автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Компьютерное моделирование и анализ структуры композиционных материалов

На правах рукописи

РГВ од

2 8 НОЯ 7П0!

Фролкин Олег Анатольевич -

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

.диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2000

Работа выполнена в Мордовской государственном университете имени Н.П.Огарева.

Научные руководители:

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Селяев В.П.

кандидат технических

наук, допент Куприяшкина Л.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Данилов A.M.

кандидат технических наук, доцент ОшкинаЛ.М.

Ведущее предприятие: АО «Мордовпромстрой», г.Саранск

Защита состоится «» и/с/г и_ 2000 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д064.73.01 в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии по адресу: г. Пенза, ул. Г.Титова, 28, ПГАСА, 1 корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенской государственной архитектурно-строительной академии.

Автореферат разослан ____2000 г.

Отзывы на автореферат диссертации ъ 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 440028, г. Пенза, ул. Г.Титова, 28. Пензенская государственная архитектурно-строительная академия, диссертационный совет Д064.73.01.

Ученый секретарь диссертационного совета Д064.73.01, к.т.н., доцент

В.А.Худяков

H3Y2 .35-1 ,0

Общая характеристика работы Актуальность. Создание новых строительных материалов с улучшенными свойствами является основной задачей строительного материаловедения. Для ее решения необходимо уметь управлять процессом структурообразования. Экспериментальный подход к решению этой проблемы не всег да эффективен, потому что связан с большими затратами материалов, трудоемок и не всегда нагляден. Применяемые методы планирования, позволяют производить экспериментальную работу более целенаправленно, но ле решают многих проблем в исследовании, вероятностно-регрессивная форма результатов не всегда описывает физическую сущность явлений. При аналитических методах исследования композитных строительных материалов возникают существенные затруднения, связанные с математическим описанием структуры, имеющей стохастический характер.

Таким образом учитывая многообразие существующих композиционных материалов (КМ) и условий их эксплуатации, а также длительность проведения натуральных экспериментов, возникла необходимость создания метода компьютерного синтеза, позволяющего быстро и качественно моделировать поведение строительных материалов различных составов, оценивать их деградацию под действием эксплуатационных сред, обладать повышенной точностью и наглядностью.

В настоящие время в связи с развитием компьютерных технологий и периферийных устройств, появилась возможность широкого применения численных методов в моделировании и анализе структуры КМ. Поэтому проблема применения компьютерных методов для моделирования и прогнозирования свойств является актуальной.

Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка методов компьютерного моделирования, анализа структуры и свойств КМ позволяющих проводить их оптимизацию, прогнозирование изменения плотности, прочности, деформативности, химической стойкости в зависимости от вида и соотношения компонентов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать на основе методов компьютерного анализа и Монте-Карло автоматизированный способ подбора составов многокомпонентных КМ максимальной плотности;

2. На основе имитационного моделирования и метода конечных элементов разработать модели для прогнозирования стойкости КСМ к действию нагрузок и агрессивных сред;

3. Экспериментально, используя полиномиальные модели, изучить зависимость структурных параметров и свойств иемен гных композитов от вида и количества добавок, технологии изготовления. Провести оценку свойств КСМ с применением разработанных моделей;

4. Разработать методику оценки изменения структуры КСМ на основе метода прямого сканирования и вейвлет анализа;

5. Разработать автоматизированный метод оценки фрактальной размерности структуры КСМ.

Научная новизна. В результате решения поставленных задач были получены новые результаты:

1. Разработан метод компьютерного моделирования для определения максимальной плотности строительных композиционных материалов, состоящих из наполнителей различных фракций;

2. Методом прямого сканирования получены значения дифференциальной пористости, гранулометрического состава КМ;

3. Получены автоматизированным способом, при помощи моделирования напряженно-деформированного состояния структуры КМ, прочностные характеристики;

4. Определена путем прямого сканирования фрактальная размерность поровой структуры КМ.

Практическое значение работы. Полученные результаты дают возможность более целенаправленно проводить исследования в области структурообразования, что существенно сокращает материальные затраты и снижает трудоемкость исследований. А также проводить автоматизированным способом контроль качества материалов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на научно-технических региональных, федеральных конференциях. МГУ им Н.П. Огарева (г.Саранск 1995-1997), Пензенской ГАСА (г.Пенза 1998), Воронежской ГАСА (г. Воронеж 1999).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения. 4 глав, общих

выводов, списка литературы, 4 приложений. Содержит _ страниц

машинописного текста, включая_рисунков и_таблиц.

Краткое содержание работы

В введении обоснована актуальность темы, изложена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе дана общая характеристика структуры композиционных строительных материалов (КСМ). Из многочисленных классификаций структур КСМ наиболее обшей представляется классификация, выделяющая три основных типа структуры, микроструктура, мезоструктура, макроструктура.

Каждая из перечисленных структур характерна своими особенностями, связанными с условиями их образования. Так, микроструктура цементного камня может быть в первом приближении охарактеризована такими структурными составляющими, как кристаллический сросток, тоберморитовый гель, не до конца гидратированные зерна цемента и поровое пространство.

Для мезоструктуры цементно-песчаного раствора кроме перечисленных факторов, определяющих микроструктуру цементного камня, важными управляемыми факторами являются состав раствора, гранулометрический и минералогический состав песка, форма его зерен, характер поверхности частиц и их загрязненность.

Макроструктура бетона имеет много общего с мезоструктурой, так как в этом случае в качестве матрицы может быть рассмотрен цементнопесчаный раствор, в котором распределен крупный заполнитель. Для конгломератных

мезо- и макроструктур кроме свойств матрицы и самого заполнителя (мелкого или крупного) большое значение имеет и распределение заполнителя.

Одной из важнейших характеристик структуры бетона являются параметры его порового пространства. Известно, что даже незначительное но объему количество пустот в материалах приводит к резкому изменению их свойств.

Структ>ра порового пространства цементного камня и в некоторых случаях бетона достаточно часто являлась предметом исследований. В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал о структуре порового пространства цементных материалов. Однако при практическом его использовании часто возникают методические трудности, связанные с тем. что в зависимости от принятого метода определения параметров поровой структуры выявляется только определенная часть объема пор и капилляров, имеющихся в материале. В работе описаны методы определения пористости и классификация пор. Приведены особенности структурообразования цементного камня с различными наполнителями. Рассмотрены методы моделирования структуры композиционных материалов.

Во второй главе описаны материалы и методы исследований используемые в работе. В качестве вяжущего в эксперименте использовали портландцемент без минеральных добавок марки "500" (ГОСТЮ. 178-85) 1 Алексеевского цементного завода ПО "Мордовцемент" (поселок Комсомольский республики Мордовии). Анализом установлен следующий минералогический состав применяемого портландцемента в %, по смеси: C3S -63, C2S-15.5, С3А - 6.5, C4AF - 14.7, CaS04 х2Н20 - 2.0, CaS04 х0.5Н20 - 0.8.

