Влияние внешних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня

Валиев, Рустам Мухаматович

Влияние внешних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Валиев, Рустам Мухаматович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние внешних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня»

Автореферат диссертации на тему "Влияние внешних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня"

На правах рукописи

4848/1°

ВллиеЬ Рустам Мухаматови

Влияние внёшних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

специальность: 01.04.07-физика конденсированного состояния

Душанбе -2011

4848718

Работа выполнена в Худжандском научном центре АН Республики Таджикистан и Худжандском госунивеоситетеим. академика Б, Гафурова

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,

профессор Абдуманонов А.

Научный консультант: член-корреспондент АН Республику Таджикистан,

доктор хим. наук, профессор Каримов С.Н

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Лексовский A.M.;

доктор физико-математических наук, профессор. ЦГерматов Д.

Ведущая организация: Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии Академии наук Республики Таджикистан.

Защцта диссертации состоится 21 апреля 2011 г. в Ю00 часов на заседании объединённого диссертационного совета ДМ73 7.004.04 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Таджикском национальном университете по адресу: 734025, Республика Таджикистан, Душанбе, проспект Рудаки 17, факс (992-372) 221-77-11. Зал заседаний Учёного срвета ТНУ.

Отзывы направлять по адресу; Душанбе, проспект рудаки 17, ТНУ, диссертационный совет ДМ 737.004.04, Е-шар: tgnu@mail.tj.

С диссертацией можно ознакомиться в научнрй библиотеке ТНУ. Автореферат разослан « // » « » 2011г.

Учёный секретарь объединё диссертационного совета ДМ} кандидат физико-математичес,.. доцент

Табаров С.Х.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Композиционные материалы (КМ), благодаря наличию комплекса уникальных физических свойств, стали объектом активного исследования учёных-физиков, технологов, механиков, и материаловедов. Наряду с улучшенными, по сравнению с однородными материалами, свойствами композиты обладают рядом преимуществ. В композитах повышение прочности не приводит к снижению вязкости, что часто наблюдается в однородных материалах. В КМ возможно конструировать структуру и, вследствие этого, проектировать анизотропию его физико-механических свойств. Это позволяет создавать материалы с заранее заданными свойствами с учётом анизотропии поля механической нагрузки, в котором в будущем предстоит им работать.

Сочетание высокой прочности и низкой плотности армирующих элементов открывает возможность значительного повышения удельной прочности материала, что важно с точки зрения энергоёмкости конструкций и машин. При имеющихся успехах в создании КМ, на начальных этапах развития, наука о композитах в большей степени относилась к технологам. За относительно короткий срок было получено большое число композитов на основе металлов, полимеров и керамики, были сформулированы основы механики их разрушения. Значительный вклад в создание механики деформирования и разрушения композитов внесли Розен, Цвебен, Келли, Ливщиц, Милейко, Тамуж и ряд других исследователей. В исследовании физических аспектов проблемы прочности и разрушения КМ большой вклад внесли В.Р. Регель, A.M. Лексовский, Б.Н. Нарзуллаев, A.C. Овчинский, Т. Б. Бобоев и др.

Результаты систематических исследований механизмов разрушения однонаправленных композитов позволяют прогнозировать прочность и долговечность волокнистых композитов различного строения с разным объёмным содержанием компонентов. Однако до настоящего времени работы, посвящённые исследованию влияния внешних факторов на структуру, прочность и разрушение неоднородных композитов, по-видиМому, из-за сложности экспериментального исполнения, не были выполнены.

Композиционные материалы на основе цементного камня, относящиеся к структурно-нерегулярным материалам, достаточно широко применяются в строительстве объектов различного назначения. Среди таких композитов керамзитобетон отличается хорошими теплофизическими и акустическими характеристиками, которые являются важнейшими при строительстве жилых и административных зданий. Несмотря на имеющиеся многочисленные работы по прочностным характеристикам цементного камня и композитов на его основе, влияние внешних факторов на образование структуры и их роль в процессе разрушения керамзитобетона, систематически не исследовались. Практически не исследовано влияние структуры на вязкость разрушения керамзитобетона.

Помимо отсутствия систематических данных по влиянию внешних факторов на такие интегральные характеристики, как прочность и долговечность керамзитобетона, до сих пор не раскрыт вклад структурных элементов, в том числе микро- и мезотрещин, которые образуются в теле композита при его эксплуатации, в вязкость разрушения материала.

В связи с этим представлялось важным и своевременным провести исследование влияния механического напряжения, температуры, влажности и их циклических изменений на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня.

Можно полагать, что решение этих вопросов внесёт свой вклад в разработку теории создания материалов с заданными свойствами, необходимость, которой диктуется требованиями развития науки и техники.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение влияния внешних факторов (время, температура, влажность, механическое напряжение и их циклические изменения) на структуру, прочность и вязкость разрушения композитов на основе цементного камня.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

Исследование влияния температуры и времени отвердения на прочность цементного камня и керамзитобетона.

Исследование температурно-временной зависимости прочности композитов на основе цементного камня.

Исследование влияния термо- и влагоциклов на размеростабильность, прочность и вязкость разрушения композитов на основе цементного камня.

Исследование влияния фракционного размера керамзитного наполнителя на размеростабильность, прочность и разрушение композита.

Исследование влияния циклического нагружения на стабильность структуры и прочность керамзитобетона.

Акустоэмиссионное исследование кинетики разрушения цементного камня и композитов на его основе.

Научная новизна работы.

-Установлено стабилизирующее действие циклической механической нагрузки на структуру и прочность керамзитобетона.

-Установлено, что величина и знак изменения размеров керамзитобетона под действием термоциклов зависит от размеров фракций жёсткого наполнителя; композит с меньшими фракционными размерами наполнителя обладает большей размеро-механостабильностью, чем композит с большими размерами наполнителя.

-Показано, что термо- и механоциклирование не влияет на энергию активации разрушения керамзитобетона, но действие этих факторов сказывается на структурно-чувствительном параметре.

-Показано, что с уменьшением скорости нагружения происходит увеличение разрывной прочности керамзитобетона, что связано с активизацией гидратационных и релаксационных процессов под действием механической нагрузки.

-На основе анализа АЭ-снгналов при деформировании композитов установлено, что структурные микроповреждения становятся дополнительными каналами диссипации энергии при разрушении композита.

Основные защищаемые положения:

1.Способ эффективного управления процессами разрушения и стабилизации структуры композита путем регулирования гидратационных и деструкционных процессов, а также воздействием циклического механического нагружения.

2.Эффект влияния размера фракционного наполнителя на прочность и размеро-механостабильность композита при термо-влагоциклировании.

З.Способ стабилизации структуры композита путем воздействия температурно-временных факторов и циклического механического воздействия.

4.Эффект влияния термо-механоциклирования на величину структурно-чувствительного коэффициента у в уравнении Журкова.

5.Механизм термоциклического регулирования вязкости разрушения композитов на основе цементного камня и модель разветвления магистральной трещины на границе раздела фаз компонентов.

Практическая значимость результатов.

Обнаруженные в работе корреляция размеростабильности и прочности керамзитобетона от фракционного размера жёсткого наполнителя, вариации структуры и условий воздействия внешних факторов с целью управления работоспособностью и долговечностью композитов на основе цементного камня могут быть применены в производстве размеростабильных композитов и материалов с заданными прочностными свойствами. Кроме того, полученные экспериментальные результаты могут быть применены при чтении специальных курсов по физике прочности и пластичности твёрдых тел, в частности композиционных материалов.

Надёжность и достоверность полученных в работе результатов обеспечивается использованием современных методов физического эксперимента, большим количеством взаимодополняющих экспериментальных результатов, согласованностью с общефизическими представлениями о процессах деформирования и разрушения твёрдых тел.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: Международной конференции по современным проблемам физико-механических свойств конденсированных сред (Худжанд, 2002 г.); международной конференции «Современные проблемы физики конденсированных сред и астрофизики» (Душанбе, 2010 г.); конференциях молодых учёных ХГУ им. Б.Гафурова (Худжанд с 2002 по 2010гг.).

Публикации. По результатам работы опубликовано 10 статей, в том числе 4 в журналах из Перечня ВАК РФ, получен 1 малый патент Республики Таджикистан.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Содержание диссертации изложено на 128

страницах компьютерного текста. Количество иллюстраций-73, список литературы содержит 158 наименований.

Содержание работы

Во введении кратко обсуждается актуальность темы, формулируется цель исследований, характеризуются научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе анализируется состояние исследованности вопросов физики разрушения твёрдых тел, в том числе физические аспекты прочности и разрушения композиционных материалов.

Показано, что в многочисленных публикациях разрушение КМ анализируются в основном post factum. Практически отсутствуют работы, в которых процесс разрушения КМ изучался бы в реальном масштабе времени с помощью современных физических методов. В частности, в литературе отсутствуют систематические данные по изучению влияния внешних факторов, таких как температура, влажность, механическое напряжение на стабильность структуры, прочность и особенности разрушения композитов на основе цементного камня. В то же время, знание закономерностей формирования свойств композита в зависимости от структуры, в том числе структурных дефектов (микро- и мезотрещин), должно способствовать построению оптимальной структуры КМ, повышению прочности и работы разрушения материала.

