Sisuelementide kunstlik kombineerimine. Kunstlikud orgaanilised ühendid. Ühendused metallist hammasplaatidel

Sildade jäigad ühenduselemendid... Jäigasid ühendusi on 3 tüüpi:
Cast.
Tavaline või laserkeevitus.
Keraamilised.

Cast ühendused vahast eelvalmistatud kunsthammaste ja fiksaatorite vahamallidel, nii et silla saab valada üheks plokiks. See välistab vajaduse täiendava keevitamise järele. Kuid valu peaks olema seda täpsem, mida rohkem ühikuid sisaldab proteesi. Väikesed deformatsioonid, mis tekivad sulametalli jahutamisel, võivad olla ühe seadme valmistamisel üsna vastuvõetavad, kuid mitmekordselt korrutatuna põhjustavad ebarahuldava lõpptulemuse.

Cast ühendused on tugevamad kui keevitavad ja neid on ka kergem peita. Sel põhjusel valatakse pikad sillad sageli 3-4 ühiku kaupa, kusjuures eraldusjoon läbib kunsthammast. Enne keraamika spoonimist taastatakse kunsthamba karkass ülitäpse keevitamise teel - seega valatakse kõik liitekohad. Kunsthamba keevitamine on väga vastupidav esiteks ühenduselemendiga võrreldes suurema pinna ja teiseks keraamilise katte tõttu.

Üha populaarsemaks muutuv ühendusviis silla komponendid muutub laserkeevitamise tehnikaks. See on tavalisest tugevam ning lihtsam ja kiirem, kuigi nõuab keerukaid ja kalleid seadmeid.

Ühendused kasutades tavalist ja laserkeevitust kasutatakse juhul, kui silla komponendid on valmistatud eraldi. See on vajalik, kui need koosnevad erinevatest materjalidest (näiteks kullast kinnituskroon ja metallkeraamiline kunsthammas).

Keraamilised ühendid kasutatakse ainult täiskeraamilistes proteesides. See raamat ei hõlma nende valmistamise kirjeldamist, kuid hügieenilise ligipääsetavuse põhimõtet tuleks rakendada ka selliste ühendite puhul.

Liigutatavad ühenduselemendid... Liigutavad ühenduselemendid on alati disainitud nii, et kunsthammas ei vajuks närimiskoormuse all. See tähendab, et väiksema fiksaatori süvendil peab alati olema kindel alus, mille vastu vuugi väljaulatuv osa toetub. Mõnikord on väikeste kunsthammaste ja lühikese proteesiga see ainuke jõud, millele tuleb vastu seista ja fiksaator võib olla üsna madal. See on kõige levinum disain jäikade restaureerimiste jaoks, mis nõuavad minimaalset ettevalmistust.

Küll aga pikema õlaga protees Liigutatav liigend peab vastu pidama ka kunsthammastele mõjuvale külgsuunalisele nihkemomendile ja (liigutatava liigendi mesiaalse paigutusega) distaalselt suunatud jõududele, mis aitavad kaasa proteesi osade eraldamisele. Sel juhul peaks ühenduse soon olema tuvisaba kujuline ja kitsenev, et tihvt saaks selles veidi üles-alla liikuda ja samal ajal tugevalt vastu alust toetuda.

Tootmismeetodeid on mitu. Kõigepealt saate vahaga vormida väiksema sälgulise ankru, seejärel valada ja viimistleda koonilise puuriga. Pärast seda kantakse kunsthambale käsitsi vahakiht, et see vastaks tekkivale süvendi kujule, valamine toimub vahamalli järgi. Enne raami proovimist ühendatakse mõlemad osad omavahel.

Mõningatel juhtudel sälk saab teha valmis valatud raamile, mis asetatakse seejärel suuõõnde, misjärel võetakse jäljendid, sealhulgas ettevalmistatud tugihambad.

Võib kasutada valmis akrüülmallid põimitud kunsthamba vahatusse ja väiksemasse fiksaatorisse. Väiksem fiksaator ja ülejäänud protees valatakse seejärel eraldi.

Nagu liigutatavad ühenduselemendid nad kasutavad ka valmis metallist tihvt-soonkinnitusi, kuid need tagavad liiga jäiga nakkumise, mille tõttu võib proteesi osade liikuvus olla järsult piiratud. Sel juhul peaks väiksema fiksaatori hoidmine tugihambale tavapärasest kõrgem.