Химический состав Алексеевского портландцемента характеризуется содержанием следующих оксидов в % по массе: Н20 - 0.44, Si02 - 23.8, СаО -63.5, MgO - 1.33. Fe205 - 4.21, А1203 - 3.81,SOj - 1.32. Основные физико-механические характеристики используемого портландцемента, определенные по ГОСТу 310.1-76. ГОСТ 310.4-76 равны: плотность (г/см3) - 3.10. насыпная плотность(г/см3) - 1.09, тонкость помола (%) - 6.4. нормальная густота (%) -

24.50. сроки схватывания (ч-мин): начало - 3-15: конец - 5-15. предел прочности в возрасте 28 суток (М11а): при сжатии - 50.5;прн изгибе - 7.26.

В качестве наполнителей для цемента в эксперименте использовали отработанную формовочную смесь, дштомш, опоки, термолит, цементную пыль, кварцевый песок, природные цеолиты.

Природные цеолиты формируются в результате различных геологических процессов и в различных, физико-химических условиях. Особенности состава структуры цеолитосодержаших пород, их хорошая размалываемое! ь и свойства, позволили ряду нсследова!елей успешно применять их в строительном материаловедении.

Стандартные испытания цементов проводились в.соответствии с ГОСТ 310-76, включая в себя определение точности и тонкости помола цемента, нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста, предела прочности при изгибе и сжатии.

Определение тонкости помола цемента (ГОСТ 310.2-76) производили ситовым анализом. Нормальную густоту и сроки схватывания цементного теста (ГОСТ 310.3-76) определяли на приборе Вика. Удельную поверхность - в соответствии с ГОСТ 310.2-76.

Универсальным методом определения параметров поровой структуры цементного камня, раствора и бетона является метод, основанный на анализе кинетики поглощения капилярно-гшристыми материалами смачивающей их жидкости, разработанный И.П. Шейкины.м. 'л од метод позволяет определить как интегральные (кажущуюся пористость) так и дифференциальные (показатель среднего размера пор и однородности размеров пор) параметры поровой структуры материалов. '

Кажущаяся пористость (интегральный объем открытых пор, доступный водопоглощеншо) оценивается значением объемного водопоглощения V/ 0,

Равновесное поглощение \Ур, изменяющееся в пределах 0<=\¥р<=\Ув является интегральной оценкой количества в материале макропор(г>0.1 мкм) и микропор (г<0.1мкм). При XV р =0 вся пористость представлена макропорами, а при \Мр=\Ув вся пористость состоит из микропор.

Показатели среднего размера пор и однородности пор по размерам рассчитывали с помощью номограмм и по анаштическим формулам.

Физико-механические свойства цементных композитов определяли методом конуса.

Также в работе был использован новый метод прямого сканирования. При помощи сканера HP ScanJet 5р сканировались сечения образцов, с получением растровых изображений и сохранялись в графических файлах типа *.bmp на жестком диске. После чего данные файлы обрабатывались с применением специально разработанных программ.

В третьей главе рассмотрены теоретические основы методов компьютерного моделирования и анализа структуры КСМ.

Для моделирования структуры КСМ с максимальной плотностью рассмотрено несколько подходов. Предполагается, что имеется смесь га наполнителя в виде шаров, которой необходимо заполнить условный объем. При этом соотношение фракций и количество может меняться. Требовалось определить какое количество каждой фракции необходимо уложить в условный объем для того чтобы получить смесь максимальной плотности. Рассматривалось два способа упаковки.

В первом случае условный объем заполнялся падающими шарами,при этом предусматривалось, что шар мог перемещаться до принятия устойчивого положения.

Во втором случае структура образовывалась путем заполнения некоторого объема шарами разной фракции начиная с крупной и заканчивая мелкой. При этом координаты центра тяжести каждого шара определялись с помощью датчика случайных чисел, а расстояния между ними принималось больше 0.

Была составлена программа для решения поставленной задачи. Анализ полученных результатов показал, что второй способ моделирования более эффективен и дает возможность получить композиты с максимальной плотностью заполнения.

Для моделирования структуры КМ, прогнозирования и определения его свойств необходимо разработать метод компьютерного моделирования структуры с реальными параметрами КМ. В качестве основных параметров структуры композиционных материалов необходимы для оценки прочностных свойств приняты, пористость, гранулометрический состав наполнителя и упруго-деформационные свойства заполнителя и матрицы.

Нами предложен метод анализа норовой арукпры материала основанный на использовании компьютерной техники и периферийных устройств, что резко сокращает трудоемкость и повышает точность исследований в данной области.

Существует несколько методов определения пористости строительных материалов, метод ртутной порометрии. капиллярного поглощения, оптический метод. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Оптическим методом возможно получить наглядную картину структуры, определить количественные и размерные показатели пор. Однако данный метод очень трудоемкий и возникают сложности подсчета размера пор т.к. на срезе они имеют неправильную форму. Предложенный нами метод определения дифференциальной пористости с использование компьютерной техники и периферийных устройств, позволяет сократить трудоемкость в данной области исследования.

Методом прямого сканирования получаем растровое изображение структуры материала в пикселях (наборе точек). При этом каждый пиксель имеет свой цвет и яркость. Поэтому для проведения компьютерного анализа структуры КМ следует решить задачу распознавания структурных элементов. Для этого каждому пикселю, относящемуся к какой то группе структурных элементов, присваивается цвет, характеризующий данный элемент. Затем с помощью вейвлет метода анализируется изображение и определяются вероятные границы структурных элементов.

Метод прямого сканирования можно применить для определения гранулометрического состава заполнителя, содержащегося в материале. Для этого следует иметь исходные данные о составляющих КСМ, т.к. предстоит

отнести каждую выделенную область на срезе к определенной группе, которая отождествляется заданным цветом.

Следует нметь ввиду, что данные, полученные с помощью профаммного обеспечения, взяты с плоского сечения. Поэтому при анашзе структуры реатыюго материала, необходимо на образце делать несколько сечений и брать среднеарифметические результаты. Для проверки метода была создана модель, где в качестве вяжушего принят пластилин, а заполнителем являлись парафиновые шарики разного диаметра. Количественные характеристики модели были известны. Делалось несколько сечений и обрабашвашсь программным обеспечением. Полученные данные подтверждают сходимость количественных и размерных показателей.

Решив задачу определения количественных и размерных показателей элементов структуры, можно решить задачу определения свойств КМ. Прочностные свойства определялись путем моделирования структуры КМ с использованием метода конечных элементов. Моделирование производилось в следующей последовательности.