Во второй главе приведены результаты исследований по влиянию внешних факторов на прочность и разрушение цементного камня и композитов на его основе. Эксперименты проводились на лабораторных образцах параллелепипедной формы размером 4x4x16 см. Содержание керамзитного наполнителя в объёме образца варьировалось в пределах от 0 до 50 масс. %. Образцы после заливки доводились до кондиции отвердения при комнатных условиях в течение 28 суток. В отдельных случаях, для ускорения процесса отвердения, образцы после 24 часов вынимали из формы и выдерживали в парах кипящей воды в специальном термостате в течение 6 часов. Образцы испытывали на прочность в условиях трёхточечного изгиба.

Выбор цемента в качестве связующего материала объясняется его достаточной изученностью и широким практическим применением. Керамзитобетон имеет ряд теплофизических преимуществ перед обычным бетоном. Как правило, регулируя массовое содержание и фракционный размер керамзитных наполнителей, можно варьировать механические и тепловые характеристики материала. Такие технологические возможности позволяют конструировать структуру композита с учётом экологических и энергетических проблем, которые становятся актуальными в последние годы.

Эксперименты проводились на специально сконструированной нами установке, которая позволяет испытывать образцы керамзитобетона, как при низких, так и при высоких температурах. Оригинальность установки подтверждена малым патентом РТ. Она позволяет также проводить эксперименты по малоцикловой усталости. Время нагружения и разгрузки образцов составляло около 10 секунд. После достижения необходимого количества циклов нагрузка снималась, и образец заново активно нагружался вплоть до разрушения.

Исследовалось влияние времени отвердения керамзитобетона на его прочность от момента заливки до 30 суток. На базе серии образцов разного состава определялась зависимость прочности от времени затвердевания. Из опытов следует, что прочность образцов по мере роста времени отвердения нелинейно возрастает, причём нарастание прочности происходит интенсивно примерно до 10 суток. Далее, скорость набора прочности несколько снижается и по достижении 30-суточного возраста значительно замедляется.

Опыты показали, что увеличение объёмного содержания керамзитных наполнителей до 30% приводит к росту прочности. Дальнейшее увеличение объёмного содержания керамзитных гранул (до 50%) приводит к понижению прочности композита. Опыты проводились также на образцах, выдержанных в парах воды при 100°С разное время. Эти результаты приведены на рис. 1.

Рис.1. Зависимость прочности образцов от времени отвердения в парах воды при - чистый цемент; 2 - цемент/керамзит(90/10); 3 -

цемент/керамзит(70/30); 4 - цемент/керамзит(50/50).

Оказалось, что в парах воды набор прочности происходит гораздо быстрее, и уже при 6-ти часовой выдержке образцы керамзитобетона набирают почти 7075 % прочности стандартного 28-суточного отвердения. Хотя эффект ускорения набора прочности в парах кипящей воды для бетонных материалов явление не новое, но для наших композитных систем оно установлено впервые.

Далее исследовалась зависимость прочности образцов от температуры испытания. Образец помещался в термостат установки и нагревался до

необходимой температуры. Скорость нагревания составляла примерно 5 град/мин. Погрешность в измерении температуры составляла ±5 градусов. Образец при данной температуре выдерживался в течение 4-5 минут. Нагружение образцов осуществлялось в условиях постоянства температуры и скорости нагружения. Результаты экспериментов приведены на рис. 2.

Рис.2. Зависимость прочности керамзитобетона от температуры испытания: 1-цемент/керамзит(70/30); 2- цемент/керамзит(90/10); . -3- чистый цемент.

Как можно видеть из рисунка, увеличение температуры испытания примерно до 150°С приводит к некоторому нелинейному росту прочности композита. Далее, с ростом температуры, происходит почти монотонное падение прочности. Такой характер изменения прочности в зависимости от температуры свидетельствует о наличии, как минимум, двух конкурирующих процессов. К этим процессам можно отнести гидратационные процессы, приводящие к росту прочности композита (температура активизирует гидратационные процессы), и флуктуационно-деструктирующие, приводящие к снижению прочности.

Вид экспериментальных кривых свидетельствует о том, что примерно до 150°С гидратационные процессы по своим последствиям превосходят действие флуктуационно-деструктирующих факторов. Однако в области температур Т > 150°С преобладают деструктирующие факторы.

Для определения влияния количества циклических нагрузок на прочность керамзитобетона с 30% керамзитным наполнителем на изгиб предварительно готовилась партия образцов одинакового состава. Затем на базе более 10 образцов определялась средняя прочность композита при комнатной температуре. Средняя прочность при этом оказалась равной 4,87 МПа. Другие

образцы из той же партии подвергались циклическому нагружению в условиях трёхточечного изгиба под напряжением <з = 0,9оср. Цикл «нагрузка-разгрузка» имел пилообразную форму. При этом время с момента нагружения образца до разгрузки составляло 10 секунд.

Рис.3. Зависимость прочности образцов керамзитобетона (70/30) от количества предварительного (при о = 0,9оср) циклического нагружения. Испытание образцов после механоциклов производилось при комнатной температуре.

После достижения заданного количества циклов нагрузка снималась, и образец заново нагружался в условиях активного нагружения до полного разрушения. По результатам 5-8 опытов определялась средняя прочность образцов. Опыты проводились при фиксированных количествах циклов N=100, 200, 300, 400 и 500. Можно видеть (рис.3), что вначале, до -300 циклов, с увеличением количества предварительных механоциклов происходит нарастание прочности композита. Так, например, при N=300 средняя прочность возрастает до 6,12 МПа, что по сравнению с исходным состоянием прирост составляет почти 30%. Можно полагать, что при подобной обработке структура материала заметно стабилизируется.

Дальнейшее увеличение предварительных механоциклов до 500 приводит к снижению прочности. Это свидетельствует о том, что благотворное воздействие механоциклов заканчивается примерно после 300+350 циклов.

Микроскопическое исследование поверхности разрушения образцов, прошедших 300 и более механоциклов свидетельствует о том, что при механоциклировании в теле образца накапливаются дефекты (трещины), которые становятся причиной снижения его прочности.

Вслед за этим, серия образцов, для которых наблюдалось максимальное возрастание прочности (N=300), подвергалась дополнительному механоциклическому воздействию вплоть до разрушения при напряжениях 0,95, 0,93, 0,90 и 0,88 частей средней прочности (6,12 МПа). Из приведенных на рис.4 результатов следует, что в полулогарифмическом масштабе зависимость N (а) линейна и с уменьшением напряжения количество циклов до разрушения линейно возрастает.

3.0

2.0

+- ст. МП а

Рис.4. Зависимость количества циклов до разрушения керамзитобетона от приложенного напряжения при комнатной температуре.

Образцы предварительно подвергались действию 300 механоциклов при комнатной температуре при о = 0,9ор.

Для установления релаксационных свойств композитов на основе цементного камня было проведено исследование влияния скорости нагружения на прочностные характеристики керамзитобетона (70/30). Скорость нагружения контролировалась временем с момента нагружения образца до его разрушения. Так, на рис. 5 приведена зависимость прочности образцов керамзитобетона (70/30) от времени нагружения при комнатной температуре.

2000 2500

ГС

Рис.5. Зависимость прочности образцов керамзитобетона (70/30) от времени нагружения до разрушения при комнатной температуре.

Видно, что с уменьшением скорости нагружения происходит заметное возрастание прочности керамзитобетона. Так, при увеличении времени нагружения от нескольких единиц до 2200 секунд средняя прочность образцов возрастает от 4,87 МПа до 7,3 МПа, причём рост прочности происходит нелинейно. Возрастание прочности при уменьшении скорости деформирования можно объяснить двумя причинами: во-первых, в результате работы

механической нагрузки активизируются гидратационные процессы, которые приводят к росту прочности; во-вторых, при медленном нагружении более полно реализуются релаксационные процессы, способствующие перестройке структуры композита.

При исследовании деформационно-прочностных свойств композитных материалов на основе цементного камня под действием внешних факторов очень важен учёт дисперсности составляющих компонентов, особенно наполнителя. В связи с этим нами проведено исследование зависимости деформации керамзитобетона с разной фракцией наполнителя от количества термо-влагоциклов. Из-за разности коэффициентов термического расширения компонентов при нагревании композита на границах раздела возникают термоупругие напряжения, а многократное повторение цикла приводит к возникновению и росту дефектов в межфазной области. Это, по-видимому, и приводит к наблюдаемому на опыте изменению линейных размеров и к снижению прочности материала. Поскольку абсолютное удлинение элемента структуры при нагревании образца зависит от его линейных размеров, то, можно полагать, что величина локальных термоупругих напряжений в пограничных областях будет тем больше, чем больше размер включения.

