7. Закон створа и конгрузиции

Закон створа является следствием воздействия физических, фи­зико-химических и технологических факторов и явлений.

Физическая природа явлений, обусловливающих действие зако­на створа, состоит в том, что при оптимальных структурах насту­пает уравновешивание сил притяжения и отталкивания между структурными микрочастицами. Вследствие этого значения сво­бодной энергии Гиббса и свободной внутренней энергии Гельмгольца становятся минимальными. И тогда в данных условиях воз­никает равновесная система, устойчивая или иногда может быть и неустойчивая, но стабильная в течение длительного времени. Чем полнее в технологический (или генетический у горных пород) пе­риод была израсходована свободная энергия с переходом ее в энергию связи между микрочастицами, тем ярче выступают экстре­мумы свойств как функции энергии. Положение экстремума обу­словлено также минимумом микропор или других микродефектов в структуре.

Закон конгруэнции устанавливает: при оптимальных структурах между свойствами вяжущего вещества и конгломерата на его основе, или между свойствами различных конгломератов на основе общего вяжущего вещества, или между свойствами различных конгломератов на основе различных вяжущих веществ существует обязательное соответствие. Этот закон означает, что при улучшении или снижении качества вяжущего вещества соответствующие изменения происходят и с качеством конгломерата, изготовленного на его основе, что в количественном отношении оценивается с помощью расчетных формул (прочности, упругих деформаций и др.). Естественно, что такая закономерность справедлива только для материалов оптимальной структуры. При неоптимальных же структурах нередко получают конгломераты худшего качества даже при улучшении вяжущего вещества, например, при более высокой марке цемента в бетоне. Этот закон еще раз подчеркивает, что только оптимизация структуры обеспечивает теснейшую взаимосвязь мероприятий по улучшению вяжущего (матричного) вещества и повышению качества конгломерата на его основе. В этой взаимосвязи ключевым связующим элементом является заполняющий компонент, значимость которого отражена в показателях степени пит общей формулы прочности. Конкретный характер мероприятий зависит от разновидности вяжущего вещества и заполнителя, но определенную пользу всегда приносят: повышение дисперсности частиц твердой фазы; применение добавочных веществ (добавок) направленного действия; обработка с помощью физических активаторов и т. п.

Общая теория ИСК состоит из четырех взаимосвязанных разде­лов, каждый из которых представляет собой в достаточной мере са­мостоятельную научную систему, или теоретическую концепцию.

Первый раздел — теория структурообразования, может быть определен и как теоретическая технология. В этом разделе содер­жится описание типичных технологических процессов и переделов при производстве строительных материалов, закономерностей, ле­жащих в основе технологий в каждой отрасли материалов и изделий с учетом мировых достижений.

Второй раздел — структурная теория прочности, деформирован-ности и конгруэнции свойств ИСК при оптимальных структурах. В нем изложен общий метод проектирования оптимальных составов и структур ИСК, опирающийся на объективные закономерности прочности и других свойств, конгруэнции, створа; раскрывается фи­зическая, физико-химическая и технологическая природа этих объ­ективных закономерностей материального мира.

Третий раздел — теория долговечности ИСК в конструкциях зданий и сооружений. Выражены закономерные изменения в струк­туре и свойствах материала, работающего в конструкциях. Излага­ются принципы долговечности, временные элементы и способы их увеличения — упрочнение, относительная стабилизация и деструк­ция и ее торможение. Решаются проблемы прогнозирования долго­вечности и надежности ИСК в эксплуатационных условиях.

Четвертый раздел — теория методов научного исследования и технического контроля качества ИСК. Выражает совокупность при­емов и операций в теоретическом познании качественных характе­ристик ИСК, закономерностей, лежащих в основе методов испыта­ния материалов при оценке их свойств в лабораторных и производственных условиях разрушающими и адеструктурными ме­тодами измерения, приборами, аппаратами и автоматизированны­ми средствами. Углубляет ускоренные методы, в частности, при оценке экологической чистоты материалов и окружающей среды.

Степень разработанности определенных разделов общей тео­рии ИСК в настоящее время неодинакова, но объем имеющихся данных позволяет решать многие технологические и строительные задачи, проблемы совершенствования и развития науки о материа­лах. Ниже более подробно изложены основные аспекты этих четы­рех разделов.