автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Количественные методы оценки долговечности полимерных композицций в жидких агрессивных средах

Б Ом

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ!! ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

НИЗИНА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ К0Ш08ИЦИЙ В ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

Специальность: 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов - 1994

Работа выполнена на кафедре строительных конструкций Мсрд01ского государственного университета имени Н.П.Огарева

Научный руководитель:.

- член-корреспондрнт РААСН,

доктор технических наук, ■ профессор Селяев В.П.

Официальные оппоненты:

- члвн-корроспондент РАЛСН, доктор технических неук, профессор Рахимов Р.З.

- кандидат технических неук, Хомяков И.В.

Ведущее предприятие:

- АО Саратовский метизный завод

Защита состоится ноября 1991 г, в " /3 " часов

в ауд. - на эаседании спецнализиросанного совета

К 063.58.02 в Саратовской государстьенноы техническом университета по адресу: 41001-6, г.Саратов, ул.Политехническая, 77.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан "_" _ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного советь 'Кузнецов В.В.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность теш. В последнее время значительно ужесточились условия эксплуатации зданий и сооружений ив-8а одновременного воздействия механических нагрузок, температурных факторов и агрессивных сред. Поэтому определяющим критерием пригодности материалов и конструкций для строительства становится их долговечность. В связи с этим все Солее широкое применение в конструкциях находят пластмассы, которые отличаются повьшенной стойкостью г. воздействию агрессивных сред по сравнению с традиционными материалами.

Агрессивные среды, проникая в объем полныерного конструктивного элемента, приводят- к значительные изменениям его кратковременных и длительных механических характеристик, что вызывает изменение напряженно-деформированного состояния и приводит к значительному снижению долговечности. Поэтому возникла необходимость в обосновании инженерных методов количественной оценки и прогноза стойкости и долговечности полимеобетонов действия яндкнх агрессивных сред. Несмотря на большой накопленный опыт применения полимерных материалов, до сих пор ке удалось построить общего менологического описания, которое учитывало бы гса савокуг.;>ес'л. происходяпггК процессов и позволило бы прогнозировать их долгсвоч-нссть.

Цель работы заключается в разработке количественных мс-тодиь прогнозирования долговечности композиционных материалов на основе полимерных вяжущих, подвергиоаихса совместному действий агрессивных сред и сжимающих напряжений.

Лля достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

- разработать модель полимерного композита, учитиглголую веяние соотноэений упругих н вязких свойств ксмпонентоп

объемное содержание наполнителя на изменение свойств КСИ под действием агрессивных сред;

-»разработать модели деградации композиционных материале и учетом структурных параметров, вида механизма деградации и уровни действующих сжимающих напряжений;

- экспериментально изучить изменение механических свойств, долговечности КСМ от структурных параметров при различных сроках экспонирования;

- определить характер распределения упруго-прочностных свойств полимерных материалов по высоте поперечного сечения при действии различных агрессивных сред и сжимающих нагрузок;

- провести анализ различных методов определения интенсивности изменения свойств под действием агрессивных сред и сжимающих нагрузок;

- экспериментально изучить влияние степени наполнения, дисперсности н ища наполнителей на химическое сопротивление и долговечность полшерных композиционных материалов •, построить модели, описывающие зависимость изменения несущей способности и жесткости от структурных параметров и длительности действия агрессивных сред;

- провести оксперимептальние исследования процесса деформации полимерных !>омпоз;щий при действии з;здга;х агрессивных сред и снимающих напряжений;

- экспериментально определить параметры деградации и их статистические характеристики для полимерных композиционных материалов, эксплуатирующихся в условиях кидкнх-агрессивных сред н сжимающих нагрузок;

- разработать методику статистического прогнозирования -долговечности композиционных материалов.

