Details

Прогнозирование эксплуатационных свойств композитных строительных материалов является актуальной задачей, определяющей развитие строительного материаловедения. Особенно актуально решение, обеспечивающее комплексное прогнозирование механических, деформационных и массопереносных свойств композитов. Применение структурных моделей наиболее эффективно в решении этой задачи поскольку обеспечивает прогнозирование свойств по разработанным моделям и конструирование структуры материала с заданными свойствами с определением оптимального состава композитного материала. В работе предложен метод построения и на его основе разработана последовательность структурных моделей, позволяющая на примере цементных и полимерных композитов, прогнозировать механические, деформационные и массопереносные свойства. Развитие предложенного метода позволило разработать принципы построения конечно-элементных моделей структуры композитов, определяющих напряженно-деформированное состояние материала в зависимости от нагрузки и температуры (для стеклопластиков), что является важным в проектировании строительных конструкций с применением автоматизированных методов. Научная новизна работы включает: метод построения микроструктурных моделей строительных композитов; способ включения зоны контакта в микроструктурные и конечно-элементные модели; новые рецептурные зависимости модуля упругости, водонепроницаемости и прочности цементных композитов; температурные зависимости модуля упругости и деформаций полимерных композитов; принцип дополнительной термообработки полимерных композитов. Практическая значимость заключается в обеспечении возможности конструирования структуры строительных композитов с помощью микроструктурного и конечно-элементного моделирования, а также в дополнительных возможностях оптимизации состава, улучшения свойств материалов, и проектирования конструкций на их основе с применением полученных рецептурных и температурных зависимостей.