Для материалов, физико-механические свойства которых чувствительны к действию внешней среды, например, влаги, изотермы долговечности могут иметь свои особенности, которые обнаруживаются только в эксперименте. К таким материалам относятся и композиты на основе цементного камня, в том числе и керамзитобетон. Помимо чувствительности к действию влаги, керамзитобетон, как показали наши опыты, является структурно-нестабильным материалом, и гидратационные процессы в нём могут быть активизированы под действием механической нагрузки, температуры, влаги и т.д. Определение долговечности такого материала, с сохранением условий постоянства механического напряжения из-за изменчивости его структуры, под действием нагрузки с экспериментальной точки зрения представляется задачей трудной. Во избежание таких трудностей долговечность керамзитобетона нами определялась только при фиксированных температурах (в основном при комнатной) и после соответствующих «обработок», позволяющих в достаточной степени стабилизировать структуру материала.

На рис. 6 приведены силовые зависимости долговечности цементного камня и керамзитобетона (70/30) при температуре 298 К. Долговечность образцов определялась в условиях трёхточечного изгиба. Можно видеть, что экспериментальные точки достаточно хорошо ложатся вокруг прямой линии. Силовые зависимости энергии активации разрушения образцов и(о), построенные на основании результатов рис. 6, приведены на рис. 7. Из зависимостей и(ст) путем экстраполяции кривых до о = 0 были определены значения нулевой энергии активации разрушения и0, а по наклону кривых-значения структурно-чувствительного коэффициента у входящих в уравнение С.Н. Журкова.

Рис.6. Зависимость долговечности образцов от приложенной нагрузки: 1 - цементный камень, 2 - керамзитобетон(70/30).

Рис.7. Зависимость энергии активации разрушения от приложенного напряжения: 1 - цементный камень, 2 - цемент/керамзит(70/30).

Расчёты показывают, что величина и0 составляет 108 кДж/моль и не зависит от состава материала. Что касается параметра у, то для цементного камня он составил величину 8,94-10"3 м3/моль, а для керамзитобетона- 6,2-10"3 м3/моль.

В третьей главе представлены результаты исследования влияния объёмного содержания наполнителя, гидратационных процессов и термоциклов на ударную вязкость, кинетику накопления микро- и мезодефектов в образцах из керамзитобетона и на морфологию их поверхностей разрушения.

Испытания на ударную вязкость проводились с помощью маятникового копра по классическому методу Шарпи. В качестве величины ударной вязкости разрушения (а„) материала нами принята величина работы, расходуемой при ударном изломе образца, отнесённая к его рабочей площади поперечного сечения.

На рис.8 приведена зависимость ударной вязкости образцов керамзитобетона разного возраста отвердения от объёмного содержания наполнителя. Можно видеть, что во всех возрастных группах увеличение объёмного содержания наполнителя приводит к росту ударной вязкости разрушения. Максимальное значение ударной вязкости наблюдается в случае образцов 15-суточного возраста. Дальнейшее увеличение времени отвердения до 30 суток приводит к снижению вязкости разрушения.

Возрастание ударной вязкости керамзитобетона по мере увеличения объёмного содержания наполнителя подтверждает справедливость общих представлений о механизме роста вязкости разрушения композитов с ростом границ раздела компонентов.

Стандартное отвердение керамзитобетона приводит к снижению вязкости разрушения, что свидетельствует о возрастании жесткости структуры композита в результате полного завершения гидратационных процессов.

а -10'3,Дж!м?

Рис. 8. Зависимость ударной вязкости образцов керамзитобетона от объёмного содержания наполнителя: 1 - после 24 часов, 2 - после 5 суток, 3 - после 15 суток, 4 - после 30 суток отвердения в комнатных условиях.

Температура испытания 298 К.

На рис. 9 приведены зависимости ударной вязкости разрушения композитов различного состава от количества предварительных термоциклов. Из рисунка видно, что при малых количествах термоциклов (N=10-15) наблюдается заметное снижение вязкости разрушения. Такое поведение материала вполне объяснимо, поскольку действие термоциклов вначале способствует завершению гидратационных процессов. В результате материал становится более жёстким и, как следствие, снижается вязкость разрушения.

Далее, в области N > 30 циклов, наблюдается незначительный рост вязкости разрушения. Рост вязкости разрушения композита по мере увеличения

Рис. 9. Зависимость вязкости разрушения керамзитобетона (70/30), (1) и композитов на его основе от количества термоциклов: 2,3 -керамзитобетон, армированный 0,18 и 0,36% стальных волокон, ; . соответственно.

количества термоциклов связан с повышением концентрации микротрещин -повреждений, возникающих в результате действия термоупругих напряжений на границах раздела компонентов.

Микроскопический анализ вида поверхности разрушения образцов разной предыстории, а также количественный акустоэмиссионный анализ микроповреждений, возникающих после термоциклирования, подтверждает вышесказанное.

Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что наилучшие механические показатели имеет керамзитобетон состава 70/30, поэтому последующие опыты по акустоэмиссионному исследованию образцов, подвергнутых термической обработке, проводились на образцах из этого композита, а также на образцах из цементного камня.

Испытания проводились при постоянной скорости нагружения 0,1 Н/с в условиях трёхточечного изгиба. Термическая обработка образцов в специальном термостате проводилась по схеме 40 циклов нагрева-остывания в диапазоне температур 20-300°С.

Акустическая эмиссия (АЭ) регистрировалась при помощи автоматизированной системы - двухканальной платы РС1-2 производства фирмы РАС (США), размещённой в персональном компьютере класса Пентиум 4. Полоса пропускания тракта составляла 100-1000 кГц. Акустические сигналы регистрировались непосредственно пьезопреобразователем Ш51-А8Т фирмы РАС со встроенным предусилителем 40 дБ. Датчик АЭ крепился на верхнюю горизонтальную поверхность образца специальным зажимом на фиксированном расстоянии в 40 мм от точки приложения центрального изгибающего усилия. При этом для обеспечения более полного акустического

контакта датчика с образцом между ними наносился определённый слой акустической смазки. Экспериментально подобранный амплитудный порог регистрации сигналов АЭ составлял 22 дБ. Сигналы АЭ регистрировались в режиме реального времени в ходе всего эксперимента вплоть до макроразрушения образца.

На рис. 10 показаны зависимости амплитуды (энергии) АЭ-сигналов от времени нагружения образца цементного камня, как в исходном (а), так и после термоциклирования (б) состояниях. Можно видеть, что по мере роста нагрузки

.'■((Л;:/!®! 1 (ГЧй ия?) <}>.

!р

>488.8

>200.«

• >100.0

>25.0

л }

а-

. V.

Ш: ЕС .100 120 1® * ? 0 220 240 280 т з 0 320 340 • - ?-'

а)

АгорЙиое^В} V? Тхпфес! у$ £п»ш><}>

>3,8 '7:: •Л 8

>1 8

20 40 1 1 1 ?.... л . ... 80 100 120 1-10 156 I » 2Ш 220

б)

Рис. 10. Зависимость амплитуды (энергии) АЭ сигналов от времени нагружения образца цементного камня в исходном (а) и после термоциклирования (б)

состояниях.

в исходном материале идёт стационарное накопление сигналов АЭ с постоянной средней скоростью. Основываясь на результатах, подтверждающих, что источником АЭ при испытании таких материалов являются возникающие дефекты (микротрещины), можно утверждать, что в процессе нагружения образца идёт рост числа микротрещин. Высвобождающаяся при этом упругая энергия, регистрируемая как АЭ, рассеивается в образце и не вызывает его макроразрушения до определённого критического момента, когда способность диссипировать упругую энергию в образце исчерпывается. Именно в этот момент происходит стремительное образование и рост магистральной трещины и образец разрушается на две части.

Иначе ведёт себя в тех же условиях нагружения образец, прошедший предварительную термообработку в упомянутом выше режиме. Наблюдается существенный прирост скорости образования дефектов при той же скорости нагружения по сравнению с исходным материалом (рис. 106). В этом случае, образующиеся в ходе нагружения многочисленные микродефекты не развиваются в магистральную трещину, а, по-видимому, тормозятся границами дефектов, образовавшихся в материале при термоциклировании.

Керамзитобетон, как композиционный материал, изначально имеет большую вязкость разрушения, обусловленную наличием границ зёрен жесткой компоненты - керамзита. Они, наряду с дефектами, образующимися после термоциклирования, являются препятствиями для быстрого роста микродефектов. Рисунок 11 наглядно иллюстрирует данное предположение.

Видно, что количество событий АЭ для термоциклированного керамзитобетона (рис. 116), пропорциональное количеству образующихся в процессе нагружения дефектов, больше, чем у исходного (рис. 11а) и термоциклированного цементного камня (рис. 106). Складывается впечатление, что для того, чтобы произошло макроразрушение образцов с повреждённой структурой, необходимо значительно больше микротрещин, чем для исходных образцов. Следовательно, энергоёмкость «повреждённых» образцов значительно больше по сравнению с исходным материалом, что является свидетельством повышения вязкости разрушения материала.

