ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

На формирование звукоизоляционных свойств композиционного материала значительное влияние оказывает его состав, т.е. вид и количество добавок, вводимых в исходный материал-матрицу, которые обладают определенными динамическими и диссипативными характеристиками.

Вновь созданные композиты, однако, отличаются от традиционных материалов, применяемых в широком строительстве не только своим составом, но и внутренним строением - структурой, которая, как показами исследования, определяет его новые качества.

Макроструктура композиционных материалов, обладающих улучшенными акустическими характеристиками, характеризуется конгломератным типом, т.е. она образована совмещением микроструктуры вяжущего вещества и полизернистых или иных видов (пластинчатых, угловатых, волокнистых) грубодисперсных частиц добавки.

Для ограждающих конструкций (межкомнатных и межквартирных перегородок) в основном используются легкие бетоны, которые имеют макродисперсные поры в виде замкнутых ячеек, что позволяет их считать особой разновидностью заполнителя.

При создании оптимальных и рациональных структур конгломератов с улучшенными звукоизоляционными свойствами необходимо определить влияние структурного фактора на их акустические характеристики.

Основными параметрами, которые характеризуют структурный фактор композитов, являются: вид вяжущего (материал-матрица) и добавок; взаимосвязь физико-механических свойств матрицы и заполнителей; количественные соотношения между материалом-матрицей и добавками в общем объеме смеси.

Для достоверного определения звукоизоляционных свойств композиционных материалов необходимо дать оценку их структуры. При исследовании материалов, лежащих в основе изготовления ненесущих ограждающих конструкций (гипсобетон, пемзобетон, керамзитобетон и т.д.) с введенными в них демпфирующими добавками, установлено, что частицы добавок отделены от материала-матрицы прослойками значительной толщины, поэтому структура таких материалов классифицируется как порфировая и в первом приближении она оценивается по коэффициенту упаковки частиц в материале. Заполнители, входящие в состав композита (базальтовые волокна, отходы слюды, кожи и РТИ), имеют различный диаметр частиц, поэтому для упрощения расчета числовую величину коэффициента упаковки можно выразить как отношение объема вяжущего к объему заполняющей части, т.е.

Подобно плотной, компактной упаковке частиц в микроструктуре вяжущего вещества, грубодисперсные частицы добавки подбираются с наименьшим объемом межзерновых пустот для создания оптимальных структур композиционного материала.

Исследования показали, что при К _у»1, структура материала является оптимальной, а по мере уменьшения К _у<<<1, ухудшается контактирование и взаимосвязь частиц. Если частицы материала-матрицы и заполнителей шарообразной формы и одного диаметра, то для оптимальной структуры максимальное количество частиц заполнителя в конгломерате составляет 74%, что соответствует К _у =0,35. В случае несоизмеримости частиц вяжущего и добавок по своим геометрическим размерам (длина и диаметр), К _у не должен быть меньше 1. По мере увеличения дисперсности заполнителя, его количество в общем объеме композита меняется и тогда коэффициент упаковки в общем виде для любых ИСК (искусственных строительных конгломератов) вычисляется по формуле:

, где

r_д, v _д,r_М, v _М - плотность и объем материала добавки и материала-матрицы соответственно.

Полученный метод расчета позволяет выбрать наилучшую плотность упаковки частиц в макроструктуре ИСК и, как следствие, определить оптимальную структуру материала с заранее заданными свойствами. Зная соотношения между диссипативными и динамическими характеристиками конгломерата, а также его коэффициент упаковки и критическое содержание заполнителя можно, подобрать состав, который соответствует не только прочностным, но и звукоизоляционным характеристикам (в частности для изготовления ненесущих ограждающих конструкций). Так как все оптимальные структуры характеризуются признаком подобия, то данный метод применим для любых ИСК (с любым материалом-матрицей и добавками независимо от геометрических параметров их частиц), а конструкции, составы которых разработаны по данному методу, в реальных условиях полностью соответствуют запроектированным показателям.