1. Методом прямого сканирования получили растровое изображение структуры материала;

2. Используя модель распознавания структурных элементов определяли виды и расположения элементов в структуре;

3. Каждому структурному элементу присваивался , свой цвет, соответствующей, определенным значениям упруго прочностных характеристик;

4. В автоматическом режиме на преобразованное растровое изображение накладывалась сетка конечных элементов;

5. Методом конечных элементов производился расчет напряженно-деформированного состояния. Численное описание моделей деформированного состояния, осуществлялось с использованием матрицы напряжений [О] и относительных деформаций. Причем между деформациями элементов и перемещения узлов предполагалась наличие связи, выраженное условием е=[В]*з, где е - деформации в некоторой точке элемента, [В] - матрица связи

между составляющими деформаций и перемещений в узлах элементов, 5-вектор перемещения узла. Связь между составляющими деформаций и составляющими напряжения матрицей Э:

Задавалась нагрузка и определялись разрушающие усилия.

Разработанный метод прямого сканирования применялся для анализа подобия структур различных композиционных материалов. Подобие структуры композиционных материалов оцениваюсь методом фрактального анализа. Критерием подобия являлась фрактальная размерность поровой структуры. Полученные методом прямого сканирования, растровые преобразованные изображения сечения структуры КМ, разбивались на квадратные участки разной величины. С помощью компьютера, подсчитывав ячейки сетки занятые порами. Фрактальная размерность выражена отношение суммы логарифмов общей площади порового пространства к сумме логарифмов элементарной ячейки.

Разработана программа, с помощью которой методом прямого сканирования производится анализ процессов деградации, дается оценка поведения материалов под действием агрессивных сред. Так как под действием агрессивных сред наполнитель или матрица меняют цвет, то при помощи сканированного изображения можно проанализировать процесс деградации по изменению составляющих спектров цветовой палитры.

В четвертой главе приводятся данные экспериментальных исследований физико-механических характеристик наполненных цементных композиций. В качестве наполнителей использовались диатомит, термолит, цементная пыль, опока, ОФС и цеолит. Установлено, что применяя в качестве наполнителей цеолиты клиноптилолитовой структуры, можно существенно улучшить прочность, химическое сопротивление цементных композитов. С целью оптимизации составов цементных композиций, наполненных клиноптилолитом, были проведены исследования изменения химического сопротивления и упруго-прочностных свойств цементных композитов с различным содержанием клиноптилолита и разной крупностью (от 0,14 до 0,315 мм). С целью определения оптимальной степени наполнения и дисперсности цеолитов был

поставлен двух факторный план эксперимента. Варьирование переменных X1 -степень наполнения, Х2-дисперстность, проводилось на трех уровнях. В результате анализа экспериментальных данных получены полиномиальные модели, позволяющие исследовать зависимости прочности, химического сопротивления и пористости от степени наполнения и дисперсности цеолитов.

Экспериментально установлено, что цеолитосодержащие цементные композиты имеют начальный предел прочности при сжатии на 40% выше чем у ненаполненых цементных композитов.

Повышение физико-механических свойств цементных композитов, наполненных цеолитами, связано с наличием в цеолитовой фазе активных кремнезема и глинозема.

В работе при помощи компьютерного моделирования проведено определение плотности упаковки от количества и отношения размеров смежных фракций наполнителя. Для решения задачи о зависимости плотности композита от количества фракций и соотношения между ними, был составлен план эксперимента в виде двухфакторной матрицы. Варьирующими факторами являлись: XI- количество фракций и Х2- соотношение размеров между фракциями. Варьирующие факторы изменялись в пределах от 2 до 6 -количество фракций и от 2 до 4 отношение последующей фракции к предыдущей.

После реализации плана эксперимента с использованием разработанного метода, получено уравнение, которое описывает зависимость плотности упаковки от изменения переменных XI и Х2. Анапа уравнения показал, что максимальная плотность наполнения композита достигается, если количество фракций в композите равно 6, а отношение размеров 2. Полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными, приведенными в работах В.И. Соломатова.

Методом прямого сканирования проведен анализ поровой структуры цементных наполненных композиций, составы которых отличались по количеству степени наполнения цеолитом. Сравнивая характеристики поровой

структуры методом прямого сканирования и методом Шейкина видна хорошая сходимость (рис. 1).

о о

о

О. О с

45 40 35 30 25 20

( <2

10

20 30

степень наполнения, %

■Метод Шейкина

■Метод прямого сканирования

Рис. 1

Изменение пористости при различной степени наполнения цеолитом -

Используя разработанную модель определения прочностных свойств были вычислены значения прочности для КМ, наполненных цеолитами. Для этого сечение образца сканировали, определяли основные структурные элементы и их свойства и затем методом конечных элементов находили разрушающую нагрузку. Сравнение значения прочности, полученных экспериментально и численным методом, показало хорошую сходимость результатов.

Компьютерным методом сделана оценка подобия поровой структуры различных материалов. Для этого определяли значения фрактальной размерности, проводя фрактальный анализ поровой структуры, получены зависимости фрактальной размерности поровой структуры для образцов с различной степенью наполнения.

Установлено, что фрактальная размерность (Г)) норовой структуры уменьшается с увеличением количества наполнителя (рис 2).

О450 ■ «400

7 ' |

£350 • *300 250 -200 -150 ! 100

50

0 <~

Т

СИ2.28

[>2.25

V -------- - - 1

; - ^ Ш Ш '

3) размер (пике)

—•—оЫ1 ■ « оЫ2 - *-оЫЗ -Я-оЫ4 Ж среднее

б) размер (пике)

—оЬ21 я оЬ22 оЬ23

оЬ24 —Ж— среднее

сэ <0

Ю (О с^

в)

-оЬ31 -оЬ34

размер (пике.)

-»-оЬ32 -*-оЬЗЗ Ж среднее

рис. 2

Распределение количества пор по размерам а) без наполнителя, б) 10% наполнителя, в) 20% наполнителя, г) 30% наполнителя

Определяя фрактальную размерность на разных масштабных уровнях структуры КМ, показано, что ее значения не меняются. Следовательно, можно предположить наличие масштабной инвариантности для структуры цементных композитов.

Компьютерный метод анализа был применен для оценки процессов деградации. В процессе эксплуатации декоративных покрытий из КМ наблюдается выгорание окрашивающего наполнителя на солнце, или вымывание компонентов под действием атмосферных осадок.