Valmis kruvikinnitused kasutatakse jäiga kinnitusega sildade osana 2 osa ühendamiseks juhuks, kui tugihambad ei ole paralleelsed.

- Tagasi jaotise sisukorda " "

Kõik süsinikuaatomit sisaldavad ained, peale karbonaatide, karbiidide, tsüaniidide, tiotsüanaatide ja süsihappe, on orgaanilised ühendid. See tähendab, et elusorganismid suudavad neid luua süsinikuaatomitest ensümaatiliste või muude reaktsioonide kaudu. Tänapäeval saab paljusid orgaanilisi aineid kunstlikult sünteesida, mis võimaldab arendada meditsiini ja farmakoloogiat, samuti luua ülitugevaid polümeer- ja komposiitmaterjale.

Orgaaniliste ühendite klassifikatsioon

Orgaanilised ühendid on kõige arvukam ainete klass. Siin on umbes 20 tüüpi aineid. Need erinevad selle poolest keemilised omadused eristuvad nende füüsiliste omaduste poolest. Erinevad on ka nende sulamistemperatuur, mass, lenduvus ja lahustuvus, aga ka agregatsiooni olek tavatingimustes. Nende hulgas:

• süsivesinikud (alkaanid, alküünid, alkeenid, alkadieenid, tsükloalkaanid, aromaatsed süsivesinikud);
• aldehüüdid;
• ketoonid;
• alkoholid (kahe-, ühe-, mitmeaatomilised);
• eetrid;
• estrid;
• karboksüülhapped;
• amiinid;
• aminohapped;
• süsivesikud;
• rasvad;
• valgud;
• biopolümeerid ja sünteetilised polümeerid.

See klassifikatsioon peegeldab keemilise struktuuri tunnuseid ja konkreetsete aatomirühmade olemasolu, mis määravad antud aine omaduste erinevuse. Üldiselt näeb süsiniku skeleti konfiguratsioonil põhinev klassifikatsioon, mis ei võta arvesse keemiliste interaktsioonide tunnuseid, välja teistsugune. Vastavalt selle sätetele jagunevad orgaanilised ühendid:

• alifaatsed ühendid;
• aromaatsed ained;
• heterotsüklilised ained.

Nendel orgaaniliste ühendite klassidel võib olla isomeere erinevates ainerühmades. Isomeeride omadused on erinevad, kuigi nende aatomkoostis võib olla sama. See tuleneb A. M. Butlerovi sätetest. Samuti on orgaaniliste ühendite struktuuri teooria kõigi orgaanilise keemia alaste uuringute aluseks. See on asetatud samale tasemele Mendelejevi perioodilise seadusega.

Keemilise struktuuri kontseptsiooni tutvustas A.M.Butlerov. See ilmus keemiaajalukku 19. septembril 1861. aastal. Varem olid teaduses erinevad arvamused ja mõned teadlased eitasid täielikult molekulide ja aatomite olemasolu. Seetõttu polnud orgaanilises ja anorgaanilises keemias järjekorda. Pealegi puudusid seaduspärasused, mille järgi oleks võimalik hinnata konkreetsete ainete omadusi. Samal ajal leidus ka ühendeid, millel oli sama koostisega erinevad omadused.

AM Butlerovi väljaütlemised suunasid keemia arengu suuresti õiges suunas ja lõid sellele kindla aluse. Selle kaudu oli võimalik süstematiseerida kogunenud fakte, nimelt keemiline või füüsikalised omadused mõned ained, nende reaktsioonidesse sisenemise mustrid jne. Tänu sellele teooriale sai võimalikuks isegi ühendite saamise viiside ennustamine ja mõningate ühiste omaduste olemasolu. Ja mis kõige tähtsam, A.M.Butlerov näitas, et aine molekuli ehitust saab seletada elektriliste vastastikmõjude kaudu.

Orgaaniliste ainete struktuuri teooria loogika

Kuna kuni 1861. aastani keemias lükkasid paljud aatomi või molekuli olemasolu tagasi, sai orgaaniliste ühendite teooriast teadusmaailma jaoks revolutsiooniline ettepanek. Ja kuna A.M.Butlerov ise lähtub ainult materialistlikest järeldustest, õnnestus tal orgaanilise aine filosoofilised ideed ümber lükata.