Очевидно, что в цементном камне и керамзитобетоне, подвергнутых термоциклированию, появляется заметное количество сигналов АЭ средних и больших амплитуд, то есть с большей выделившейся упругой энергией. В исходном цементном камне такое явление не наблюдается.

Очевидно, многократная термическая обработка материала ведёт к образованию микроповреждений на границах раздела компонентов. Магистральные трещины, сталкиваясь с микроскопическими дефектами теряют скорость роста и зачастую останавливаются. Либо происходит разветвление магистральной трещины, также приводящее к росту вязкости разрушения композита. Хотя данный процесс сопровождается снижением прочности в определённых пределах, однако эти же дефекты могут способствовать росту вязкости разрушения.

/¿- ......

I I I 1 I I р I I > .1

Я «В 150 200 250 303 350 «Я ЯП?

а)

Агорйис1е{<£)¥$ Ттфее} у* Епа®> <1>

. :

я.е

>3.0

......I.......................ИИ

150 160 !?в

б)

Рис. 11. Зависимость амплитуды (энергии) сигналов АЭ от времени нагружения образца керамзитобетона в исходном (а) и после термоциклирования (б) состояниях.

Таким образом, условно «поврежденная» дефектами структура, оказывается способной аккумулировать больше упругой энергии, которая высвобождается в процессе нагружения композита.

Выводы

1. Проведено изучение влияния внешних факторов (температура, влажность, механическое напряжение и их циклическое изменение) на структуру, прочность и вязкость разрушения цементного камня и композитов на его основе.

2. Для структурно-нестабильного композита, каким является керамзитобетон, выявлены температурно-временные условия реализации гидратационных и деструкционных процессов, которые позволяют более эффективно управлять этими процессами.

3.Установлено стабилизирующее действие циклической механической нагрузки на структуру керамзитобетона, приводящее к заметному возрастанию его прочности.

4.Установлено нелинейное изменение размеров композита при термо-влагоциклировании. Подобное поведение коррелирует с изменением прочности, причём величина и знак изменения размера зависит от фракционного размера жёсткого наполнителя. Композит с меньшими фракционными размерами наполнителя обладает большей размеро-механостабильностью, чем композит с большими фракционными размерами наполнителя.

5.Установлено, что действие термо-механоциклирования не влияет на значение энергии активации разрушения композита, оно приводит к изменению значений структурно-чувствительного коэффициента.

6.Методом акустоэмиссии установлено, что «поврежденные» в результате термоциклирования образцы способны поглощать значительно больше энергии упругой деформации, чем неповрежденные, т.е. специально индуцированные структурные микроповреждения становятся дополнительным каналом диссипации энергии упругой деформации, что способствует повышению вязкости и работоспособности реального конструкционного материала.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Валиев, P.M. Влияние внешних факторов на прочность композита на основе цемента[Текст]/А.Абдуманонов, С.Н.Каримов, Р.М.Валиев, З.Н.Юсупов // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2003. -№6. - С.8-13.

2. Валиев, P.M. Зависимость прочности композита от условий воздействия механической нагрузки [Текст] /А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, С.Н.Каримов, З.Н. Юсупов // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2004.-№7-8.-С.32-36.

3. Валиев, P.M. Влияние объёмного содержания наполнителя и степень гидратации на вязкость разрушения керамзитобетона[Текст]/А.Абдуманонов, P.M. Валиев // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2005.-№9.-С.З-9.

4. Валиев, P.M.. Влияние термоциклов на прочность и вязкость разрушения композиционного материала [Текст]/А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, М.Холикова // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2006. -№12. -С.26-39.

5. Валиев, P.M. Прочность и размеростабильность керамзитобетона под действием термо-влагоциклирования [Текст]/А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, С.Н. Каримов // Докл. АН РТ. Душанбе, 2006.- Т.49.- №6 С.511-516.

6. Валиев, P.M. Влияние термоциклов на прочность композиционного материала[Текст]/А.Абдуманонов, Р.М.Валиев // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2009. -№14. - С.33-37.

7. Валиев, P.M. Влияние объёмного содержания наполнителя на вязкость разрушения композита[Текст]/А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, С.Н.Каримов // Материалы международной конференции «Современные проблемы физики конденсированных сред и астрофизики». Душанбе, 21-22 мая 2010г.- С.63-67.

8. Валиев, P.M. Исследование особенностей разрушения цементного камня и керамзитобетона методом акустической эмиссии[Текст]/А.Абдуманонов, Ш.Ш. Азимов, P.M. Валиев, В.Н. Петухов, Ф.А. Абдуманонов, А. Лакаев //Докл. АН РТ. Душанбе, 2010,- Т.53. -№5,- С.351-355.

9. Валиев, P.M. Влияние структуры на вязкость разрушения керамзитобетона [Текст]/А. Абдуманонов, P.M. Валиев С.Н. Каримов // Докл. АН РТ. Душанбе, 2010.-Т.53.-№6. С.437-441.

10. Валиев, P.M. Влияние структуры на прочность композиционного материала [Текст]/А. Абдуманонов, P.M. Валиев, С.Н. Каримов // Докл. АН РТ. Душанбе, 2010,- Т.53. -№7 - С.511-515.

11. Валиев, P.M. Универсальное мобильное устройство для испытания хрупких композитных образцов в условиях трехточечного изгиба при различных температурах[Текст]/А.Абдуманонов, Р.М.Валиев // Малый патент Республики Таджикистан № TJ 320, от 9 апреля 2010 года.

Поступило в печать 9.03.2011. Подписано в печать 11.03.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура литературная. Печать офсетная. Усл.печ.л.7,25. Тираж 100 экз. Заказ №34

Отпечатано в типографии ООО «Эр-граф». 734036, г.Душанбе, ул.Р.Набиева 218.

Тел.: 37.881-15-16, 227-39-92, 907.37-37-26

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Валиев, Рустам Мухаматович

Общая характеристика работы.

Глава 1. Литературный обзор.

§1.1. Современное представления физики разрушения твёрдых тел.

§1.2. Физические основы разрушения композиционных материалов.

§1.3. Некоторые особенности вязкого разрушения композиционных * материалов.

§1.4. Сведения о структурообразовании цементного камня.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние внешних факторов на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня"

§ 2.2. Образцы и методика эксперимента.'. 49

§ 2.3. Влияние времени отвердения на прочность керамзитобетона.51

§ 2.4. Зависимость прочности керамзитобетона^от температуры испытания.53

§ 2.5. Зависимость прочности керамзитобетона от количества механоциклов и скорости деформирования.55

§ 2.6. Влияние термо- и влагоциклирования на стабильность размеров и прочность керамзитобетона.59

§ 2.7. Влияние объёмного содержания стальных волокон на прочность цементного камня и керамзитобетона.•. 67

§ 2.8. Некоторые особенности долговечности керамзитобетона.69

§ 2.9. Заключение по главе 2.>.76

Глава 3. Влияние структуры на вязкость разрушения керамзитабетона. 77

§ 3.1. Введение.77

§ 3.2. Образцы и методика эксперимента.79

§3.3. Зависимость вязкости разрушения керамзитобетона от объёмного содержания наполнителя и времени отвердения.82

§ 3.4. Влияние термоциклов на вязкость разрушения цементного камня и композитов на его основе. 84

§3.5. Влияние термоциклов на акустическую эмиссию при деформировании цементного камня.93

§ 3.6. Акустоэмиссионные явления при нагружении исходного и термоциклированного керамзитобетона.102

§ 3.7. Заключение по главе 3.109

Общие выводы.111 и

Список литературы.115

Общая характеристика работы

Сочетание высокой прочности и низкой плотности армирующих элементов открывает возможность значительного повышения удельной прочности материала, что важно с точки зрения энергоёмкости конструкций и машин. При имеющихся успехах в создании КМ, на начальных этапах развития, наука о композитах в большей степени относилась к технологам. За относительно короткий срок было получено большое число композитов на основе металлов, полимеров и керамики, были сформулированы* основы механики их разрушения. Значительный вклад в создание механики деформирования и разрушения композитов внесли Розен, Цвебен, Келли, Ливщиц, Милейко, Тамуж и ряд других исследователей. В исследовании физических аспектов проблемы прочности и разрушения КМ большой вклад внесли В.Р. Регель, A.M. Лексовский, Б.Н. Нарзуллаев, A.C. Овчинский, Т. Б. Бобоев и др.

Результаты систематических исследований механизмов разрушения" однонаправленных композитов позволяют прогнозировать прочность и долговечность волокнистых композитов различного строения с разным объёмным содержанием компонентов. Однако до настоящего времени работы, посвящённые исследованию влияния внешних факторов на структуру, прочность и разрушение неоднородных композитов, по-видимому, из-за сложности экспериментального исполнения, не были выполнены.

Практически не исследовано влияние структуры на вязкость разрушения кер амзито бетона.