Исследования проводились на образцах цементных композитов, окрашенных в зеленый цвет. Образцы подвергались действию атмосферной среды в неравной степени. С помощью специальной программы отсканированное изображение разделили на составляющие спектры цвета и проанализирован! деградацию каждого нветообразующего компонента. Анализ показал, что под действием ультрафиолетового излучения составляющие (С.М.У.К.) компоненты цвета изменяются в неравной степени. Установлено, что из четырех компонентов наиболее интенсивно деградируется, компонент голубого цвета С. Следовательно для повышения атмосфероустойчивости декоративного композита, необходимо заменить или усилить составляющий элемент с этим компонентом.

Компьютерный метод прямого сканирования был применен для анализа деградации цементного камня наполненного цеолитом. Экспериментальное исследование материата проводилось на образцах цементного камня с 20% наполнением цеолитом. После выдержки в течении 70 суток в водном 5% растворе серной кислоты образцы разрезались и делали сканирование среза. На растровом изображении видно три области. Область не подвергавшаяся агрессивному воздействию, область позитивной коррозии, область взаимодействия с агрессивной средой. Таким образом можно определить программным путем глубину проникновения агрессивной среды, влияние на пористость в каждой области, прогнозировать прочностные характеристики, фрактальную размерность.

Общие выводы

1. Разработаны принципы компьютерного моделирования структуры и свойств композиционных материалов, основанные на применение методов прямого сканирования и вейвлет анализа, метода конечных элементов, метода фрактального анализа, которые позволяют проводить оптимизацию и прогнозирование изменения плотности, прочности, деформатнвности, в зависимости от вида и соотношения компонентов образующих композит.

2. Разработана программа компьютерною моделирования с использованием метода Монте-Карло для автоматизированного подбора составов многокомпонентных композиционных материалов максимальной плотности. Установлено, что наибольшее значения средней плотности имеют композиты содержащие 6 фракций наполнителя, размеры которых отличаются друг от друга 2 раза, что хорошо согласуется с экспериментальными данными.

3. Методом конечных элементов и прямого сканирования разработаны модели для прогнозирования сопротивления КСМ действию нагрузок и агрессивных сред.

4. Экспериментально получены полиномиальные модели, установлена зависимость структурных параметров и свойств цементных КСМ

от вида, количества добавок, технологии изготовления. Установлено, что наиболее эффективным наполнителем для цементных композиций является клиноптилолит, при оптимальном содержании которого (20%) прочность цементных композитов повышается.

5. Показана возможность применения компьютерного моделирования для оценки поровой структуры, плотности, прочности, масштабной инвариантности композитов. Применение разработанных моделей позволяет в несколько раз сократить объем экспериментальных исследований.

6. Разработана методика оценки изменения структуры КСМ при прямом сканировании на основе вейвлет-анализа, который позволяет оценить степень деградации, пористость, гранулометрический состав.

7. Разработана методика автоматизации оценки фрактальной размерности структуры КСМ. Проведен фрактальный анализ поровой структуры.

Введение.

1. Структура и свойства цементных композиционных строительных материалов.

1.1 Структура и свойства композиционных строительных материалов

1.2 Наполненные цементные композиции.

1.3 Методы моделирования структуры композиционных материалов.

1.4 Моделирование сопротивления ' композиционных строительных материалов действию нагрузок методом конечных элементов.

1.5 Цель и задачи исследований.

2. Материалы и методы исследований.

2.1. Материалы, используемые в работе.

2.2. Методы исследований.

2.3. Метод прямого сканирования.

2.4. Планирование эксперимента и статистические методы анализа экспериментальных данных.

3. Теоретические основы компьютерного анализа и моделирования, структуры и свойств композиционных материалов.

3.1.Теория компьютерного анализа структуры композиционных строительных материалов методом прямого сканирования.

3.2. Определение дифференциальной пористости, фрактальной размерности, гранулометрического состава композиционных строительных материалов методом прямого сканирования.

3.3 Моделирование структуры материала на основе принципа наиболее плотной упаковки.

3.4. Моделирование свойств композиционных строительных материалов методом конечных элементов.

3.5. Выводы.

4. Исследование физико-механических характеристик цементных композитов.

4.1 Экспериментальное исследование наполненных цементных композитов.

4.2 Зависимость плотности упаковки от количества и отношения размеров смежных фракций наполнителя.

4.3 Анализ поровой структуры цементных наполненных композиций.

4.4 Фрактальный анализ поровой структуры композиционных материалов.!.

4.5 Моделирование свойств композиционных строительных материалов методом конечных элементов.

4.6 Компьютерный анализ процессов деградации композиционных материалов.j.

4.7 Выводы.

Создание новых строительных материалов с улучшенными эксплуатационными показателями является основной задачей в области строительного материаловедения.

Несмотря на все возрастающие темпы использования в строительстве I бетонов, некоторые проблемы их структурообразования и долговечности в условиях напряженно деформированного состояния, химических и агрессивных сред остаются малоизученными. В этой связи изучение закономерностей структурообразования и физико-технических свойств строительных композитов является весьма актуальной проблемой. У

Непрерывно возрастающие требования к физико-техническим свойствам строительных материалов вызывают необходимость в создании их новых образцов с комплексом улучшенных показателей.

Над развитием теории расчета, конструирования, технологии I изготовления, оптимизацией составов и изучением свойств композиционных материалов (КМ) работают ученые и' специалисты в различных областях материаловедения. Независимо от области исследования авторы относят к композиционным любой материал с гетерогенной (состоящей из двух или более фаз) структурой. При этом в КМ выделяются матрица как непрерывная среда, а также включения произвольной формы и поверхности раздела. К КМ относятся и однородные материалы с пустотами, причем последние считаются включениями, имеющими модуль упругости, равный нулю.

Композиционные материалы класрифицируют по различным признакам: материалу (по виду и свойствам связующих, заполнителей и армирующих); технологии (по способу переработки в изделия и отверждения); структуре (волокнистые, слоистые, дисперсно-упрочненные). Разделение компонентов КМ на матрицу и заполнители производится по геометрическому признаку: непрерывный по всему объему КМ компонент называется матричным, а I прерывистый, разъединенный в объеме КМ — армирующим. Матрица обеспечивает монолитность композита, фиксирует форму изделия, способствует организации совместной работы с заполнителем. Она выполняет также роль защитного покрытия, предохраняющего заполнители от механических повреждений и старения.

В качестве заполняющих компонентов в КМ применяют наполнители и заполнители в виде гранул правильной и неправильной формы, волокнистые и стержневые армирующие материалы, пространственные элементы. Количественным критерием разделение на заполнители и наполнители может служить удельная поверхность зерен. Наполнители представляют собой дисперсные порошки минералов, горных пород и искусственных материалов. Заполнители — крупные гранулы тех же горных пород в виде щебня и гравия, а также специально изготавливаемые, различной плотности.

