние и свойства материалов
Значение воды для материалов трудно переоценить. Вода – компонент сырьевых смеси, определяющий ее реологические свойства. Вода – неотъемлемая активная составляющая многих разрушительных процессов материалов.
Цель защиты материалов от разрушительного влияния окружающей среды фактически сводится к защите от воздействия воды.
Выявленные (количественные) признаки увлажнения определяют отбором проб и их обработкой по измерениям электропроводности и других параметров.
Внешние (качественные) признаки увлажнения материалов:
– изменение цвета конструкций – мокрые, наличие темно-серых или выцветших пятен, потеки краски и другое;
– вспучивание, растрескивание штукатурки, образование «дутиков»;
– застойный, затхлый воздух в помещении;
– коррозия металлических конструкций.
Известные способы защиты стен от увлажнения объединяют в группы.
Первая группа – создание препятствий на пути влаги к конструкциям:
– водонепроницаемые преграды в грунте на пути воды к конструкции,
выполняемые набивкой глины, нагнетанием битума, петролатума,
путем электросиликатизации;
– дренаж вокруг здания или со стороны притока воды;
– водонепроницаемый экран (гидроизоляция) на поверхности конструкции
Основные поверхностные дефекты, проявляемые при эксплуатации изделий, обусловлены различными причинами: вздутие, растрескивании, расслоение и другие.
Раздел 3. Методы оценки состояния материалов
Долговечность может быть с некоторым приближением определена теоретическим методом, что позволяет ее прогнозировать. Более точное прогнозирование долговечности осуществляется при сочетании теоретического расчета и экспериментальных данных.
Теория методов научного исследования и технического контроля качества выражает совокупность приемов в теоретическом познании качественных характеристик, закономерностей, лежащих в основе методов испытания материалов.
Первичным познавательным процессом служит наблюдение, проводимое в необходимых случаях с применением измерительных средств. Получаемых сведений обычно достаточно, чтобы судить о качестве материала при сравнении их со стандартными требованиями. Этот познавательный процесс как первая ступень экспериментального исследования по своему существу адекватна техническому контролю качества.
Более высокой ступенью познания структуры и свойств материалов является эксперимент. Научная глубина эксперимента зависит от состояния теории. Получаемые новые экспериментальные данные как дополнительные факты используются при дальнейшем развитии теории или служат объективным критерием достоверности положений.
Дилатонно-компрессонная теория деформирования и разрушения. Атомно-молекулярные частицы системы находятся во взаимосвязи и непрерывном движении. В этом атомно-молекулярном множестве внутренняя энергия распределена случайным образом. Если система представлена упорядоченной, оптимальной и даже кристаллической структурой, то и тогда возможны флуктуации значений энергии частиц. Значения флуктуации могут быть как меньше средней величины энергии частиц, т. е. отрицательное ее значение, называемое дилатоном, так и больше средней, т. е. положительное ее значение, называемое компрессоном. Воздействие на систему механических эксплуатационных факторов приводит к новому перераспределению внутренней энергии, к прогрессирующему размножению флуктуации обоих знаков, изменению энергетического уровня атомно-молекулярных частиц в системе, нарушению орбит движения, в том числе валентных электронов, порождению ангармоничности тепловых колебаний атомов твердого тела.
Для получения объективной информации о долговременном поведении бетона необходимо исследовать его свойства не только в проектном возрасте, но также в более поздних сроках, проводить исследования поведения материала на основе сопоставления кинетики изменения свойств по сравнению со стандартными материалами или ужесточить методы исследований известными способами. Такие методы исследований должны показать не только проектные, но и предельные свойства бетона с использованием исследуемого материала в качестве сырьевого компонента бетонной смеси.
Важно обеспечить требуемую повторяемость результатов при стандартных испытаниях.
Разработан способ оценки параметров поровой структуры с помощью телевизионной установки, совмещенной с компьютером. Метод определяет показатели интегральной и дифференциальной пористости: площадь пор, расстояние между ними, форму пор. Такой метод в сочетании с определением характеристик открытых пор позволяет прогнозировать морозостойкость бетона. Этот метод может быть использован также при оценке эффективности воздухововлекающих добавок. Систематизация методов оценки свойств материалов, используемых при определении долговечности, приведены в таблице 1.