Ta suutis näidata, et molekulaarstruktuuri saab ära tunda empiiriliselt keemiliste reaktsioonide kaudu. Näiteks saab iga süsivesiku koostist määrata, põletades seda teatud koguses ning loendades tekkiva vee ja süsihappegaasi. Amiinmolekulis leiduva lämmastiku kogust arvutatakse ka põlemisel, mõõtes gaaside mahtu ja molekulaarse lämmastiku keemilise koguse eraldumist.

Kui arvestada Butlerovi hinnanguid keemilise struktuuri kohta, olenevalt struktuurist, vastupidises suunas, siis viitab uus järeldus. Nimelt: teades aine keemilist struktuuri ja koostist, võib empiiriliselt oletada selle omadusi. Aga mis kõige tähtsam, Butlerov selgitas, mida orgaanikas leidub suur summa ained, millel on erinevad omadused, kuid millel on sama koostis.

Teooria üldsätted

Orgaanilisi ühendeid uurides ja uurides tuletas Butlerov A.M. välja mõned olulisemad seaduspärasused. Ta ühendas need orgaanilise päritoluga kemikaalide struktuuri selgitava teooria sätetega. Teooria on järgmine:

• orgaaniliste ainete molekulides on aatomid omavahel seotud rangelt määratletud järjestuses, mis sõltub valentsusest;
• keemiline struktuur on otsene järjekord, mille järgi aatomid orgaanilistes molekulides on ühendatud;
• keemiline struktuur määrab orgaanilise ühendi omaduste olemasolu;
• olenevalt sama kvantitatiivse koostisega molekulide struktuurist on võimalik aine erinevate omaduste ilmnemine;
• kõik keemilise ühendi moodustumisel osalevad aatomirühmad mõjutavad üksteist vastastikku.

Kõik orgaaniliste ühendite klassid on üles ehitatud selle teooria põhimõtete järgi. Olles aluse pannud, suutis Butlerov A.M. laiendada keemiat kui teadusvaldkonda. Ta selgitas, et tänu sellele, et süsiniku valents orgaanilistes ainetes on neli, määratakse nende ühendite mitmekesisus. Paljude aktiivsete aatomirühmade olemasolu määrab aine kuulumise teatud klassi. Ja just spetsiifiliste aatomirühmade (radikaalide) olemasolu tõttu ilmnevad füüsikalised ja keemilised omadused.

Süsivesinikud ja nende derivaadid

Need süsiniku ja vesiniku orgaanilised ühendid on koostiselt kõige lihtsamad kõigi rühma ainete hulgas. Neid esindab alkaanide ja tsükloalkaanide (küllastunud süsivesinikud), alkeenide, alkadieenide ja alkatrieenide, alküünide (küllastumata süsivesinike) alamklass, samuti aromaatsete ainete alamklass. Alkaanides on kõik süsinikuaatomid ühendatud ainult ühega C-C suhtlus yu, mille tõttu ei saa süsivesinike koostisse kaasata ühtki H-aatomit.

Küllastumata süsivesinikes võib vesinik olla C = C kaksiksideme kohas. Samuti võib C-C side olla kolmekordne (alküünid). See võimaldab neil ainetel osaleda mitmesugustes reaktsioonides, mis on seotud radikaalide vähendamise või lisamisega. Kõiki teisi aineid käsitletakse nende reaktsioonivõime uurimise hõlbustamiseks ühe süsivesinike klassi derivaatidena.

Alkoholid

Alkoholid on keerulisemad orgaanilised keemilised ühendid kui süsivesinikud. Need sünteesitakse elusrakkudes toimuvate ensümaatiliste reaktsioonide tulemusena. Kõige tüüpilisem näide on etanooli süntees glükoosist kääritamise teel.

Tööstuses saadakse alkohole süsivesinike halogeenderivaatidest. Halogeeni aatomi asendamisel hüdroksüülrühmaga tekivad alkoholid. Ühehüdroksüülsed alkoholid sisaldavad ainult ühte hüdroksüülrühma, mitmehüdroksüülsed alkoholid - kahte või enamat. Kahehüdroksüülse alkoholi näide on etüleenglükool. Mitmehüdroksüülne alkohol on glütseriin. Alkoholide üldvalem on R-OH (R on süsinikuahel).