Научная новизна работы состоит в разработке, экспериментально;.; и теоретическом обосновании метода прогнозирования долговечности КСЫ, работающих в условиях действия агрессивных сред I. -ханических напряжений. • . ■

Новизна работы подтверждается следующими результатами:

- разработан метод прогнозирования долговечности полшерных композиционных материалов, подвергающихся действию агрессивных сред и снимающих напряжений;

- разработана модель полимерного материала, учитывающая влияние соотношений упругих и вязких свойств компонентов материала, объемной содержание наполнителя и деградашш КСЫ под действием агрессивных сред;

- получены полиномиальные подели изменения пределов прочности на сжатие и раетя.т.енне при изгибе, твердости и модуля упругости полиэфирных композиций от структурных параметров (вида наполнителей; их соотношения и объемного содержания в полимербетоне; количества отверздавдей системы) и времени экспонирования;

- экспериментально изучено изменение влияния степени напол-

' - 5 -

нения и дисперсности маршапита на химическое сопротивление и долговечность эпоксидных полимербетонов; '

- построены »одели, описывающие деградацию эпоксидных композиций в условиях действия различных агрессивных сред с учетом структурных параметров;

- проведены экспериментальные исследования процесса деформа-щш полимерных композиций при действии яидких агрессивных сред и сжимающих напряжений;

- тремя различными методами (методом ¡синетической микротвердости, склерометрическим методом и методом конусообразного инден-тора) изучено распределение свойств композита по высоте поперечного сечения образцов, работающих в условиях действия различных агрессивных сред и снимающих нагрузок;

- в ходе исследования определены основные параметры деградации полимерных композиций, эксплуатирующихся в условиях действия агрессивных'сред,л их статистические характеристики;

- разработана мэтодпгл прогнозирования долговечности композиционных строительных материалов с учетом случайного характера Факторов, действующих на сооружения.

Практическое значение работы заключается в разработке инженерных методов сценки химического сопротивления и долговечности полимербетенпнх кортрукияй; в создачип моделей, позполяк:глх про-эктировать составы полимерных материалов с различней степенью на-толнения, дисперснсстыэ наполнителя,- работающих в условиях дейст-зия различных-агрессивных сред.

Апрооация работы. Основные результаты исследований докладывались на ежегодных научных конференциях Мордовского ордена Друл-5н народов государственного университета имени Н.П.Огарева в \Саранске (1990-1994 г.г.).

Публикации. По [материалам выполненных исследований опублико->ано 4 работы. •

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из ¡ведения, пяти глав, выводов, списка использованных источников из 50 наименований, изложена на 226 листах машинописного текста с исунками и таблицами.

- 6 -

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работа, отмечаются ее научная новизна и практическая ценность; определены цель и основные задачи исследования.

В первой главе приводится обэор литературных данных по химическому сопротивлению и долговечности полимерных композиционны) материалов и методам их прогнозирования.

На основе литературных данных показано, что долгобечност! полимерных композитов определяется свойствами материала, условиями эксплуатации и областью его эксплуатационной.пригодности. Отмечается, что изучение долговечности КСМ необходимо проводить, учитывая весь комплекс процессов, происходящих в полимере пр> совместном действии агрессивных сред, температур и механически) напряжений, так как общий эффект одновременного воздействия все) факторов может быть больше суммы повреждений, обусловленных воздействием каждого фактора в отдельности.

Свойства агрессивных сред, полимерных материалов и условш их взаимодействия весьма разнообразны, поэтому нет возможное« перечислить все деградационные процессы, протекающие в полимербе-•тонах код действием внешней среды. Для учета процессов деградацт при расчете строительных конструкций, определения их долговечности необходимо выделить характерные признаки, определяющие процесс разрушения и разработать ряд типовых .методов прогнозирования, пригодных для наиОолее распространенных механизмов деградации, установив пределы, превышение которых будет приводить к прекращению нормальной эксплуатации. Основой прогнозирования должна стат! классификация процессов деградации по характерным признакам.

■Анализ существующих методов определения долговечности КС1 показал, что почти все применяемые в настоящее время методы не учитывают механизм воздействия агрессивной среды на полимер, дают интегральную оценку поведения материала, не.принимая при этом вс внимание изменение упруго-прочностных свойств по сечению элемента.

Наиболее перспективным для расчета долговечности строительных конструкций является направление, основанное на. примененш моделей деградации, учитывающих изменение- свойств материала пс сечению образца.