Помимо отсутствия систематических данных по влиянию внешних факторов на такие интегральные характеристики, как прочность и долговечность керамзитобетона, до сих пор не раскрыт вклад структурных элементов, в том числе микро-.и мезотрещин, которые образуются в теле композита при его эксплуатации, в вязкость разрушения материала.

В связи с этим представлялось важным и своевременным провести исследование влияния механического напряжения, температуры, влажности и

К у я их циклических изменений на структуру и разрушение композитов на основе цементного камня.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение-влияния внешних факторов (время, температура, влажность, механическое напряжение и их циклические изменения) на структуру, прочность и вязкость разрушения композитов на основе цементного камня. к -

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

Исследование влияния температуры и времени отвердения на прочность цементного камня и керамзитобетона.

Исследование температурно-временной зависимости прочности композитов на основе цементного камня.

Исследование влияния циклического нагружения на стабильность структуры и прочность керамзитобетона.

Акустоэмиссионное исследование кинетики разрушения цементного камня и композитов на его основе.

Научная новизна работы.

-Установлено, что величина и знак изменения размеров керамзитобетона г под действием термоциклов зависит от размеров фракций жёсткого наполнителя; композит с меньшими фракционными размерами наполнителя обладает большей размеро-механостабильностью, чем композит с большими размерами наполнителя.

-На основе анализа АЭ-сигналов при деформировании композитов установлено, что структурные микроповреждения становятся дополнительными каналами диссипации энергии при разрушении композита.

Основные защищаемые положения:

3.Способ стабилизации структуры композита путем воздействия температурно-временных факторов и циклического механического воздействия.

Практическая значимость результатов.

Обнаруженные в работе корреляция размеростабильности и прочности и керамзитобетона от фракционного размера жёсткого наполнителя, вариации структуры и условий воздействия внешних факторов с целью управления работоспособностью и долговечностью композитов на основе цементного камня могут быть применены в производстве размеростабильных композитов и материалов с заданными прочностными свойствами. Кроме того, полученные экспериментальные результаты могут быть применены при чтении специальных курсов по физике прочности и пластичности твёрдых тел, в частности композиционных материалов.

Надёжность и достоверность полученных в работе- результатов обеспечивается использованием современных методов физического эксперимента, большим количеством взаимодополняющих экспериментальных результатов, согласованностью с общефизическими представлениями о процессах деформирования и разрушения твёрдых тел. у > I

Публикации. По результатам работы опубликовано 10 статей, в том числе 4 в журналах из Перечня ВАК РФ, получен 1 малый патент Республики Таджикистан. к

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Содержание диссертации изложено на 120 страницах компьютерного текста. Количество иллюстраций-73, список литературы содержит 158 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Общие выводы

1. Изучено влияние внешних факторов (температура, влажность, механическое напряжение и их циклическое изменение) на структуру, прочность и вязкость разрушения цементного камня и композитов на его основе.

3.Установлено стабилизирующее действие циклической механической нагрузки на структуру керамзитобетона, способствующее заметному возрастанию его прочности.

4.Показано, что нелинейное изменение размера композита при термо-влагоциклировании коррелирует с изменением прочности, причём величина и знак изменения размера зависит от фракционного размера жёсткого наполнителя. Композит с меньшими фракционными размерами наполнителя обладает большей размеромеханостабильностью, чем композит с большими фракционными размерами наполнителя.

5.Установлено, что действие термомеханоциклирования не влияет на значение энергии активации разрушения композита, оно приводит к изменению значения структурно-чувствительного коэффициента у в уравнении долговечности.

6.Методом акустоэмиссии установлено, что поврежденные в результате термоциклирования образцы композита, способны поглощать больше энергии упругой деформации, чем неповрежденные, т.е. структурные микроповреждения становятся дополнительным каналом диссипации энергии упругой деформации при деформировании и разрушении композита.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Валиев, Рустам Мухаматович, Душанбе

1. Регель, В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел Текст.: / В.Р Регель., А.И Слуцкер., Э.Е. Томащевский // М., «Наука», 1974.-560с .

2. Карташов, Э.М. Структурно-статистическая кинетика разрушения полимеров Текст.: / Э.М. Карташов, Б. Цой, В.В. Шевелев//-М., «Химия», 2002. -734 с.

3. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кн.: под ред. Дж.г

4. Любина., перев. с англ. под ред.Б.Э.Геллера. М., «Машиностроение», 1988,-448 е.,-512 с.

5. Александров, А.П. Явление хрупкого разрыва Текст. / А.П Александров, С.H Журков, Явление хрупкого разрыва, Ленинград, 1933, -51с.

6. Витман, Ф.Ф. Влияние температуры на прочность травленого кварцевого стекла в его высокопрочном состоянии Текст. Ф.Ф. Витман, М.В. Мастерова, В.П. Пух //ФТТ, 1966, т.8, №5, С. 1503-1510.

7. Шерматов, Д. Дискретный спектр физических свойств и природа разрушения полимеров Текст.: / Д.Шерматов, Г.М.Бартенев, Б.Цой, Ш.Туйчиев, Х.М.Абдуллоев// Душанбе, «Шарки озод» 2005. 313 с.

8. Огородников В.А. Основы физики прочности и механики разрушения / В.А.Огородников, В.А.Пушков, О.Л.Тюпанова// Соров, ФГУП. «РФЯЦ -ВНИИЭФ» , 2007. 452 с.

9. Griffith, A.A. The phenomena of rupture and flow in solidsText./ A.A.Griffith // Phil.Trans.Roy. Soc.Ser.A, 1920, v.221, P.163-198.

10. Журков, C.H. Кинетическая концепция прочности твердых тел // С.H. Журков // Вестник АН СССР, 1968, № 3, С.46-52.

11. Frenkel, J.I. Uber die Warmebewegund in fegten und flussiden kozpenText./ J.I.Frenkel // Zeit. Fir Physic v35, 1926. P.652-669,

12. И.Финкель, B.M. Физика разрушения Текст. /В.М.Финкель/Г M.: «Металлургия», 1970г. С. 376.

13. Красовский, A.A. Физические основы прочности Текст./ A.A. Красовский // Киев, «Наукова думка», 1977.- 139 с.

14. Zwicky, F. Die reibfestigkeit von steinsalsText./ F.Zwicky Die reibfestigkeit von steinsals // Physikalische seit schritt, 1923. v.24, N1, P. 131-136.

15. Композиционные материалы (под ред. Л.Браутмана, Р.Крока) т.1, М.: «Мир», 1978, -437с; т.2, М.: «Мир», 1978, -563; т.4, М.: «Машиностроение», 1978, 502; т.6, М.: «Мир», 1978, -293с.

16. Цой, Б. Основы создания материалов со сверхвысокими физическими характеристиками Текст.: / Б.Цой, В.В.Лаврентьев, //-М., «Энергоатомиздат», 2004. -400 с.

17. Разрушение неметаллов и композитных материалов.Часть 1 Неорганич. материалы./ пер. с англ. под ред. Ю.Н.Роботнова// М.: «Мир», 1976.-634 с.

18. Монокристальные волокна и армированные ими материалы /перев. с англ. под ред. А.Т. Туманова//М.: «Мир», 1973„.-464 с.

19. Волокнистые композиционные материалы. / перевод с англ. под ред. С.З. Бокштейна. М.: «Мир», 1967.-284 с.

20. Холистер, Г.С. Материалы упрочненные волокнамиТекст./ Г.С. Холистер, К.Томас//перевод с англ. под ред. В.С.Ивановой. М.: «Металлургия», 1969.149 с.

21. Баженов, С.Л. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология М.: «Интелект», 2010.- 352 с.

22. Иванов, В.В. Кинетика разрушения и усталостная прочность полимерных композиций / В.В.Иванов, В.И.Климов, Т.М. Черникова // Кемерово, КузГТУ, 2003.- 233 с.

23. Липатов, Ю.С. Физико-химия наполненных полимеровТекст./Ю.С. Липатов//. Киев, «Наукова думка», 1967.-304 с.

24. Рабинович, А.Л. Введение в механику армированных полимеровТекст./

25. A.Л.Рабинович//. -МТ «Наука», 1970.-482 с. ~ " ' ~ " 23Васильев, В.В. Композиционные материалы: /Васильев, В.В. Протасов

26. B.Д., Болотин В.В.// и др. Справочник, Текст., М.: «Машиностроение», 1990. -512 с.

27. Браутман, Jl. Современные композиционные материалы Текст./ под ред. Л. Браутман и Р. Крока// М., «Мир», 1970. 672 с.

28. Иванова, B.C. Упрочнение металлов волокнами Текст./ В.С.Иванова, И.М.Копьев, Л.Р.Ботвина, Т.Д.Шермегор //. М.: «Наука», 1973, С.208.

29. Колпашников, A.M. Армирование цветных металлов и сплавов волокнамиТекст./ A.M. Колпашников, В.Ф.Мануйлов, Е.В.Ширяев-М., «Металлургия», 1974, С.249.