Для наполнителей определяющими являются поверхностные характеристики, прочность же самих частиц и их гравитационное взаимодействие малозначимы. Для заполнителей, напротив, главные качества — прочность и плотность упаковки, ,а поверхностные факторы играют второстепенную роль. Промежуточное положение между наполнителями и заполнителями занимают мелкие пески, для которых равнозначно проявление как поверхностных, так и объемных свойств.

При изучении природы структурообразования КМ видна сложность и трудоемкость исследований в данной' области. Таким образом, появляется необходимость создания новых автоматизированных, точных и нетрудоемких методов исследования структуры КМ. В связи с развитием и внедрением компьютерной техники, периферийных устройств, появилась возможность для применения компьютерных технологий в исследованиях материаловедения. Одним из таких методов является сканирование. Полученные растровые изображения структуры КМ при сканировании, можно анализировать ЭВМ, если разработать специальное программное обеспечение. При помощи ЭВМ можно моделировать структуру КМ на полученных, при сканировании данных. Следует также иметь в виду, синтезируя структуру КМ, общие закономерности структурообразования.

Обобщение закономерностей структурообразования композиционных строительных материалов (КСМ) различных видов на феноменологическом уровне рассматривалось многими учеными. Дальнейшее развитие эта теория получила в работах академика РААСН В.И. Соломатова, где композиционные материалы представляются полиструктурными, т. е. составленными из многих структур, прорастающих одна в другую по принципу "структура в структуре", или "композит в композите". I

Большое значение при создании КМ с заданными свойствами имеют наполнители. Введение наполнителей позволяет на одной и той же связующей основе изготавливать материалы с различными свойствами. Благодаря наполнителям, достигается требуемая прочность, деформативность, стойкость к. агрессивным воздействиям, предотвращается образование усадочных трещин. Зависимость прочности от степени наполнения имеет экстремальный характер. При этом она может принимать различные формы, на что влияют прилагаемое напряжение и размер частиц наполнителя.

В настоящее время, несмотря на широкое использование метода математического планирования эксперимента при модификации материала, требуется выполнение большого объема'экспериментальных исследований.

На современном этапе сокращение объема экспериментальных работ возможно на основе использования, метода численного моделирования процессов разрушения при воздействии на материал.

Поведение композиционных материалов при воздействии внешней нагрузки во многом определяется напряженно-деформированным состоянием (НДС) в его структурных элементах. Так как компоненты КСМ имеют различные упруго-прочностные свойства, нагрузка, приложенная к композиту, распределяется по объему неравномерно. В структуре материала при значительной неоднородности возникают области с концентрацией напряжений, и в них зарождаются микротрещины. Изучив влияние структурообразующих факторов на можно установить, при каких характеристиках компонентов концентрация напряжений в структуре будет минимальной. Используя эти данные при проектировании состава композитов, можно полнее использовать работу всех его компонентов и улучшить эксплуатационные свойства.

С целью выяснения влияния структурных факторов на напряженно-деформированное состояние КСМ при действии внешней нагрузки целесообразно использовать методы конечных элементов. В них рассматриваются плоские и объемные расчетные модели. Бетоны обычно моделируются плоской расчетной моделью. При проведении расчетов модель разбивается на определенное число элементов конечных размеров чаще всего треугольной или четырехугольной формы. В пределах этих элементов сначала определяют деформации, а затем и напряжения, которые представляются в виде коэффициентов концентрации напряжений, выражающих отношение максимальных напряжений к интенсивности внешней сжимающей условной нагрузки, определяемой как отношение суммарной внешней узловой силы к длине модели.

Анализ литературных данных подтверждает актуальность названных проблем. Основные методы, существующие для решения этих проблем, приведены при анализе литературных источников.

Цель работы заключается в разработке методов компьютерного моделирования и анализа структуры, свойств композиционных материалов, позволяющих проводить- их оптимизацию, прогнозировать изменения плотности, прочности, деформативности, химической стойкости в зависимости от вида и соотношений компонентов.

Достижение поставленной цели возможно при решении следующих задач:

1. Разработать на основе компьютерного анализа с использованием метода Монте-Карло автоматизированные способы подбора составов многокомпонентных композиционных материалов максимальной прочности.

2. На основе имитационного моделирования с использованием метода конечных элементов разработать модели для прогнозирования сопротивления КСМ действию нагрузок и агрессивных сред.

3. Экспериментально, используя полиномиальные модели, изучить зависимость структурных параметров и свойств цементных КСМ от вида, количества добавок, технологии изготовления: Провести оценку свойств КСМ с применением разработанных моделей.

4. Разработать методику оценки изменения структуры КСМ на основе вейвлет - анализа.

5. Разработать методику автоматизированной оценки фрактальной I размерности структуры КСМ.

Необходимо отметить научную новизну темы данной диссертации. В процессе работы над ней были разработаны новые методы компьютерного анализа структуры и свойств композиционных материалов. Показана эффективность применения вейвлет-анализа для оценки деградации композитов различного назначения под действием агрессивных сред. Разработаны на основе метода конечных элементов (МКЭ) модели композиционных материалов, позволяющие прогнозировать изменение прочности КСМ в зависимости от степери наполнения и фракционного состава наполнителя. Даны рекомендации по фракционному подбору составов композитов. Показана возможность компьютерного моделирования и оценки качества структуры КМ методом прямого сканирования. Предложены методы, позволяющие использование фрактального анализа для изучения поровой структуры КМ. Разработаны методики компьютерного экспресс-анализа структурных характеристик КМ.

Практическая часть работы заключается в разработке: методов

- 9 моделирования, позволяющих подбирать составы КМ с заданными характеристиками по плотности, пористости и деформативности; экспресс-анализа изменения свойств материала под действием агрессивных сред.

Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях в г. Саранске/ 1995-2000 гг./, международной конференции «Актуальные проблемы в строительстве» в г. Саранске . /1995 г./, академических чтениях в г. Пенза /1998 г./, г. ВОРОНЕЖЕ /1999 г./.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованных источников из 152 наименований. Изложена на 193 страницах машинописного текста. Содержит 51 рисунок, 15 таблиц, 5 приложений.

- 145 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования по методам компьютерного моделирования структуры и свойств композиционных материалов, позволяющих проводить их оптимизацию, прогнозирование изменения плотности, прочности, деформативност и определение зависимости от вида и соотношения компонентов.

2. Разработана программа компьютерного анализа с использованием метода Монте-Карло для автоматизированного подбора составов многокомпонентных композиционных материалов максимальной прочности.

3. При помощи моделирования и метода конечных элементов разработаны модели для прогнозирования сопротивления КСМ действию нагрузок и агрессивных сред.

4. Используя полиномиальные модели, экспериментально установлена зависимость структурных параметров и свойств цементных КСМ от вида, количества добавок, технологии изготовления.