Во второй главе приводится описание материалов, используемы)

в работе, методы исследования и статистического анализа ¡экспериментальных данных.

В третьей главе приведены методы, прогнозирования долговечности композиционных строительных май-риалов с помощью феноменологических моделей и деградационных функций.

Рассматривал полимербетон как композиционный материал, предлагается моделировать структуру полимербетона и происходящие в юм процессы моделью, составленной из простых упругих и вязких элементов.

Используя символический метод условной жесткости, продлолен-шй А.Р.Ржаницыным, получаем выражение, описывающее изменение модуля упругости в зависимости от упругих и вязких свойств композитов полимерного материала, объемного содержания наполнителя и жорости деградации КСМ под действием агрессивных сред: Е ____Ец'Уц + Ке-Ес/(Ус-(Кс+Ее))___' .

" л . „ „ - 1<а+Еа . Чб Ка+Ес! Ес-Кс'

1 + »а • »н ■• Ьп- —Г/—?- + — ' .С-— ' —\>—

Ка-Ьс1 «с кс+Ес Е(гЬ>а

'де параметры Кс и Ес описывают соответственно внзгаге и упругие

¡сходные свойства матрицы, Е» - упругие исходные свойства нгшэл-

штеля, Кс1 и Еа - вязкие и упругие, свойства композита, подверги>,-

■сся действию агрессивной среды; \'с, V,, - соответственно отл^си-

'елыгое объемное содержание связующего и наполнителя, не ьступ,!1-

гдх во взаимодействие с агрессивней средой; Уа - объемное содер-

(анке композита, подвергис-гося действию агресс вной среди.

Предполагая, что сшс.енне сеойств композиционного материала (роисходит по экспоненциальному закону, имеем:

Лд . « + -\---

Е Ес " (1/(ИМ)) • (1+Ес/Кс)_

Ес- ,./Ец ,/14_ЕС\. V М ■ 1 ^_______^

Ее Кс " 1+М 1-Ун- (ИМ)' ехрС-йЧ) ■де Н - коэффициент, равный

, ' 2-а-(Ь-И-(Ь-2-а)-И-(Ь-2-а)-(Ь-2-а) Ус+Уц ~ ' (1-2-а) • (Ь-2-а) • (Ь-2-а) | - ширина; Ь высота; 1 - длина элемента; а глубина дг.¡грузи • много слоя. .

Полученная зависимость позволяет, учитывая соотнесении могу-ей упругости матршцы и наполнителя, размеры племен га и то-одшь еградационного» слоя, определять изменение модуля упругости по.; ействием агрессивных сред.

• •'. Агрессивная среда, проникал в объем полимерного композита, ртюдит к неравномерному изменению свойств материала но сл-Ч'-пло лемента. Поэтому, дли определения долговечности полимерноги КСУ.

необходимо внать не только интегральную храктер'истику иэменени модуля упругости во времени, но и учитывать характер распределе ния свойств по сечению элемента.

Для оценки долговечности полимерных материалов предлагаете применять функции деградации, выражающие изменение во времени не сущей способности или жесткости. Вид деградационной функции выби рается, исходя' из характера распределения агрессивной среды, нал ряжений по площади поперечного сечения.

Общий вид деградационной функции можно представить выраъени

ем

О - Ва)/В(0) - га.Т.б.с.Ь.а.а),

где I - время; Т - температура; б - напряжение; с - концентраци агрессивной среды; Ь - геометрическая характеристика; а и а - пз рш/етры деградации.

Деградационные функции несущей способности и жесткости меш: получить на основе феноменологических моделей. Фепоменологическс моделью деградации называют эпюру прочности или модуля упругост по высоте поперечного сечения. Феноменологические модели в завя симости от вида изохрон могут быть линейными и нелинейными, си», матричными и несимметричными.