30. Иванова, B.C. Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами Текст./ В.С.Иванова, Н.М.Копьев, Ф.М.Елкин// М.: «Наука», 1974, С.200.

31. Келли, А. Высокопрочные материалыТекст./ А. Келли// ML: «Мир», 1976, С.261.

32. Матусевич, A.C. Композиционные материалы на металлической основеТекст./Матусевич A.C.// Минск, «Наука и техника», 1978.

33. Портной, К.И. Структура и свойства композитных материаловТекст./ К.И.Портной, Б.Н.Бабич, И.Л.Светлов, В.М. Чу баров//. М.: «Машиностроение», 1979, С.256.

34. Портной, К.И. Композиционные материалы на никелевой основеТекст./ К.И.Портной, Б.Н.Бабич, И.Л.Светлов //. М.: «Металлургия», 1979, С.264.

35. Ванин, Г.А. Микромеханика композиционных материаловТекст./ Ванин Г.А.//.К.Д985, С.302.

36. Заболоцкий, A.A. Композиционные материалы с металл. матрицейТекст./ А.А.Заболоцкий, Н.Д.Сазонов, И.Л.Светлов //. (Итоги науки и техники), М.:1978, -С.5-102.

37. Заболоцкий, A.A. Производство и применение композиционных материалов. (Итоги науки и техники) том 1 Текст./ А.А.Заболоцкйй//. -* М.:1979, С.106.

38. Mc.Danels, D.Z. Metals reinforced with fibrosText./ D.Z.Mc.Danels, R.W.Zech, J.W.Wolton// Metal. Progres 1960, v.78, N6, P. 118

39. Kelly, A. Tensille properties of fibre reinforced metalsText./ A.Kelly, W.R.Tyson // Mechanics and Physics of Solids, 1965, v. 13, N6, P.329.

40. Kelly, A.The principies of the fiber reinforcement of metalsText./ A.Kelly, G.J.Davies //Net. Reviews, 1965, v. 10, P 37.

41. Розен, Б. Механика армированных материаловТекст././В кн.:Моно-кристальные волокна и армирование ими материалы [Текст]/ Б.Розен, Э.Фридман//. М.: «Мир», 1973, С.184 219.

42. Розен, Б. Прочность и жесткость волокнистых композиционных материаловТекст./Б.Розен// В кн.: Современные комп. материалы. М.: «Мир», 1970, С.141-158.

43. Милейко, С.Т. Прочность бороалюминия композита с хрупким волокномТекст./С.Т.Милейко, Н.М.Сорокин, А.М.Цирлин// Механика полим., 1973, N5, С.840-846.

44. Zweben, С. Tensile failure of compositesText./C.Zweben// A1AA Journal., 1968, v.12, N6, P. 2325-2331.

45. Hedgepeth, J. M. Stress consentration in filamentary structures.Text./J. M.Hedgepeth //NASA TND 882, 1961.

46. Hedgepeth, J. M. Local stress consentration in imperfect filamentary composite materialsText./ J. M.Hedgepeth, P.Van Dyke // J. Сотр. Materials, 1967, v.l, P.294-309. 4

47. Овчинский, A.C. Процессы разрушения композиционных материалов (Имитация микро- и макромеханизмов на ЭВМ)Текст./ А.С.Овчинский '//МГГ «Наука», 1988,С.278.

48. Овчинский, А.С. Моделирование на ЭВМ процессов образования, роста и слияния микродефектов в структурно-неоднородных материалах Текст.

49. А.С.Овчинский, Ю.С.Гусев//Механика композитных материалов.М.: «Наука», 1982, N4, С.585-592.

50. Кудяков, А.И. Влияние зернового состава и вида наполнителей на свойства строительных растворов Текст.: /Л. А. Аниканов, Н.О. Копаница , A.B. Герасимов// Строительные материалы, М.: 2001, № 11, с. 28-29.

51. Жуковец, И.И. Экспериментальные исследования физических причин разрушения бетона в конструкциях под воздействием различных нагрузок: Текст./ И.И. Жуковец// Диссертация канд. техн.наук, М.: 2003 130с.

52. Болотин, В.В. Статистическая теория накопления повреждений в КМ и масштабный эффект надежности Текст. /В.В.Болотин//Механика полимеров, 1976.- №2.-С.247-255.

53. Болотин, В.В. К механике разрушения композиционных материалов Текст. /В.В.Болотин // Проблемы прочности, 1981.- №7.-С. 17-28.

54. Болотин, В.В. Объединенная модель разрушения композиционных материалов при длительно действующих нагрузках Текст. /В.В.Болотин// Механика композитных материалов, 1981.-№3.-С.405-420.

55. Тамуж, В.П. Разрушение конструкций из композитных материаловТекст.// под ред.В.П. Тамужа и В.Д. Протасова. Рига: «Зинатне», 1986.-263 с.

56. Тамуж, В.П. Объемное разрушение однонаправленных композитов Текст. /В.П.Тамуж// В кн.: Разрушение композиционных материалов. Рига: «Зинатне», 1979.-С.17-14.

57. Милейко, С.Т. Прочность сапфировых волокон и сапфир-молибденовых композитовТекст./С.Т.Милейко, В.М.Казмин// Механика КМ, 1979, N5, С.723-726.

58. Mileiko;S.T. Micro and macrocrecks in composites. /S.T. Mileiko// Text. Pros, of first USA- ÜSSR symp. "Fracture of composite materials". Noördhoff, 1979T P.3-12.

59. Милейко, С.Т. Структура и прочность композитов типа бороалюминия Текст. /С.Т.Милейко, Ф.Х.Сулейманов, Н.С.Саркисян// Механика композитных материалов, 1986.-№5.-С.811-819.

60. Кривободров, B.C. Начальные стадии эволюции микротрещин Текст./ В.С.Кривободров, А.Н.Орлов // ЖТФ, 1984, т. 55.- №8.- С.1677-1679.

61. Абдуманонов, А. Кореллированность микроразрушений при деформировании однонаправленных волокнистых композитов Текст. /Абдуманонов А.// -Докторская дисс., Санкт-Петербург, 2002.-340 с.

62. Владимиров, В.И. Дисклинации в кристаллах. Текст./ В.И.Владимиров,

63. A.Е.Романов//-Л.:Наука, 1986.-224 с.

64. Панин, В.Е. Структурные уровни деформации твердых тел Текст./

65. B.Е.Панин, В.А.Лихачев, Ю.В.Гриняев// Новосибирск: «Наука», 1985.-232 с.

66. Владимиров, В.И. Физическая природа разрушения металлов Текст./

67. B.И.Владимиров//- Л.: «Металлургия», 1984.-280 с.

68. Владимиров В.И. Мезоскопические эффекты при деформации и разрушении композитов Текст./ В.И.Владимиров// В кн.; Кинетика деформирования и разрушения композиционных материалов. Л.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1983.1. C. 11-24.

69. Владимиров, В.И. Дефекты, деформация и разрушение в композитных материалах на мезоскопическом уровне Текст./ В.И.Владимиров, М.Ю.Гуткин, А.Е.Романов//В кн.: Физика и механика разрушения КМ.- Л.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1986.-С.145-156.

70. Приемский, Н.Д. Характерные масштабы пластической деформации в композитах Текст. /Н.Д.Приемский, А.Е.Романов//В кн.: Кинетика деформирования и разрушения композиционных материалов. -~Л.:'ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1983.-С.5-10.

71. Владимиров, В.И. Особенности образования дефектной структуры границ раздела в гетерогенных материалах Текст. /В.И.Владимиров, М.Ю.Гуткин,

72. A.Е.Романов// В кн.: Физические аспекты прогнозирования разрушения и деформирования гетерогенных материалов. JL: 1987.-С.76-93.

73. Панин, В.Е. Пластическая деформация как волновой процессТекст./

74. B.Е.Панин, Л.Б.Зуев, В.И.Данилов, М.Л.Мних//ДАН СССР, 1989.-Т.308.-№6.1. C.1375-1379.

75. Зуев, Л.Б. Спектр-интерферометрический метод регистрации и анализа полей смещения при пластической деформации Текст./Л.Б.Зуев, В.И.Данилов, М.Л.Мних // Заводская лаборатория, 1990.- №2.-С.90-93.

76. Панин, ,В.Е. Волновая природа пластической деформации твердых тел Текст./ В.Е.Панин//Известия ВУЗов (Физика), 1990.- №2.-С.4-18.

77. Карпинос, Д.М. Новые композиционные материалы Текст./Д.М. Карпинос, Л.И.Тучинский, Л.Р.Вишняков//. Киев: «Вища школа», 1977.-312 с.

78. Воробьев, В.А. Строительные материалы. Текст. / В.А. Воробьев // М.: «Высшая школа», 1979.-382 с.

79. Жуковец, И.И. Механические испытания металлов Текст./И.И.Жуковец// М.: «Высшая школа», 1986.-200 с.

80. Хрулев, В.М. Технология и свойства композиционных материалов для строительства Текст./ В.М. Хрулев // Уфа : ТАУ, 2001. 168 с.