Aldehüüdid ja ketoonid

Pärast seda, kui alkoholid sisenevad orgaaniliste ühendite reaktsioonidesse, mis on seotud vesiniku eemaldamisega alkoholi (hüdroksüülrühma) rühmast, suletakse hapniku ja süsiniku vahel kaksikside. Kui see reaktsioon toimub terminaalse süsinikuaatomi juures asuvas alkoholirühmas, moodustub selle tulemusena aldehüüd. Kui süsinikuaatom koos alkoholiga ei asu süsinikuahela lõpus, siis dehüdratsioonireaktsiooni tulemuseks on ketooni teke. Ketoonide üldvalem on R-CO-R, aldehüüdid R-COH (R on ahela süsivesinikradikaal).

Eetrid (lihtsad ja keerulised)

Selle klassi orgaaniliste ühendite keemiline struktuur on keeruline. Eetreid peetakse kahe alkoholimolekuli vaheliseks reaktsioonisaaduseks. Kui vesi neist eraldatakse, moodustub ühend näidis R-O-R... Reaktsioonimehhanism: ühest alkoholist vesinikprootoni ja teisest alkoholist hüdroksüülrühma eemaldamine.

Estrid on alkoholi ja orgaanilise karboksüülhappe vahelise reaktsiooni produktid. Reaktsioonimehhanism: vee eemaldamine mõlema molekuli alkoholi- ja karboksüülrühmadest. Vesinik eraldatakse happest (hüdroksüülrühma abil) ja OH-rühm ise eraldatakse alkoholist. Saadud ühend on kujutatud kui R-CO-O-R, kus pöök R tähistab radikaale – ülejäänud süsinikuahelat.

Karboksüülhapped ja amiinid

Karboksüülhapped on spetsiaalsed ained, mis mängivad olulist rolli raku toimimises. Orgaaniliste ühendite keemiline struktuur on järgmine: süsivesinikradikaal (R), mille külge on kinnitatud karboksüülrühm (-COOH). Karboksüülrühm võib paikneda ainult äärmises süsinikuaatomis, kuna C valents (-COOH) rühmas on 4.

Amiinid on lihtsamad ühendid, mis on saadud süsivesinikest. Siin asub mis tahes süsinikuaatomi juures amiiniradikaal (-NH2). On primaarseid amiine, milles rühm (-NH2) on seotud ühe süsinikuga (üldvalem R-NH2). Sekundaarsed amiinid ühendavad lämmastiku kahe süsinikuaatomiga (valem R-NH-R). Tertsiaarsetes amiinides on lämmastik ühendatud kolme süsinikuaatomiga (R3N), kus p on radikaal, süsinikuahel.

Aminohapped

Aminohapped on komplekssed ühendid, millel on nii amiinide kui ka orgaanilise päritoluga hapete omadused. Neid on mitut tüüpi, olenevalt amiinrühma asukohast karboksüülrühma suhtes. Kõige olulisemad on alfa-aminohapped. Siin asub amiinrühm süsinikuaatomi juures, millega karboksüülrühm on seotud. See võimaldab teil luua peptiidsideme ja sünteesida valke.

Süsivesikud ja rasvad

Süsivesikud on aldehüüdalkoholid või ketalalkoholid. Need on lineaarse või tsüklilise struktuuriga ühendid, aga ka polümeerid (tärklis, tselluloos ja teised). Nende kõige olulisem roll rakus on struktuurne ja energeetiline. Rasvad, õigemini lipiidid, täidavad samu funktsioone, osalevad ainult teistes biokeemilistes protsessides. Keemilise struktuuri seisukohalt on rasv orgaaniliste hapete ja glütseriini ester.

Puu piiratud suuruse tõttu on sellest suurte vahedega või kõrgustega ehituskonstruktsioonide loomine võimatu ilma üksikuid elemente ühendamata. Puitelementide ühendusi konstruktsiooni ristlõike suurendamiseks nimetatakse rallimine ja nende pikisuunalise pikkuse suurendamiseks - splaissimine, nurga all ja kinnitatud tugede külge - ankurdades.

Töö iseloomu järgi jagunevad kõik peamised ühendused:

Ilma spetsiaalsete ühendusteta (eesmised peatused, pistikud);

Kompressioontraksid (jalatsite võtmed);

Painutusklambritega (poldid, vardad, naelad, kruvid, plaadid);

Tõmbesidemetega (poldid, kruvid, klambrid);

Nihkehakkivate sidemetega (kleepuvad õmblused).

Puitkonstruktsioonide vuukide töö olemuse järgi jagunevad need painduvateks ja jäikadeks. Nõuetele vastavad on valmistatud ilma liimaineid kasutamata. Deformatsioonid neis tekivad lekete tagajärjel.