В линейных моделях деградации положение изохрон характеризу ется двумя параметрами а и се, где а - ордината фронта деструкции характеризующая скорость деградации под действием напряжений агрессивной среды; а - характеристик механизма деградации, опре деляемая как угол наклона прямолинейной изохроны к оси абсцисс Если угол й равен нулю, то наблюдается деградация гетерогенног типа , применяемая для материалов, скорость взаимодействия коте рых с агрессивной средой значительно выше скорости ее переноса объем элемента. Если угол а равен я/2, то деградация происходи по гомогенному механизму и характеризуется большой скоростью Н£ сыщения материала агрессивной средой и малой скоростью химическс го взаимодействия. Если скорость насыщения соизмерима со скс ростью химических взаимодействий, то наблюдается диффузионный ту деградации и угол ос изменяется в пределах от 0 до' л'/2.

В общем виде функцию деградации несущей способности сжатог элемента можно записать в виде:

Б(Ю - Ы(Ъ)/Ы(0) - 1-В-(1-г)-а/Ь, где с - параметр, характеризующий нелинейность изохрон деградащ (В-2, если изохрона деградации имеет ступенчатый вид; 0-1, ей изохрона тлеет вид прямой; изохрона будет выпукла при о<1 и вог нута при 1<0<2); г - параметр", равный изменению значений упр> го-прочностных характеристик верхних слоев материала при действ!

г

агрессивных сред Сг-б(Ь)/6(0); т-И(Ь)/Ь(0); г-Е(Ь)/Е(0)).

Если 0-2 и т-0, то имеем модель гетерогенной деградации: 0(М) - 1 - г-а/ь

Модель гомогенной деградации также является частным случаем общей модели, таг? как при а-О.бЬ и В-2: ОСН) - Т.

При гомогенной деградации изменение свойств материала по объему' образца происходит равномерно, поэтому деградационная Функция определяется выражением, описывающим изменение несущей способности или жесткости элемента под действием агрессивной среды во времени.

Если снижение свойств КСМ происходит по экспоненте, то деградационная функция жесткости имеет вид: 0(М) - Е(О/Е(0) - ехр(-й-Ь).

На основе феноменологических моделей получены деградационные функции несущей способности, учитывающие влияние структурных параметров, размеры элемента, сроки экспонирования и сорбционную проницаемость композитов, работающих в условиях-действия агрессивных сред. Для моделей, у которых свойство на поверхности изменяется во времени, деградационная функция несущей способности сжатого элемента имеет вид:

о ——1—-—).

Ь 4 1+[Ея.(1+Ее5.у М -"-,--1-'

Ее 1 Кс н 1+М 1-У„-(1+М) ехр(-оеЬ) Если величина упруго-прочностной характеристики на поверхности образца имеет постоянное значение, то деградационная функция определяется выражением: ^ ^ ^^

0(Ю-1-в--я--(1 - - 1 >•

Ее' " + (1/(1+М)-\'„)-С1+Ес/Кс) При прогноз!фовании долговечности реальных строительных конструкций предлагается учитывать случайный характер факторов, действующих на сооружение. Отмечается, что наиболее перспективны;.! методом статистического прогнозирования долговечности КН является метод Монте-Карло.

Метод Монте-Карло позволяет, имея статистические.характеристик материала конструкции, определенные на образцах малых размеров, моделировать поведение конструкций с учетом случайного характера упруго-прочностных характеристик, геометрических размеров и условий эксплуатации, не затрачивая при этом средства на проведение натурных экспериментов.

Распределение случайных ошибок измерения физических величин при многократных носит нормальный характер. Используя центральную

предельную теорему, числа с нормапышм распределением, математическим ожиданием m .и дисперсией б2 модно получить по формуле: п '

щ - m+6-n ■• irH-б-(E(fU-0.5)) t-l

С учетом случайного характера параметров, действующих на сооружение, несущая способность скатого элемента определяется выра-кениом: " _

Hft4 Mp(oi+6p(Q) -т| Kte)-^(Mp+6p-Ti)-t Mp(t)+6p(t) -Dn

(M„+6b-Ti)-(l.V6h-iir Mh+6h-n Мр(0)+бр(0)-У

где Mp(O), Mp(t), MQ, Kîh, Md - соответственно математические ожида' ня разрушающих нагрузок, размеров элемента и коэффициента диффузии; бр(о), 6p(t), 6ь, 6h, 6q - соответственно средние квадратичные отклонения величин разрушающих нагрузок, размеров элемента и коэффициента диффузии от математического 'ожидания.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований химического сопротивления полимерных материалов в агрессивных средах.

