Главная / Рефераты / Рефераты по промышленности, производству
Авторский материал: Строительное материаловедение на рубеже веков
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Строительное материаловедение на рубеже веков В.И.Соломатов, академик РААСН
XX век - век небывалого технического прогресса и дерзких научных открытий глобального значения, изменивших образ жизни и мышления общества. На фоне и под влиянием этих технических и социальных факторов и основополагающих достижений фундаментальных наук родилось и сформировалось научное строительное материаловедение. В результате в современном строительстве используются сотни (тысячи?!) наименований строительных материалов - конструкционных, теплоизоляционных, гидроизоляционных, антикоррозионных, радиационно-стойких, акустических, отделочных, кровельных, декоративных и других. Проследить становление отдельных или даже групп материалов в обозначенном времени и пространстве, оценить вклад выдающихся ученых и научных школ в этот процесс - не простое дело даже для современных информационных технологий.
С допустимой вольностью в общем массиве строительных материалов можно выделить три группы:
- металлические сплавы на основе железа, алюминия, меди, титана и других металлов;
- природные минеральные (горные породы, минералы, элементарные продукты - сера) и органические, в основном древесные материалы и другие растительного происхождения, а также и такие, как, например, асфальты;
- искусственные - основная группа материалов (строительных композитов) на минеральных, органических, металлических и композиционных вяжущих (бетоны, растворы, мастики, клеи, герметики, шпаклевки и подобные материалы).
Композиционная природа характерна и для материалов первых двух групп (так, древесина - природный композит, компоненты - лигнин, целлюлоза, полисахариды, а строительные стали можно рассматривать как ферритно-цементитные композиты). Однако использование этих материалов строителями сводится, в основном, к обработке и изготовлению изделий без коренной трансформации (за некоторым исключением, например, в биотехнологии) приобретенной ранее композитной структуры. Поэтому история их развития не столь ярка и показательна для двадцатого столетия по сравнению с композиционными материалами третьей группы. Прогресс же в создании и технологии композиционных строительных материалов (КСМ) поразителен и, по-видимому, еще не полностью осознается строительной наукой и практикой.
Начало столетия отмечено полным вытеснением романцементов и гидравлической извести и впечатляющими успехами в исследованиях и промышленном производстве на их основе высокообжиговых портландцементов и бетонов разнообразных видов, модификаций и назначения. Бурному развитию технологии бетона и железобетона в СССР способствовали программы индустриализации и электрификации, особенно гидроэнергетического строительства. В этот период были установлены закономерности получения, гидратации и структурообразования минеральных вяжущих веществ, рационализированы их составы, режимы и технологии получения, предложены методы модификации и соответствующие добавки различной природы. Несколько десятилетий потребовалось для разработки и определения рациональных методов подбора составов бетона (выявленная еще в конце XIX века зависимость свойств бетона от взаимного содержания воды и цемента представлена количественно в виде ЗВЦ - закона водоцементного отношения).
XX век в строительной отрасли по праву можно назвать веком железобетона. Преимущественное применение монолитного железобетона в первой половине столетия (гидроэнергетическое и промышленное строительство) в результате известных решений Правительства СССР сменилось приоритетом технологии сборного железобетона и широким использованием его в жилищном строительстве. Но в последние годы рыночные отношения способствовали восстановлению позиций монолитного железобетона.
Новое звучание получили наполненные цементные системы. Представление о цементном камне как материале, составленном из отвердевшей гидратированной части и сохранившихся ядер цементных частиц ("микробетон Юнга"), не вышло за пределы красивой идеи. Введение минеральных добавок, как правило, приводило к снижению активности цемента и прочности бетона.
Прорыв в этой области в последнее двадцатилетие обеспечили термодинамический подход к проблеме, представление цементных (и иных!) дисперсий как открытых диссипативных систем и, как следствие, предложение интенсивной раздельной технологии, обеспечивающей в соединении с разжижителями смеси экономию цемента до 50% и более. Наполненные бетоны стали нормой, ненаполненные - исключением. На этой научной основе позднее возникли вяжущие низкой водопотребности и так называемые смешанные цементы. Современные бетоны невозможно представить без интенсивных разжижителей - суперпластификаторов (СП) смесей, позволивших до минимума ослабить противоречие между удобоукладываемостью смеси и прочностью бетона. Сочетание СП с различными химическими добавками дает возможность направленной модификации и управления технологией бетонов.
В 50-е годы возникло и триумфально развивалось новое направление - полимерцементные и полимерные бетоны, хотя успешные попытки введения в бетоны натурального и дивинилстирольного каучуков сделаны еще в 30-е годы. Применение дисперсий термопластов и латексов каучуков обеспечило создание широкого ассортимента товарных продуктов и изделий для строительства - полимерцементов, мастик, замазок, клеев, герметиков. Разработана технология полимербетонов и создана сеть заводских производств конструкций и изделий из армополимербетонов на термореактивных вяжущих для металлургической, химической и других отраслей промышленности, связанных с агрессивными средами.
Знаковым в XX веке в области строительных материалов является рождение и становление научного строительного материаловедения (НСМ), переход от описательности и эмпиризма к фундаментальности, построение количественных теорий на базе последних достижений физики, химии, математики и других фундаментальных наук (полиструктурная теория, теория химического и биологического сопротивления). Уходящий век дал ключи к НСМ, но решение многих актуальных задач в этой области переносится в новое тысячелетие. Обозначим некоторые из них как доминирующие направления прогресса теории и практики НСМ в XXI веке.
В теории необходима новая классификация строительных материалов, основанная не на товарных, а на научных принципах, которая объединяет отдельные материалы в группы, виды и классы. Нужны углубленные и расширенные исследования наполненных систем на микроуровне. Необходимо определить влияние природы, размера, формы, физико-химической активности частиц с выходом на количественные зависимости. Следует настойчиво проникать в механизмы и кинетику твердения вяжущих различной природы, особенно секунды и микросекунды, поскольку на этом этапе происходит зачатие твердой фазы новообразований. Надо проследить процесс возникновения и формирования гелеобразных и иных твердеющих структур в начальный период (на наш взгляд, такие структуры формируются по спиральному механизму). Не обозначены в должной мере автоколебательные явления в кинетических процессах твердения (да и деструкции под действием внешних сред) материалов.
Твердение вяжущих до сих пор пре...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1288
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