81. Герасимов A.B. Получение измельченного керамзитобетона и использование его в строительных смесях Текст. / А.В.Герасимов О.И. Недавний, A.B. Мананков // М.: Изв. ВУЗов «Строительство», 2002.- №8.-С. 32-38.

82. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции Текст. / Ф.Н. Рабинович.// -М.: АСВ, 2004. 560 с.

83. Жданов, А.Е. Мелкозернистые бетоны из фосфорсодержащих отходов производства минеральных удобрений Текст. / А.Е. Жданов, В.П. "Ярцев '//Сб7статей XI Междунар. науч.-практ. конф. «Экономика природопользования ич (природоохраны». Пенза, 2008. -С. 134-136.

84. Жданов, А.Е. Влияние многотоннажных отходов промышленности на прочность и долговечность мелкозернистого бетонаТекст. / А.Е. Жданов, A.B.

85. Пучин, В.П. Ярцев // Материалы VI Междунар. науч.-практ. интернет-конф. «Состояние современной строительной науки 2008». Полтава, 2008. -193 с.

86. Mahnke, D . Temperaturabhang. der daueraugtestiglceit und serreibfetigfeit ibfetigfeit synthetischer steinsael kristalleText./D.Mahnke// Zeit. Phys., 1934, N3-4, p.177.

87. Haward, R.N. The extension and rupture of cellulose acetate and celluloid. Text./ R.N. Haward, // Trans, of the Faraday Sosiaty, 1942, v.38, N9, p.394.

88. Haward, R.N. The fast and slow extension of some plastic materials Text./ R.N.Haward//Trans, of Faraday Sosiaty, 1943, v.39, p.267.

89. Регель, B.P. О механизме хрупкого разрушения пластмассТекст./

90. B.Р.Регель//Журнал технической физики, 1951.-Т.21,- С.287.

91. Orowan, Е. The fatugue of glass under stressText./E.Orowan// Nature, 1944.-V.154.-P.3906-3908.

92. Murgatroyd, J.B. Mechanism of brittle ruptureText./J.B.Murgatroyd//Nature, 1944.- V.154.-P.3897

93. Murgetroyd, J.B. Mechanism of brittle ruptureText./J.B.Murgetroyd, R.F.Sykes// Nature, 1945.-V. 156.-P.3972.

94. Журков, C.H. Временная зависимость прочности твердых тел Текст. /С.Н.Журков, Б.Н.Нарзуллаев//Журнал техн. физики, 1953.-Т.23.-Вып.10.1. C. 1677-1689.

95. Журков, С.Н. Температурная и временная зависимость прочности полимерных волокон Текст./С.Н.Журков, С.А.Аббасов// ВМС, 1961.-Т.З.- №3.-С. 441-449.

96. Куксенко, B.C. Возникновение субмикроскопических трещин при нагружении ориентированных аморфно-кристаллических полимеров Текст./- "В.С.Куксенко, А.И.Слуцкёр, ~А.А.Ястребинский//ФТТ; 1967.-Т.9:-№8Г-С.2390-2399.

97. Куксенко, B.C. Образование субмикротрещип в полимерах под нагрузкой Текст./В.С.Куксенко, А.И.Слуцкер, С.Н.Журков//ФТТ,1969.-Т. 11.-№2.- С.296-307.

98. Журков, С.Н. Микромеханика разрушения полимеров Текст./ С.Н.Журков, В.С.Куксенко//Механика полимеров, 1974.-№5.-С.792-801.

99. Лексовский, A.M. Некоторые вопросы микромеханики развития трещин в КМ Текст./А.М.Лексовский, А.Я.Горенберг, Б.Л.Баскин, В.Р.Регель//В кн.:Физика прочности композиционных материалов. Л.:ФТИ им. А.Ф. Иоффе, 1979.-С.191-193.

100. Tamuse, V.P. Proc. of first USA-USSR symposium on fracture of composite materialsText./V.P. Tamuse//Noordhoff, 1979.-PP. 13-24.

101. Тамуж, В.П. Разрушение однонаправленных углепластиков и реализации в них прочностных свойств волокон Текст./В.П.Тамуж, М.Т.Азарова,

102. B.М.Бондаренко и др.//Механика композиционных материалов, 1982.-№1.1. C.34-41.

103. Гукасян, Л.Е. Влияние прочности границы раздела волокно-матрица на некоторые механические свойства В-А1 Текст./Л.Е.Гукасян//Автореф. канд.дисс. М.: ИМЕТ, 1981.

104. В. Weiler, S. Xu, U. Mayer Otto-Graf-Journal., 1997.-V. 8.-23.-PP. 255-269.

105. Degala, S. Acoustic Emission Monitoring of Reinforced- Concrete Systems Retrofitted with CFRPText./S. Degala// University of Pittsburgh, 2008,- 115 p.

106. Koppel, S. Localization and identification of cracking mechanisms in reinforced concrete using acoustic emission analysisText./S.Koppel and T.Vogel//Proc. 4. Int. Conf. on Bridge Management, Surrey (2000).-PP. 88-95.

107. M. Ohtsu The e-Journal of Nondestructive Testing., 2002, September.-V.

108. Грешников, B.A. Акустическая эмиссия Текст./В.А.Грешников, Б.Дробот// М.: 1976.-270 с.

109. Трипалин, А.С. Акустическая эмиссия. Физико-механические аспекты Текст./А.С.Трипалин, С.И.Буйло//Ростов на Дону, 1986.-160 с. - - -

110. Engle, R.B. Acoustic emission SW detection as a tool for NDT and material evaluationText./R.B.Engle, H.L.Dunegan//Int.J. of NDT, 1969, v. 1, N1, pp. 109-125.

111. Woodward, B. The use of signal analysis to inetify sorses acoustic emissionText./B.Woodward, R.W.Harris//Acoustica, 1977, v.37, N3, pp. 190-197.

112. Иванов, В.И. Применение метода АЭ для неразрушающего контроля Текст./ В.И.Иванов//Дефектоскопия, 1980.-№5.-С.65-84.

113. Гусев, О.В. Акустическая эмиссия при деформировании монокристаллов тугоплавких металлов Текст./ О.В.Гусев// М.: 1982.-107 с.

114. Иванов, В.И. Применение метода акустической эмиссии для неразрушающего контроля Текст./В.И.Иванов//Дефектоскопия, 1980.-№5.-С.65-84.

115. Акустическая эмиссия и ее применениегдля неразрушающего контроля в атомной энергетике Текст.//под ред. К.Б.Вакара. М., Атомиздат, 1980.-165 с.

116. АЕ instrumentation. Short From Catalog. Dunegan/Endevco, 1981.-50 p.

117. Брагинский, А.П. Теоретические и прикладные аспекты АЭ анализа динамики дефектов в твердом теле Текст./А.П.Брагинский//Киев, 1986.-30 с. (Препр. ИМФ, №18,-86).

118. Выровой В.Н. Структурообразование и разрушение композиционных строительных материалов Текст./ В.Н. Выровой// Современные проблемы строительного материаловедения: Тр. межд. конф. Самара: СамГАСА, 1995. -С.30-31. 4

119. Egle, D.M. Frequency spectra of AE from nodular cast ironText./D.M.Egle, C.A.Tatro, A.E.Brown//Mat.Evalution, 1981, v.39, N11, pp.1037-1044.

120. Брагинский, А.П. Прогнозирование изменений структуры материалов на основе анализа сигналов АЭ Текст./А.П.Брагинский// Канд. дисс. М.: МИСиС, 1981.-203 с.

121. Текст. /Ю.А.Фадин, Р.М.Ахунов, А.М.Лексовский /Материалы 4 -го Всесоюзного семинара по физике прочности КМ. Л.: ФТИ, 1980.-С. 56

122. Ржевкин, В.Р. Изучение закономерностей разрушения конструкционных материалов методом АЭ Текст./В.Р.Ржевкин//Канд. дисс. Л.: ФТИ, 1985.-185 с.

123. Баранов, В.М. Акустоэмиссионные приборы ядерной энергетики Текст. /В.М.Баранов, К.И.Молодцов// М., Атомиздат, 1980.-142 с.

124. Пб.Гусев, О.В. АЭ как метод исследования закономерностей деформации и разрушения при испытании КМ Текст./ О.В.Гусев, М.Х.Шоршоров и др.// В кн.: Волокнистые и дисперсно-упрочненные КМ. М.: Наука, 1976.-С.93-101.

125. Азимов, Ш.Ш. Видеозапись АЭ при исследовании разрушения композитов как метод изучения индивидуальных сигналов АЭ Текст./ Ш.Ш.Азимов, Р.М.Ахунов, А.П.Тишкин//Тезисы конф. молодых специалистов по механике КМ. Рига, 1979.-С. 104-106.