В результате постановки и оОработки пяткфакторного зкспери-моьта методом регрессионного анализа получены полиномиальные уравнения, описывающие изменения пределов прочности -на скатке и растяжение при изгибе, твердости и модуля упругости полиэфирных композиций от структурных параметров (вида наполнителей; их соот- ■ ношения и объемного содержания в подимербетоне; -количества ст-вергда'ощей системы). Так, модель, описывающая изменение предела прочности на растяжение при изгибе в зависимости от вида наполнителя, степени' наполнения и количества отверкдащей системы имеет вид:

бцзг - 26.46-5.¿4-VI-7.06-V2-1.078'V3-1.063-V1-V2-7.83>VI-V3+ +28.6-Y2-V3+0.97-YI-XI-1.234-V2-XI-0.11-V3-XI-2.75-V1-X2--3.868-V2-X2-0.378-V3-X2-4.09-XI-X2-4.82-XI2-0.216-X22.

Па анализа полученных уравнений определены функции зависимостей коэффициентов регрессии от длительности действия среды и получены полиномиальные модели изменения,долговечности••полиэфир- • них ко. озиций от структурных параметров и времени экспонирования :

. Y(t)-Bû+Bi-V1+B2-V2+B3-V3+B4-Vi-V2+Bs-Yi-V3+E6-V2-V3b +В7 • Vi • Х1+В0 • V2 • Xj Bg • V3 • X1+B10 ' Vi • X2+B11 • Y2 • X2+ s

+Bi2-V3-X2+Bi3-X1-X2+B14-Xi2+Bi5-X22, " .

где Bi-Coi+Ci i -t+Csi -t£+C3i " * ' '

По полученным полиномиальны).! моделям можно получить мнокост-ьо составов с необходимыми механическими свойствами и заданные . химическим сопротивлением, учитывая эффективность введении 1шждо-

го из компонентов, осуществляя замену одних наполнителей другими и варьируя соотношение- компонентов, • исходя из соображений не только технологической, но также и экономической целесообразности, с учетом физико-механических свойств и характера агрессивных воздействий окружающей среды.

Изменение физико-механических характеристик от содержания компонентов показано на диаграммах Розенбома - Гиббса.

В ходе эксперимента подтверждено наличие прямопропорцио-нальной связи между твердостью и пределом прочности на сжатие.

Экспериментально исследована долговечность эпоксидных композиций, эксплуатирующихся в условиях действия различных агрессивных сред, в зависимости от степени наполнения и дисперсности маршал ита.

Результаты эксперимента были обработаны методом регрессионного анализа. Получены полиномиальные уравнения, отражающие изменение прочностных характеристик во времени в зависимости от степени наполнения, дисперсности наполнителя и вида агрессивной среды:

б а)-Ьо+ьг • У+Ьг • з+Ь1 г -V • б+Ьц • у2+Ь22 • г2. где Ь1 - коэффициент, учитывающий изменение влияния параметров во времени, равный Ь^Аси+АнЧ+Аг^Ь2.

Предложена методика определения коэффициентов диффузии по кривым сорбции с применением метода наименьших квадратов. .

Оценено влияние структурных параметров и вида агрессивной среды на изменение твердости и микротвердости по высоте поперечного сечения.

Методом конусообразного индентора изучено влияние степени наполнения и дисперсности наполнителя на биостойкость эпоксидных композиций.

Проведены экспериментальные исследования ползучести полимерных композиций под действием различных агрессивных сред и сжимающих нагрузок. Показано, что агрессивные среды и уровень прилагаемых "напряжений оказывают существенное влиянке на ползучесть КСИ. Для учета неоднородности распределения свойств материала по высоте поперечного сечения под действием агрессивных сред на микротвердомере ПМТ-3 изучено изменение скорости деформаций полимерного композита в микрообьеме от вида агрессивной среды, действующих напряжений, сроков эксплуатации и координаты поперечного сечения. _

Для описания кривых ползучести использовалось уравнение Мак ьетти-Гарофало-Девиса: ^ £(0-го+£1- [1*ехр(-1/Т1)]+£2-Ь+ез-ехр((^р)Лз).