Puitkonstruktsioonide elementide ühendused jõudude ülekandmise meetodil jagunevad järgmisteks tüüpideks:

1) liitekohad, milles jõud edastatakse ühendatavate elementide kontaktpindade vahetu rõhuasetusega, näiteks elementide tugiosade toe, lõike vms kaudu;

2) ühendused mehaanilistel sidemetel;

3) liimvuugid.

Puitkonstruktsioonide vuukide mehaaniliseks nimetatakse erinevat tüüpi kõvast puidust, terasest, erinevatest sulamitest või plastist valmistatud töösidemeid, mida saab ühendatud elementide puitkorpusesse sisestada, lõigata, kruvida või pressida. Kaasaegsetes puitkonstruktsioonides kõige laialdasemalt kasutatavad mehaanilised sidemed on tüüblid, tüüblid, metsatüüblid, naelad, kruvid, võtmesoonte seibid, tüübliplaadid ja metallist hammastega plaadid.

Puitkonstruktsioonide kandevõime ja deformeeritavus sõltub suurel määral nende üksikute elementide ühendamise viisist. Pingestatud puitelementide ühendused on tavaliselt seotud lokaalse nõrgenemisega. Venitatud puitelementide nõrgestatud osas on ohtlike kontsentratsioon, mida kohalike pingete arvutamisel arvesse ei võeta. Suurim oht ​​venitatud puitelementide põkk- ja sõlmliidetes on nihke- ja lõhenemispinged. See süveneb nende pingete rakendamisel pingetele, mis tekivad puidus selle kokkutõmbumise tõttu.

Piki ja risti lõhestamine ja rebimine on habras puidutöö. Erinevalt ehitusterase töödest nendel juhtudel puidus plastilist pinge ühtlustumist ei toimu. Puitkonstruktsioonide venitatud elementide järjestikuse, tükkhaaval hapra purunemise või purunemise ohu vähendamiseks on vaja neutraliseerida puidu loomulik haprus nende vuukide töö viskoosse vormitavuse abil. Kokkuvarisemine kuulub kõige viskoossemate puiduliikide hulka, mida iseloomustab suurim töömaht ja vastupidavus. Teisisõnu, igat tüüpi puitkonstruktsioonielementide vuukide sitkuse nõue taandub nõudele tagada paralleelsetes töötalades või plaatides pingete võrdsustamine, kasutades purustamiseks puidu töö viskoosset vormitavust, enne hapra purunemist alates võib tekkida rebenemine või lõhenemine.

Venitatud puitelementide ühenduskohtadele sitkuse andmiseks kasutatakse reeglina fraktsionaalsuse põhimõtet, mis võimaldab vältida puiduhakke ohtu hakkepinda suurendades (joonista ühendus ühe poldi ja mitme väiksema läbimõõduga).

Puitelementide kontaktühendused. Eesmine lõige.

Puitelementide kontaktvuukide all mõeldakse liitekohti, mille käigus kanduvad jõud ühelt elemendilt teisele läbi nende töödeldud ja maha saetud kontaktpindade. Lisaks täidavad sellistes ühendustes tarnitavad töölülid üksikute elementide fikseerimise funktsiooni ja toimivad hädaabilülidena. Kontaktliidete puhul on puidu purustamistöö määrav. Lihtsa toega ühendamise eeliseks on puidu deformatsioonide kerge mõju nende tööle temperatuuri ja niiskuse kõikumiste ajal, eriti kui ühendatud elementide survejõud on suunatud piki kiude. Kiududega risti survestatud kontaktvuugid leitakse postide ühenduskohtades horisontaalsete kandetalade toetuspunktides, ääriste tugedes, talades, fermides seintel. Nendel juhtudel taandub arvutus kontaktpindade nihkepingete kontrollimise kindlaksmääramisele ja nende võrdlemisele projekteeritud takistusega. Puidu vastupanu kiududele on väike, siis on suurte jõudude toimel vaja suurendada ühendatavate elementide tugipindu ehk kontaktpindu. Meetodid on näidatud joonisel.

Kontaktpinna suurendamise võimaluse puudumisel kasutatakse tihvtide või liimi vineerist külgmisi padju, mis jaotavad koormuse elemendi suuremale sügavusele. Teine meie riigis välja töötatud meetod liimtalade tugevdamiseks tugiosas seisneb laagrinurga lõikamises 45º nurga all, selle pööramises 90º ja liimimises. Sellega saavutatakse puidu maksimaalne vastupidavus purustamisele (piki süüta).

