АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ЗА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМИ ДАНИМИ

Abstract

Для отримання композиційних матеріалів із заданими характеристиками, призначених, зокрема, для реставраційних робіт та реконструкції внутрішніх частин історично цінних будівель, корисним є узагальнений, системний погляд на проблему структуроутворення гіпсових композитів та подібних до них матеріалів. Вирішення відповідної задачі може бути здійснено в рамках системи причинно-наслідкових зв’язків «експлуатаційні та технологічні фактори  структуроутворення  структура матеріалу  фізичні (експлуатаційні) властивості» [1]. Виникнення нових фізичних властивостей у процесі структуроутворення обумовлено структурними перетвореннями, що відбуваються у трьох підсистемах: 1. Розчинна частина, що являє собою рідину («вільну» воду, дисперсійне середовище) у капілярній формі. 2. Затверділа складова, до якої належать також частинки наповнювача, кілька твердих фаз кристалічного, дрібнокристалічного та гелеподібного характеру (наприклад, тоберморитовий гель [2]). Ця складова є структурним каркасом матеріалу, що передає механічні впливи і проводить звукові коливання [3]. Частинки твердої фази пов’язані між собою точковими та кристалізаційними контактами [4] різної структури та геометрії. 3. Границі розділу – стінки пор та капілярів, гідратовані та покриті шарами молекул «зв'язаної» води, що містять іонні компоненти [5]. Ці підсистеми, перебудовуючись у процесі структуроутворення, мають власну індивідуальність і роблять різний внесок у фізичні властивості матеріалу. Тенденцію до синхронізації змін ряду властивостей (електричних – електропровідність, діелектричні втрати; термічних – екзотермія твердіючого матеріалу; механічних – швидкість ультразвуку, модуль Юнга, характеристики міцності) важко виявити безпосередньо з експериментальних кривих структуроутворення, що містять, як правило, ділянки безперервних, плавних змін відповідних показників. Це утруднення може бути усунуто за допомогою перетворення експериментальних залежностей відповідних показників від часу у графіки залежності кривизни відповідних кривих від часу (можливо, в логарифмічній шкалі).