где е0 - мгновенная деформация; -■ общая деформация первой стадии; £2 - скорость установившейся ползучести; ез - общая деформация третьей стадии; Хз - время, характеризующее длительносп соответственно первой и третьей стадий; 1р - время до разрушения; Ь - текущее время.

В пятой главе приведены результаты экспериментального исследования изменения свойств полиэфирных композитов по сечению образцов, эксплуатирующихся в условиях действия различных агрессивных сред и сжимающих напряжений, проведенные тремя различными методами (методом микротвердости, склерометрическим методом и методом конусообразного индентора). Выделены преимущества и недостатки изучаемых методов, определены области их применения.

Измерения микротвердости по сечешю образца выполнялись, в отличие от других работ, на микротвердомере ШТ-3 по методу невосстановленного отпечатка. Данный метод позв шет измерять микротвердость в процессе нагрухешш, при выдержи под нагрузкой и после ее снятия, оценивать упругие свойства материала по относительному восстановление.глубины отпечатка, испытывать материал" с плохой отраулящэк способностью поверхности. Второй применяемый мечо;;, склерометрический, дает возмакность производить быстрое И непрерывное измерение микротвердости по высоте поперечного сечения. С помоги третьего метода, акспреес-метода определения физико-механических свойств полимерных материалов путем внедрения конусообразного индентора, определялось изменение твердости, деформационного, условно-мгновенного, равновесного и высокозластичного модулей упругости по селению образц .

Анализ из?.'--нения твердости и микротвердости по сечению образцов при выдержке в агрессивных средах показал, что наибольшее изменение характеристик происходит на поверхности образца, в зоне непосредственного контакта среды с полимерным композитом. Вид агрессивной среды и структура материала оказывают существенное влияние на характер изменения твердости и микротвердости по сечению образцов. Экспериментально определены основные параметры деградации.

Получены зависимости, адекватно описывающие изменение упру-<го-прочно"тных характеристик материала о Еысоте поперечного се-

ченпя:

Ht/Ho - 1-сеехр(0- (y/h))

Ht/Ho - A+B/(l+C-exp(D-(y/h-E))).

Интенсивность воздействия агрессивных сред на материал конструкции зависит от уровня нагрузки. Изучено изменение свойсть полиэфирных кошозиций по высоте поперечного сечения образцов, ра~ ботахуцих в условиях действия различных агрессивных сред и скиг.аа-щих напряжений. На первоначальных этапах работы образцов иод действием неболъпой сжимающей нагрузки наблюдается ст^енг.о скорости проникновения агрессивной среды в объем полимера за счет уплотнения структуры материала. В дальнейшем, при действии этой же сжимающей нагрузки в теле (материала происходит накопление микроповреждений и начинается заметное сшиение микротвердости и модуля упругости по всему сечению образца. Отмечено, что при действии больших нагрузок (более 40-Е0% от разрупачщей) деградация полимерного материала происходит за счет механического разрушения, а при малых - определяется влиянием агрессивных сред.

Приведены nproiepu использования метола деградационмяс функций и метода статистического моделирования к гзсчэту несущей способности и долговечности полимерных конструюуп!..

общ'.е выводы.

1. Разработан метод прогнозирования долговечности полимерных композиционных материалов, подвергающихся действ ira агрессивных сред и сжмаащих налрякешш, основанный на применении деградаци-онных функций и учитывающий статистическую изменчивость расчеткых параметров.

2. Разработана модель полимерного материага, учкткг.^г.ля влияние соотношений ynpynix и вязких компонентов материала, объемное содержание наполнителя и деградацию КСН под действием агрессивных сред на изменение свойств композита.

3. Получены Полиномиальные модели изменения пределов прочности на сжатие и растяжение при изгибе, твердости и модуля упругости полиэфирных композиций от структурных параметров (вида наполнителя; их соотношения и объемного содержания в полимербето-не; количества отверждающей системы) и времени экспонировал ия.