Puitelementide kontaktühendused jõudude toimel piki kiudusid tekivad nagide ehitamisel piki piki. Sel juhul on muljumiskindlus maksimaalne, kuid puitelementide läbitungimise oht on tingitud sellest, et ühe elemendi tihedamad kihid võivad kattuda teise vähemtihedatega. Otste nihkumise vältimiseks paigaldage otstesse või külgplaatidesse silindrilised tihvtid. Sel juhul muljumisarvutust ei tehta, piirdudes pikisuunalise painde arvutamisega.

Puidu töö nurga all purustamiseks toimub siis, kui kaldelemendid on ühendatud (vt joon. Sõrestiku ülemine akord). Kontrollige muljumist nurga all.

Eesmine lõige. Sälk on ühendus, milles surveelemendi jõud kandub otse teisele elemendile ilma vooderdiste või töösidemeteta. Peamiseks kasutusalaks on plokk- ja palkfermide sõlmvuugid, sealhulgas kokkusurutud ülemise vöö ja venitatud alumise rihma tugisõlmedes. Ühendatavad elemendid tuleb kinnitada abisidemetega - poltide, klambrite, kronsteinidega, mis on ette nähtud paigalduskoormuste jaoks.

Esilõige võib kaotada oma kandevõime, kui saavutatakse üks kolmest piiravast olekust: 1) seiskamisplatvormi kokkuvarisemisel, 2) peatusplatvormi purunemisel, 3) lõikest nõrgenenud alumise rihma purunemisel.

Kokkuvarisemise ala määrab lõike sügavus, mis ei tohi olla suurem kui 1/3 venitatud elemendi kõrgusest. Otsustava tähtsusega on reeglina lõikeseisundist lõike kandevõime. SNiP II-25-80 kohaselt arvutatakse 45º nurga korral lõhenemise eesmine lõige, määrates lõhenemisala pikkuse keskmise nihkepinge järgmise valemi järgi: , kus on puidu arvutuslik vastupidavus hakkimisele, on hakkepinna arvutuslik pikkus, e on nihkejõudude õlg, - = 0,25 koefitsient. 30º nurga korral:.

Võtmega ja võtmega seibi ühendused.

Võtmed on lehtpuidust, terasest või plastikust sisetükid, mis sobivad patjade vahele, et vältida nihket. On prismaatilised puidust pikiklahvid, kui klahvide ja ühendatavate elementide puidusüü suunad langevad kokku, ja põikisuunalised, kui kiudude suund on risti. Paralleelklahvid töötavad purustamisel ja purustamisel. Võimalik kasutada metallist teevõtmeid. Tüüblite eripäraks on ümberminekumomendi ilmumine ja selle tulemusena ühendatud elementide vahele jääva pilu tekkimine. Tõukejõu tajumiseks on vaja paigaldada kinnituspoldid. Võetakse vähemalt võtmete pikkus. Tüüblite sisestamise sügavus taladesse peaks olema vähemalt 2 cm ja mitte rohkem kui 1/5 varda kõrgusest ning palgid peavad olema vähemalt 3 cm ja mitte rohkem kui ¼ tala läbimõõdust. logi.

Võtmeühenduste arvutamine taandub purustamise ja lõikamise kandevõime kontrollimisele. Mitmerealiste ühenduste arvutamisel võetakse jõudude ebaühtlase jaotuse tõttu kasutusele koefitsient 0,7.

Puitkonstruktsioonide ühendamiseks erinevate nurkade all asetatakse sõlmedesse ümarad kesktüüblid, mille keskel on kinnituspolt.

Kõige laialdasemalt kasutatakse võtmetüüpi seibe. Võtmega liigendeid iseloomustab suur kandevõime ja sitkus. Need surutakse puidu korpusesse löökmeetodil või spetsiaalsete klambritega. Puuduste hulka kuuluvad: pragude tekkimine ühenduselementides, kandevõime vähenemine mitmerealiste ühenduste klahvide ebaühtlase vajutamise tõttu.

Ühendused silindrilistel tüüblitel (teras, tamm, plast, alumiinium, naelad, kruvid, teder) ja plaadil.

Naastud ühendused sisestustega sõlmedes ja metallist hammastega (naela)plaatidel.