126. Лексовский, A.M. Акустическая эмиссия при разрушении композита АГВ. Текст./А.М.Лексовский, Р.М.Ахунов, Ш.Ш.Азимов, А.Абдуманонов, А.П.Тишкин, В.Р.Регель//В кн.: Физика прочности КМ Л.: ФТИ, 1979.-С.256-259.

127. Виноградов, А.Ю. Акустикоэмиссионный анализ негомогенной пластической деформации AM Текст./А.Ю.Виноградов// Канд. дисс. Л.: ФТИ, 1988.-190 с.

128. Виноградов, А.Ю. О влиянии структурной релаксации на динамику дефектов под нагрузкой в аморфных сплавах по данным АЭ Текст. /А.Ю.Виноградов, А.М.Лексовский, В.В.Яковенко//Металлофизика, 1989.-Т.11.-№2.-С.29-35.

129. Тишкин, А.П. Коррелированность потока событий акустической эмиссии Текст./А.П.Тишкин, А.М.Лексовский//Письма в ЖТФ, 1988.-Т.14.-Вып.167-С.1463-1467.г

130. Ахунов, P.M. Применение метода АЭ для изучения кинетики накопления повреждений Текст. В кн.: Кинетика деформирования и разрушения КМ [Текст]/Р.М.Ахунов, Ш.Ш.Азимов, Г.Х.Нарзуллаев// Л.: ФТИ, 1983.-С.190-201.

131. Абдуманонов, А. Акустоэмиссионные характеристики g процесса задержанного дробления волокон в композитах Текст./А.Абдуманонов, А.М.Лексовский, А.П.Тишкин//Уч.записки ХГУ, Худжанд, 1998.-№2.-С.10-15.

132. Ржевкин, В.Р. Изучение разрушения углерод-углеродных композитов методом АЭ Текст./В.Р.Ржевкин, Б.Л.Баскин, Г.Х. Нарзуллаев и др.// В кн.: Механизмы повреждаемости и прочность гетерогенных материалов. Л.: ФТИ, 1985.-С.137-139.

133. Виноградов, А.Ю. Спектральный анализ АЭ в ВКМ с хрупкой матрицей Текст./А.Ю.Виноградов, В.В.Данилов, А.М.Лексовский// В кн.: Физика прочности гетерогенных материалов. Л.:ФТИ,1990.-С.84-95.

134. Ивашенко, Ю.А. Деформационная теория разрушения бетона Текст./Ю.А. Ивашенко //Изв. Вузов. Строительство и архитектура, 1987.- №1. С.33-38.

135. Игнатович, С.Р. Стохастическая модель повреждаемости материалов. Текст. / С.Р. Игнатович //Проблемы прочности, 1990.- №6. С.3-9.

136. Комохов, П.Г. Физика и механика разрушения в процессах формирования прочности цементного камня. Текст. /П.Г. Комохов// Цемент, 1991. -№7-8. -С.4-10

137. Косолапов, A.B. Влияние зернового состава мелкого заполнителя бетона на особенности развития процесса микроразрушения. Текст./А.В. Косолапов, Ю.А.Самарин //Изв. вузов! Строительство и архитектура, 1976.- №"10. .- С.79-83.

138. Лучко, И.И. Механика разрушения бетона. Текст./И.И. Лучко //Физ.-хим. мех. матер., 1991. -№3.- С. 97-110.

139. Лысак, Н.В. Акустическая эмиссия и разрушение бетона при статическом нагружении Текст./ Н.В. Лысак, В.Р. Скальский, И.И. Лучко //Изв. вузов.

140. Строительство и архитектура, 1989.- №12. С.48-51.

141. Неделя, H.H. Влияние влажности бетона на его прочность Текст. / H.H.I

142. Неделя //Бетон и железобетон, 1983.- №3. С.38-39.

143. Панасюк, В.В. Оценка трещиностойкости цементного бетона по вязкости разрушения Текст./В.В.Панасюк, Л.Т.Бережницкий, В.М. Чубриков //Бетон и железобетон, 1981.- №2. С. 19-20.

144. Бобоев, Т. Способ оценки состояния структурных полимерных композитов. Текст. / Т. Бобоев, В. Филатов, H.A. Николаева // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Проблемы физики прочности и пластичности полимеров» Душанбе, 1990.-С.112.

145. Бобоев, Т. Исследование процесса фотодеструкции связующего ЭНФБ.

146. Текст. / Т. Бобоев // Материалы научной конф. « Физика конденсированныхк сред». Душанбе, 1999.-С.З.

147. Бобоев, Т. Влияние физической модификации на прочность полимерных композиционных материалов Текст. / Т. Бобоев, В.В. Филатов // ДАН Республики Таджикистан, 1999.-ТЛ2.-Ш2.-С. 26-28.

148. Бобоев, Т. Изучение влияния предварительного УФ-облучения на кинетику водопоглощения эпоксидного углепластика Текст."/ Т. Бобоев, В:В. Филатов // Вестник Национального университета, 2005.-Вып. 3.-С.40-42.

149. Бобоев, Т. Влияние режимов инсоляции на кинетику потери массы и прочность эпоксидного углепластика Текст. / Т. Бобоев, В.В.Филатов// ДАН Республики Таджикистан, 2005.-Т.48.-№ 5-6.-С.101-105.

150. Бобоев, Т. Исследование термоокислительной деструкции эпоксидного углепластика. Текст. /Т. Бобоев, В.В. Филатов// ДАН Республики Таджикистан, 2005.-Т.48.-№ 5-6.-С.95-100.

151. Ваучский, М. Н. Направленное формирование упорядоченной надмолекулярной кристаллогидратной структуры гидратированных минеральных вяжущих Текст. М. Н.Ваучский / «Вестник гражданских инженеров», 2005.-№ 2.-С. 44^17.

152. Пономарев, А. Полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа Текст. /А. Н. Пономарев, В. А. Никитин //Патент РФ на изобретение. № 2196731, Реестр ФИПС от 21.09. 2000 г.

153. Нб.Юдович, М.Е., Пономарев А.Н. Наномодификация пластификаторов. Регулирование свойств и прочностных характеристик литых бетонов Текст. / Юдович, М.Е., Пономарев А.Н.// «СтройПРОФИль», 2007.- № 6.-С.49-51.

154. Синицын, Н. Прекрасный век для нанотэк Текст. / Н. Синицын, J1. Дубровская / Вестник строительного комплекса, 2007.-№ 8.-С. 50-51.

155. Список опубликованных работ Валиева P.M.

156. Валиев, P.M. Влияние внешних факторов на прочность композита на основе цемента Текст. / А.Абдуманонов, С. Н. Каримов, Р. М. Валиев, 3. Н. Юсупов //Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2003.-№6:-С.8-13.

157. Валиев, Р.М; Зависимость прочности композита от условий воздействия механической нагрузки Текст. /А.Абдуманонов, P.M.Валиев, С.Н.Каримов, З.Н.Юсупов // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2004.-№7-8.-С.32-36.

158. Валиев, P.M. Влияние объёмного содержания наполнителя и степень гидратации на вязкость разрушения керамзитобетона Текст./А.Абдуманонов, P.M.Валиев // Ученые записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2005Т-№9.- С.3-9.

159. Валиев, P.M. Влияние термоциклов на прочность и вязкость разрушения композиционного материала Текст. /А.Абдуманонов, P.M.Валиев, М. Холикова // Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2006. -№12.-С.26-39.

160. Валиев, P.M. Прочность и размеростабильность керамзитобетона под действием термо-влагоциклирования Текст. / А. Абдуманонов, P.M.Валиев, С.Н.Каримов //ДАН Наук Республики Таджикистан, 2006.-Т.49.- №6.-С.511-516.

161. Валиев, P.M. Влияние термоциклов на прочность композиционного материала Текст. / А.Абдуманонов, Р.М.Валиев //Учёные записки ХГУ им. Б.Гафурова. Худжанд, 2009.-№14.-C.33-37.

162. Валиев, Р.М Исследование особенностей разрушения цементного камня икерамзитобетона методом акустической эмиссии Текст. /А.Абдуманонов,к

163. Ш.Ш.Азимов, Р.М.Валиев, В.Н.Петухов, Ф.А.Абдуманонов, А.Лакаев //ДАН Республики Таджикистан, 2010.-Т.53.-№5.-С.351-355.

164. Валиев, P.M. Влияние структуры на вязкость разрушения керамзитобетона Текст. /А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, С.Н.Каримов // ДАН Республики Таджикистан, 2010.-Т.53,-№6.-С.437-441.

165. Валиев, P.M. Влияние структуры на прочность композиционного материала Текст. /А.Абдуманонов, Р.М.Валиев, С.Н.Каримов // ДАН Республики Таджикистан, 2010.-Т.53.- №7.-С.511-515.

166. Список изобретений Валиева P.M.

167. Искренне благодарен профессору Каримову Саидмухаммаду Носировичу- моему научному консультанту, зав. лабораторией физики Худжандского научного центра, за советы и доброжелательное отношение.

168. Искренне благодарю моих родителей, а также всех моих родных и близких за моральную и материальную поддержку в период работы над диссертацией.