- и -

4. Экспериментально изучено изменение влияния степени наполнения и дисперсности маршалита на химическое сопротивление и долговечность эпоксидных полныербетонов. Построены модели, описывающие деградащю эпоксидных композиций в условиях действия различных агрессивных сред с учетом структурных параметров.

б. Проведены экспериментальные исследования процесса деформации полимерных композиций при действии жидких агрессивных сред и сжимающих напряжений. Показано, что при напряжениях, превышающих уровень 0.5 от предела прочности в объеме полимера происходит накопление объема дефектов структуры, значительно увеличиваются сор^ционная проницаемость и деформация ползучести.

6. Тремя различными методами (методом кинетической иикрот-вердости, склерометрическим методом и методом конусообразного ин-дентора) изучено распределение свойств композита по высоте попе речного сечения образцов, работающих в условиях действия различных агрессивных сред и сжимающих напряжений. Установлено, что самым точным методом для количественной оцешш изменения свойств материала по поперечному сечению является цетод кинетической иик-ротвердооти. Склерометрический ыотод целесообразно применять для изучения деградации материалов с хорошей отражательной способность», у которых свойства под действием агрессивных сред сника-ются ио сравнение с контрольными не менее чем в 2-3 раза, ¡¿етод конусообразного шщентора удобно применять для комплексного изучения и оценю! упругих, пластических и высокоэластических свойств материала. >

7. Экспериментально научено ^вменение свойств композита по сечению образца. Получены зависимости, адекватно описывающие изменение унруго-прочностных характеристик материала по высоте поперечного сечения. Показано, что характер распределения и вид аиироксимирующей функции зависит от вида агрессивной среды. При действии на (юмпоаит воды шш серной кислоты иворони деградации имеют линейный или экспоненциальный вид; при действии водного раствора едкого натра изохроны деградации имеют ступенчатый вид с тремя ярко Еырщ.вшшми вонаыи деградации.'

8. В ходе исследования определены основные ■ параметры деградации полимерных композиций, эксплуатирующихся в условиях действия arpe :ивных сред,и их статистические характеристики. Установлено, что параметры деградации, так же как и прочностные характеристики композита,имеют нормальный закон распределения.

9. Разработана методика прогнозирования долговечности композиционных строительных материалов с учетом случайного характера факторов, входящих в состав деградационных функций.

Основные положения диссертанта изложены в следующих работах:

1. Определение модуля упругости и прочности с учетом структурных параметров / Нинеева Т.Д., Низин Р.Л., Уткина В.Н., Селяес

B.П. // Научно-техническая конференция. Структурообразование, технология и свойства композиционных строительных материалов и конструкций: Тез. докл./ Нордов, ун-т. Саранск, 1990. - С.16-18.

2. Низина Т.Д. Влияние дисперсности и, объемного содержания наполнителя на свойства эпоксидного полимербетона // XXI Огаревс-шге чтения: Тез. науч. конф. / Нордов, ун-т. Саранск, 1993.

C.90-91.

3. Низина Т.Д., Прососов С.А. Экспериментальное определение изохрон деградации // XXII Огоревские чтения:' Тез.науч.конф. / Нордов, ун-т. Саранск, 1993. С.90-91.

4. Утгана В.Н., Низина Т.Д. Зависимость биологического сопротивления композитов от структурных параметров // XXII Огареве-кие чтения: Тез.науч.конф. / Нордов, ун-т. Саранск. 1993. С.172-173.

Низина Татьяна Анатольевна Количественные методы оценки долговечности полимерных композиций в жидких агрессивных средах. Автореферат Ответственный за выпуск доцент В.Л.Хомяков Корректор 0. Л.Паншкг -

тпнсапо в печать 21.10.34. Бум. оберт. Усл. — печ. л. 1,0.

Тираж 100 экз. Заказ 2ЪЦ.

1атовскнй государственный технический университет 016 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 апринт СГТУ, 410016 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Формат C0XG4 1-16 Уч. — нзд. л. 1,0. Бесплатно