Выбор независимых методов, объединение их в классы и отбор в комплексы согласовывается с определением масштабного уровня.
Для разных материалов могут использоваться одинаковые или близкие между собой независимые методы и их комплексы, особенно когда экспериментальные исследования проводятся на одном уровне дисперсности частиц материалов или на одном масштабном уровне.
В теории методов научного исследования конгломератов установлено пять масштабных уровней и соответственно пять классов комплексов независимых методов научного познания (таблица 1).
Таблица 1 – Классы комплексов методов оценки долговечности материалов
| Классы комплексов независимых методов | ||||
| I | I I | Ш | IV | V |
| Радиометрические, электронной микроскопии, рентгеновские, термические, оптические, химические. | Электронной микроскопии, рентгеновские, термические, оптические, химические, электрические и электрохимические, планиметрии и порометрии, реологические, дилатометрические, дефектоскопии. | Рентгеновские, термические, оптические, химические, электрические и электрохимические, планиметрии и порометрии, реологические, дилатометрии, дефектоскопии, седиментационного и гранулометриче-ского анализов, физико-механиче- ских испытаний, тензометрии. | Оптические, химические, электрические и электрохимические, планиметрии и порометрии, реологические, дилатометрии, дефектоскопии, седиментационного и гранулометрического анализов, физико-механических испытаний, тензометрии, испытание стойкости, визуальных наблюдений. | Планиметрии и порометрии, реологические, дилатометрии, дефектоскопии, седиментационного и гранулометриче- ского анализов, физико-механических испытаний, тензометрии, испытания стойко- сти, визуальных наблюдений, длительных испытаний под нагрузкой. |
В них сосредоточены объективные комплексы независимых методов научного познания и отдельные независимые методы , что составляет основу согласованного, или гармонического, применения качественных и количественных методов научного исследования.
Другая закономерность в этой теории устанавливает взаимосвязанный и взаимообусловленный характер классов, комплексов, независимых методов научного познания и получаемой с их помощью научной информации о структурных уровнях и объектах исследования в целом.
Независимые методы познания могут быть прямые (например, оптические, микроскопические, электронно-микроскопические, рентгеновские) и косвенные (например, адсорбционные – для газов, пара, растворов, ртутной порометрии, капиллярной конденсации, проницаемости). Из всех методов структурного исследования предпочтительны прямыми, хотя и встречаются трудности на некоторых уровнях исследования.
Для каждого структурного уровня выбирают свои классы, комплексы независимых методов, соответствующие явлениям и процессам, характерным для данного уровня, что обеспечивает наибольшую достоверность получаемых результатов исследования.
При разработке новых или совершенствовании традиционных методов и комплексов важно исходить не только из факторов, которые разделяют методы (цель исследования), но также из факторов, которые объединяют методы (объект и уровни исследования). На стадии экспериментальных работ предпочтение отдают комплексным методам, которые позволяют изучать как изменение свойств конгломерата, так и структурообразующие и деструкционные явления и процессы.
Практическая значимость отмеченных выше закономерностей и правил применения объективных методов научного познания и их комплексов состоит еще и в том, что они позволяют совершенствовать известные и прогнозировать, разрабатывать новые методы исследования и технического контроля качества. Это составляет важную задачу материаловедения. Теория методов научного исследования и технического контроля качества продолжает развиваться и совершенствоваться в направлении увеличения количества независимых методов и их комплексов, базирующихся не на условных, а на инвариантных характеристиках качества, находить более точные выражения в физическом и математическом моделировании технологий в лабораторных условиях и конгломератов со сходными (подобными) оптимальными структурами. Некоторые новые физические и физико-химические методы исследования служат и для технического контроля, как в процессе изготовления, так и при оценке качества готовой продукции.
Раздел 4. Характеристика трещин в материалах
Трещины в материалах уменьшают жесткость конструкции, увеличивают их проницаемость, понижают морозостойкость, способствуют коррозии.