5. Проведена оценка свойств КСМ с применением разработанных моделей.

6. Разработана методика оценки изменения структуры КСМ при прямом сканировании на основе вейвлет - анализа.

7. Разработана методика оценки фрактальной размерности структуры

КСМ.

1. Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Савин В.И. и др. Состав, структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1976. 144 с.

2. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высшая школа, 1983. 560с. '

3. Рамачандран B.C., Фельдман Р.Ф.,1Бодуэн Д.Д. Наука о бетоне // Физико-химическое бетоноведение. Перевод с, английского к.х.н. Розенберг Т.И., Ратиновой Ю.Б. под ред. д.х.н. Ратинова В.Б. М.: Стройиздат, 1986. 280 с.

4. Ерофеев В.Т., Мищенко Н.И., Селяев В.П., Соломатов В.И. Каркасные строительные композиты. Саранск: Изд. Мордовского университета, 1995. С 41

5. Шейкин А.Е. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.

6. Ларионова З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона. М.: Стройиздат, 1971.

7. Куприяшкина Л.И. Долговечность наполненных цементных композиций. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // Специальность 052305 Саранск, 1994. 195 с.

8. Воробьев В.А., Голованова С.И. Методы радиационной гранулометрии и статистического моделирования. М.: Энергоатомиздат, 1984. 125 с.

9. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. М.: Энергоатомиздат, 1991. С. 3-4.

10. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. Главная ред. физико-математической литературы изд-ва "Наука", 1973. 230 с.

11. Голенко Д. И. Образование случайных величин с произвольным законом распределения. Вычислит, математика. № 5, 1959. С. 83-92.

12. Михайлов Г. А. О моделировании случайных величин для одного класса законов распределения. Теория вероятности и ее применение. 1965. С. 749-751.

13. Полляк Ю.Г. Вероятностное моделирование на ЭВМ. М.: "Сов. радио", 1971.

14. Hall R. Illumination and;color m computer generated imaginary. 1991. p. 56-67.

15. Аммерал Л. Машинная графика на языке С. В 4-х книгах. Сол. Систем, 1992. Л. Хейни. Построение изображений-методом слежения луча. М.: 1994.

16. Уилтон Р. Видеосистемы персональных компьютеров IBM PC и PS/2.

17. Павлидис У. Алгоритмы машинной графики и обработка изображений. Радио и связь, 1988. С. 23-34.

18. Лемарье П. Ж. Алгебра и анализ. № 2, 1991. С. 253-265.

19. Петухов А.П. Периодические дискретные всплески. Алгебра и анализ. № 3, 1996. С. 151-183

20. Новиков И.Я., Онделетты И. Мейера оптимальный базис в С0,1. Математические заметки, 1992. 52, N6. С. 935-938

21. Pereberin. From Photon Lab to Irradiance Function via Wavelet Transform /t

22. Graphicon'97 Proceedings, 1997, p. 38 44.

23. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: "Мир", 1975. С. 541

24. Морозов E.H., Никашов Т.П. Метод конечных элементов в механикеразрушений ■• М.: "Наука", главная ред. физико-матем. литер., 1980. С. 256.t

25. Секулович М. Метод конечных элементов // Пер. с сербского Зуева Ю.Н.; под ред. Барбакадзе В.Ш. М.: Стройиздат; 1993. С. 664.

26. Ерастов В.В., Черкасов В.Д. Применение ЭВМ в курсе строительной механики. Учебное пособие. Саранск: Издат. Морд. унив. 1997. 64 с.33.,. Ерастов В.В. Строительная механика: Учеб. пособие. Саранск: Изд. Мордов. ун-та, 14-23., С. 124

27. Зенкевич И. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. С. 541

28. Ржаницын А.Р. Строительная механика. М.: Высш. шк., 1982. 400 с.

29. Масленников A.M. Расчет строительных конструкций численнымиi ■методами. JL: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1487. 225 с.

30. Строительная механика: программы и решения задач на ЭВМ // Под ред. A.A. Чираса. М.: Стройиздат, 1990. 30 с.

31. Роботнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. Москва: "Наука" Главная редакция физико-математической литературы, 1979. С.741.

32. Селяев В.П. Основы теории расчета композиционных конструкций с учетом действия агрессивных сред. Автореф. дис. д.т.н. М., 1984. 36 с.

33. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Моделирование и оптимизация процессов структурообразования композиционных материалов. Киев: Об-во "Знание", 1985. 18 с.

34. Безухов Н.И., Лужин О.В. Приложение методов теории упругости и пластичности к реш-ю инженерных задач.1 М.: "Высшая школа", 1974. 200 с.

35. Болотин В. В. Статистические методы в строительной механике. М., Изд. литературы по строительству, 1965.

36. Вайнберг Д. В., Вайнберг Е. Д., Пластины, диски, балки, стенки. Киев: Стройиздат, 1959.

37. Вайнберг Д. В., Синявский А. Л. Расчет оболочек. Киев: Стройиздат, 1961.

38. Варвак П. М. Развитие и приложение метода сеток к расчету пластинок. Некоторые задачи прикладной теории упругости в конечных разностях, ч. 1 и 2. Киев: Изд. АН УССР, 1949, 1952.

39. Власов В. 3., Леонтьев Н. Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. М.: Физматгиз, 1960.

40. Галеркин Б. Г. Упругие тонкие плиты. М.: Госстройиздат, 1933.

41. Гельфонд А. О. Исчисление конечных разностей. М.: Гостехиздат, 1952.

42. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды. М.: Изд. МГУ, 1971.

43. Клаф Р. У. Метод конечного элемента в решении плоской задачи теории упругости. Сб. "Расчет строительных конструкций с применением электронных машин"". М.: Изд. литературы по строительству, 1967.

44. Коллатц Л. Численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: ИЛ, 1953.

45. Кузнецова Т.В., Эйтин Э.Б. и др. Активированные минеральные добавки и их применение / Цемент, 1981. С. 6-8.

46. Малинина Л.Н. Проблемы использования в бетонах цементов с активными добавками / Цемент, 1981. С. 3-5.

47. ГОСТ 25881-83. Бетоны химически стойкие. М.: Гос. комитет СССР по делам строительства, 1986. 8с.

48. ГОСТ 25246-82. Бетоны химически стойкие. М.: Гос. комитет СССР по делам строительства, 1983. 8с.

49. Семенова С.А. Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел. М.: Стройиздат, 1958.59.,- Цеолиты, их синтез, свойства и применение. Сборник. М.: Стройиздат 1983. 341с.

50. Цицишвилли Г.В., Андроникашвили Т.Г. Природные цеолиты. М.: Стройиздат, 1981. 364с.

51. Быков В.Н., Михайлов Н.В. сб. "Физико-химическая механика дисперсных структур". Изд. "Наука", 1966. С. 323.

52. Шейкин А.Е.,Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979.

53. Современная теория капиллярности. H.H. Руссинов, Ф.Ч. Гудрич Л.: Химия, 1980. 278 с.

54. Хаютин Ю.Г. Монолитный бетон. М.: Стройиздат, 1991. 576 с.

55. Горохов В.В. Неоднородность бетонов и меры для ее устранения. М.: Оргэнергострой, 1957. 84 с.

56. Киреев В.А. Курс физической химии. М.: Химия, 1976. 360 с.

57. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железо бетона. М. Госстройиздат, 1961.

58. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования в технико-экономических исследованиях 2-е изд. перераб. и доп. М.: "Финансы и статистика", 1981. 263 с.

59. Вознесенский В.А. Методические указания по построению математических моделей. Одесса, 1982.

60. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. И коллектив авторов. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. Перевод с немецкого Фомина Г.А., Лецкой Н.С. Под ред. к.т.н. Лецкого Э.К. М.: "Мир", 1977. 531 с.

61. Шишкин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Динамика,iреалистические изображения. М.: "Диалог МИФИ", 1995. 287 с.

62. Гилой В. Интерактивная машинная графика. Мир, 1982.

63. Фоке Ф., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. Мир, 1982.

64. Ньюмен У., Спрулл Р. Основы интерактивной графики. Мир, 1985.

65. Фоли Дж., ван Дэм Ф. Основы интерактивной машинной графики. Мир, 1985. Математика и САПР. В 2-х книгах. Мир, 1988.

66. Barsky В. Computer graphics and geometric modeling using Beta splines. Springer Verlag, 1988. Glassner A., editor. An introduction to ray tracing. Academic Press, 1989.

67. Farm G. Curves and surfaces for computer aided geometric design. A practical guide. Academic Press, 1990.

68. Stevens R.T. Fractal programming and ray tracing with С++. M&T Books, 1990. i

69. Upstill S. The RenderMan companion. A programmer's guide to realistic computer graphics. Addison-Wesley, 1990.

70. Foley D.JL, van Dam A., Feiner S.K.,-Hughes J.P. Computer graphics. Principles and practice. Addison- Wesley, 1991

71. Berry M., Hannay J. (1978), Topography of random surfaces. Nature, 273, 573.

72. Berry M.V., Lewis Z. V. (1980), On the Weierstrass Mandelbrot fractal function. Proc. R. Soc. London, A370, 459-484.

73. Billingsley P. (1965), Ergodic Theory and Information (J. Wiley, New York). Имеется перевод: Биллингслей П. Эргодическая теория и информация. М.: Мир, 1969.

74. Billingsley Р. (1983), The singular function of bold play. Am. Sci., 71, 392-397.

75. Blumenfeld R., Meir Y, Harris А. В., Aharony A. (1986), Infinite set of exponents describing physics on fractal networks. J. Phys., A19, L791-L796.

76. Blumenfeld R., Meir Y., Aharony A., Harris A.B. (1987), Resistance fluctuations in randomly diluted networks. Phys. Rev., B35, 3524-3535.

77. Boger F.,Feder J., Jassang T. (1987), Fractal landscapes generated using Voss's successive random addition algorithm. Report Series, Cooperative Phenomena Project, Department of Physics, University of Oslo, 87-15, 111.

78. Калинина JI.H. Проблемы использования в бетонах цементов с активными добавками/Щемент, №10, 1981. С. 3-5.

79. Новые цементы. Под редакцией- А.А.Пащенко. Киев: Буд1вельник, 1978,220 с.

80. Дибров Г.Д. Фоменко В.И. Природа возникновения внутренних напряжений в дисперсных структурах / Гидратация и твердение вяжуцих. Уфа, 1978. - С. 251 -267.

81. Дмитриев Й.И., Тимаиев В.В. Теоретические и экономические основы получения многокомпонентных цементов // Цемент. №10, 1981. С. 1-3.

82. Зеленев И.Б., Ипполитов E.H., Попов JI.H. Исследование влияния тонкости помола на свойства песчаного портландцемента // Строительство. Сб.научн.тр. ВЗПИ N88.-М.: Стройиздат, 1974. С.43-48.

83. Батраков В.Г., Гень О.П., Иванов Ф.М. О взаимосвязи адсорбционных характеристик полиорганосилоксанов и технических свойств бетонной смеси и бетонов. Коллоидный журнал. 1979. XLI №5. - С. 842 - 848.

84. Химия и технология строительных цементов/Кравченко И.В. Кузнецова

85. Т.В. Власова Т.М. и др. М.: Стройиздат, 1977. 208 с.i

86. Производство сланцезольных портландцементов. / Кикас В.Х., Писарев Ю.З., Хайн A.A. и др. // Цемент. №11, 1993.С.16-17.

87. Пантелеев и.С. Цементы с микронаполнителями: Сб. трудов ВХО им.

88. Менделеева т.4, 1961. № 6. С. 362-367.»

89. Будников П.П., Никитина Н.В. О промежуточной фазе гидросиликатов при твердении портландцемента с корбанатной добавкой // Цемент, 1968. №12. С.10-12.

90. Дагаев Б.И. Горбачева М.И. Использование известняковых отсевовдробления и гранулометрированного шлака в дорожном стоительстве//i

91. Промышленность строительных материалов, серия 2. Вып.7.-М.:1982. С. 10-17.

92. Основные свойства бетонной смеси и бетонов на заполнителе из отходов камнедобычи известняка. /Ереминок П.Л. Кузнецова И.И., Комышов A.B. и др./ -Кишенев: Издат. ЦККП Молдавии, 1971. 79с.

93. Кратенко Э.Г. Бетоны с карбонатными микронаполнителями. Обычные и специальные бетоны на минеральных вяжущих. Казань: КХТЙ им. С.М.Кирова, 1985. С.12-13.

94. Бутт Ю.М. Тимашев В.В. Портландцемент.М.: Стройиздат, 1974. 328с.

95. Рояк С.М., Школьник Я.Ш., Рояк Г.С. Шлакопортландцемент на основеiдоменных шлаков // Цемент, 1981. № 10. С.8-10.-154103. Андриянов Е.И. Методы определения структурномеханических порошкообразных материалов. М.: Химия, 1982. 256с.

96. Многокомпонентные цементы на основе зол ТЭС/ Шатохин Л.П., СыркинI

97. Я.М., Ковшинова И.С. и др.//Пути получения малоэнергоемких цементов: Тр. ин-еа НИИЦемент, вып.75 М.: 1983. С.30-42.