Общими характеристиками трещин являются:
– размеры – длина, глубина, ширина раскрытия;
– форма продольного и поперечного сечения (прямые и косые по отношению к арматуре; расположенные вдоль арматуры; клиновидные и с прямыми стенками);
– сообщаемость с гранями конструкции (сквозные, несквозные, замкнутые).
По ширине раскрытия различают трещины: волосные; видимые невооруженным глазом; зияющие. Ширина раскрытия допустима в пределах 0,1 – 0,3 мм (в зависимости от вида конструкции).
Магистральная трещина – прорастает через сечение материала, сквозная.
Трещина – признак нарушения целостности, предтеча разрушения; ворота для агрессии.
По происхождению трещины различают:
-
технологические – образование связано с изготовлением изделий; -
эксплуатационные – появляются в процессе службы изделий.
По условиям образования трещин:
-
растрескивание материала под влиянием внешних сил окружающей среды (связано с физико-механическими свойствами компонентов бетона); -
растрескивание под влиянием сил взаимодействия материала, как изотропной сплошной системы, с окружающей средой; в основном образование трещин связано с небольшой растяжимостью бетона (0,1 – 0,2 мм/м); -
растрескивание в результате взаимодействия компонентов материала под влиянием окружающей среды; возникающие напряжения обусловлены разнородными свойствами компонентов, под влиянием которых действуют разные по значению и знакопеременные деформации, приводящие к собственному напряженному состоянию.
По характеру воздействия окружающей среды на материала:
-
под действием усилий (нагрузка, собственная масса, сейсмические воздействия, сейсмические воздействия и другие, форма различная); -
усадочные ( при интенсивной потере влаги поверхностными слоями по сравнению с ядром; форма — клиновидная, глубина до десятка см, но не насквозь; являются причинами образования сквозных трещин при внешней нагрузке; при отсутствии внешних сил поверхносные силы имеют тенденцию к закрытию); -
температурные (образуются в местах больших перепадов температур при колебаниях температуры конструкций большой протяженности); -
коррозионные (образуются в защитном слое за счет растягивающизх напряжений в материале, которые развиваются).
В подавляющем большинстве случаев процесс разрушения бетона происходит в результате прорастания одной из трещин или семейства разветвленных трещин через его сечение. Такие трещины часто называют магистральными. После нагружения материала магистральная трещина в течение долгого времени не наблюдается, а затем, появившись и с большой скоростью “пробегая” через образец быстро его разрушает.
Как показывает анализ сложившихся к настоящему времени представлений о закономерностях хрупкого разрушения, в материалах типа бетона протекают следующие физические процессы:
1) образование зародышевых микротрещин;
2) страгивание микротрещин (нестабильный рост);
3) распространение или блокировка (торможение) трещин в достаточно характерном для данного материала объеме, содержащем такие структурные элементы (границы заполнителей, поры и полости различного происхождения), которые могут быть препятствиями для микротрещин, а также при попадании трещины в зону действия сжимающих напряжений.
Раздел 5. Воздействие воды на состояние и свойства материалов
Значение воды для материалов трудно переоценить. Вода – компонент сырьевых смеси, определяющий ее реологические свойства. Вода – неотъемлемая активная составляющая многих разрушительных процессов материалов.
Цель защиты материалов от разрушительного влияния окружающей среды фактически сводится к защите от воздействия воды.
Выявленные (количественные) признаки увлажнения определяют отбором проб и их обработкой по измерениям электропроводности и других параметров.
Внешние (качественные) признаки увлажнения материалов:
– изменение цвета конструкций – мокрые, наличие темно-серых или выцветших пятен, потеки краски и другое;
– вспучивание, растрескивание штукатурки, образование «дутиков»;
– застойный, затхлый воздух в помещении;
– коррозия металлических конструкций.
Известные способы защиты стен от увлажнения объединяют в группы.
Первая группа – создание препятствий на пути влаги к конструкциям:
– водонепроницаемые преграды в грунте на пути воды к конструкции,
выполняемые набивкой глины, нагнетанием битума, петролатума,
путем электросиликатизации;
– дренаж вокруг здания или со стороны притока воды;
– водонепроницаемый экран (гидроизоляция) на поверхности конструкции