98. Swift D.S. The effect of sand particle size on the tensile of cement mortars//Jnterr.J. of Cement Conposites and Lightweight Conkrete. 1986, vol. 8.Nl,p.p. 39-44. . ■

99. Сульфатостойкий портландцемент с добавкой нефелинового шлама/ ГильперинаТ.Я. Быкова С.Н., Гречко Л.Д. и др.//Цемент. №5, 1980. С.13-14.

100. Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из промышленных отходов. Киев: Вища школа, 1980. 144с.

101. Об эффективности использования отходов каменных карьеров./Пятибрат

102. B.Л. Хабанбеков Э.И., Джафаров Г.М. и др.// Бетон и железобетон. №2, 1977.1. C.13-15.

103. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. 2-е изд.-М.: Стройиздат, 1983.279 с.t ■

104. Применение местных материалов в строительстве./Сергеев Д.М., Дибров Г.Д., Дмитько Е.И. и др. Киев: Буд1вельнйк, 1975. 184 с.

105. Эйтин Э.Б. Зольные цементы, технология и механизм гидратации ' // Использование отходов в цементной промышленности: Тр. ин-та НИИЦемент. выд. 69. М.:1982. С.46-50. •

106. Бенюам М. Цементы и бетоны в строительстве. М., 1980. 415 с.

107. Будников П.П. Реакции в смесях твердых веществ. 3-е изд.- М.: Стойиздат, 1971.488 с.

108. Гидратация и твердение цемента. -Тр. 4 Междун. конгресс по химии цемента.- М.: Стойиздат, 1976, т.2, кн.2. 224 с.

109. Гидратация и твердение вяжущих. Тез.докл. 4 Всесоюзного совещаня.-Львов:ЛПИ, 1981.332 с.

110. Михайлов Н.В. Песчаный бетон // Бртон и железобетон. №9, 1987. С.23-25.

111. Состав, структура и свойства цементных бетонов/Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Савин В.И. и др.- М.: Стройиздат, 1976. 144 с.119. 5. A.c. N1100262 СССР. Вяжущее. Мчедлов-Петросян О.П. Бабич М.В., Боровская И.В. Бервтейн В.Л.- опубл. 1984.

112. Мчедлов-Петросян О.П., Боровская И.В. Новые комплексные добавки в цемент из отходов металлургического производства. // Цемент, №6, 1983. С.6-8.

113. Пантелеев A.C., Колбасов В.М. Цементы с минеральными добавками -микронаполнителями. В кн.: Новое в химии и технологии цемента. М.: Стройиздат, 1962. С.155-164:

114. Выровой В.Н., Соломатов В.И. Макроструктура бетона как композиционного материала. В кн.: Повышение бетонов транспортных сооружений. - МИИТ- М.: 1986. С.87-94.

115. Выровой В.Н., Соломатов В.И. Микроструктура бетона, как композиционного материала.- В кн.: Повышение бетонов транспортных сооружений . МИИТ - М, 1986.- С.55-69.

116. Вагнер Г.Р. Физико-химия процессов активации цементных дисперсий. -Киев: Наук, думка, 1980. 200 с.

117. Сычев М.М. Некоторые вопросы t химии межзерновой конденсации при твердении цементов // Цемент. №8, 1982. С.7-9.

118. Дибров Г.Д. Молекулярно-поверхностные явления в дисперсныхсструктурах, деформируемых в активных средах, Дисс.док.хим.н. - Киев. 1976.-368 с.

119. Зазимко В.Г. Оптимизиция свойств строительных материалов. М.: Транспорт, 1981. 103 с.

120. Реология бетонных смесей и ее технологические задачи. Тез. докл. 4 Всесоюзного симпозиума. Юрмала: РПИ, 1982.-411 с.

121. Баженов Ю.М. Совершенствование технологии и свойств бетона важнейший резерв экономики ресурсов //Цемент. №5,1983. С.7-8.

122. Баженов Ю.М. Технология бетона.'М.: Высшая школа, 1987. 415 с. 46.t

123. Минеральные вяжущие вещества/Волженский A.B., Буров Ю.С. и др. М.: Стройиздат, 1973. 479 с.

124. Повышение трещиностойкости и водостойкости легких бетонов./ Горчаков Г.И., Орентлихер Л.П., Лифанов И.И. и др. М.: Стройиздат. 1971. 243 с.

125. Попов Л.И. Исследование свойств мелкозернистых бетонов на песчаном портландцементе. Материалы координационного совещания "Мелкозернистые бетоны" НИИЖБ Гостстроя СССР. М.: 1972.

126. Особенности твердения цемента в присутствии кристаллизационного компонента/ Запольский А,К., Юдовин Б.Э., Надел Я.Г. и др. // Цемент. №8. 1983. С.7-8.

127. Выровой В.Н., Ляшенко Т.Н. Физико-химическая механика и оптимизация композиционных материалов. Киев: Об-во "Знание", 1987. 19 с.

128. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов //¡Изв. вузов. Строительство и архитектура. №8, 1985. С.58-64.

129. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974. 192 с. 1

130. Выровой В.Н., Абдыкадылов А. Моделирование и оптимизация процессов структурообразования композиционных материалов. Киев: Об-во "Знание" УССР, 1985.18 с.

131. Волженский A.B., Чистов Ю.Д, Дисперсность портландцемента и ее влияние на микроструктуру и усадку цементного камня // Цемент. №7, 1971. С.9-11.

132. Урьев Н.В. Высококонцентрированные дисперстные системы. М.: Химия, 1980.320 с.

133. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика.-Избр. труды.-М.: Наука, 1979. 384 с.

134. Современные методы оптимизации композиционных материалов/Вознесенский В.А., Выровой В.Н. Киев: Буд1вельник, 1983. 144 с.

135. Волженский A.B., Попов JI.H. Смешанные портландцемента повторного помола и бетоны на их основе // Свойства автоклавных бетонов и изделий из них.-М.: Стройиздат, 1958. С.40-72.

136. Комар А.Е., Величко Е.Г. Основы формирования структуры цементногокамня с минеральными добавками // Теория, производств и применениеt ■искусственных строительных конгломератов: Тез. докл. Всесоюзной н.т. конф. -Владимир. 1982. С. 162-166.

137. Соломатов В.И., Выровой В.Н. Кластерообразование ненаполненных и наполненных композиционных строительных материалов // Решение проблемы охраны окружающей среды путем использования отходов промышленности в композиционных материалах. Пенза: 198Д. С.3-5.

138. Соломатов В.И. Технология полимербетонов и армополимербетонных изделий. М.: Стройиздат, 198(4. 141 с.

139. Соломатов В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов. М.: Стройиздат, 1987. 264 с.

140. Соломатов В.И. Тахиров М.К., Мд. Тахер Вах. Интенсивная технология бетонов. М.: Стройиздат, 1989. 261 с.0