Naastud ühendused sisestustega sõlmedes

Kui sõlmedes mõjuvad suured jõud või on ühendatud mitu elementi, on raske tagada jõudude ülekandmist kõigi paariselementide kontaktpindade kaudu. Sellistel juhtudel on soovitatav kasutada erinevaid sõlmeplaatide kujul olevaid sisestusi, mis suurendavad seadme pindala ja loovad samal ajal mitme nihkega tööühendusi. Terasest ja vineerist valmistatud plaate kasutatakse kõige sagedamini sõlmede sisenditena. Need võivad paikneda väljas (vooderdised) ja kinnitada ühendatud elementide puidu välisküljele ühelõikeliste tüüblite abil või paikneda puitelemendi sees (tihendid) spetsiaalsete lõigetena, et tööühendused saaksid töötada mitme nihkega tüüblitena. .

Ühendused poltide või silindriliste tihvtide padjandite ja tihenditega on lubatud juhtudel, kui tihvtide nõutav tihedus on tagatud. Pimedate terasest silindriliste tihvtide sügavus peab olema vähemalt 5 tihvtide läbimõõtu. Jõude ülekandmine ühelt puitelemendilt teisele toimub järjestikku läbi tihvtide, plaadi ja teise puitelemendi tihvtide. Plaatide sektsioon määratakse nõrgestatud sektsiooni pinge arvutuse ja tüübli all oleva pesa muljumistugevuse tagamiseks. Tüübliühendustes kasutatakse tavaliselt terasplaate paksusega vähemalt 5 mm. Tihvtide pesaaugud puuritakse reeglina nii puusse kui taldrikusse. Sellisel juhul, kui tihendid on terasest, siis esimest korda tehakse puuriga puuriga auk, mille d vastab tüübli pesale puitelemendis (0,2-0,5 mm vähem kui tüüblil d), seejärel metallplaat. eemaldatakse lõikest ja sellesse puuritakse tüübli läbimõõdu suurused augud.

Nende vuukide valmistamise tehnoloogia on suhteliselt töömahukas, kuid seda õigustab asjaolu, et metallist elementide paigutamisel puidu sisse (tüübli ja poltide otsad jäetakse elemendi pinnast 2 cm võrra allapoole ja suletakse pealt puitplaadiga insert), suureneb puitkonstruktsioonide tulepüsivus ja vastupidavus keemiliselt agressiivsele keskkonnale. Suure ristlõikega liimelementide sõlmedes kasutatakse reeglina terastihenditega tüübliühendusi.

Palju lihtsam on valmistada liitekohti kuni 2 mm paksustele sõlmplaatidele, mille saab ilma eelneva puurimiseta naeltega läbi torgata. Sellised ühendused hõlmavad Grame'i süsteemi. Siin sisestatakse metallplastid paksusega 1-1,75 mm õhukestesse piludesse ja torgatakse naeltega läbi.

Puitelementide ühendused "Grame" süsteemi õhukestel plaatidel: a - trapetsikujuliste plaatidega; b - kolmnurksete plaatidega.

Puitelemendi sees lõikes olev plaat töötab sõlmede survejõudude vastuvõtmisel pikipaindes vaba pikkusega, mis on võrdne plaate puitelemendi külge kinnitavate töösidemete vahekaugusega. Plaadi paindumise vältimiseks on vaja tagada selle tihe sobivus lõike külgmiste servadega ning luua tööühendused astmega, mille juures plaadi paindumist ei toimu.

Terasplaatide ja tihenditega naastud ühendusi tuleks käsitleda samamoodi nagu tavalisi puitelementide naastühendusi, määrates tüüblite kandevõime tüübli painde seisukorrast ja puidu muljumisest tüüblipesas. Sel juhul tuleks paindetingimuse põhjal arvutamisel võtta kõrgeim väärtus tüübli kandevõime. Terasest vooderdisi ja tihendeid tuleks kontrollida nõrgestatud sektsiooni pinge ja muljumise suhtes tüübli all.

Sõlmeplaadid võivad olla valmistatud ka muudest materjalidest, eriti lamineeritud materjalidest. Kõige levinumad on puitelementide ühendused bakeliseeritud vineerist plaatidel. Neid kasutatakse peamiselt liimimiseks ja muudeks ühendusteks, mis tehakse otse ehitusplatsil. Vineerist vooderdiste ja tihendite ühendused tehakse kõvast puidust, terasest jne valmistatud silindriliste tihvtide, naelte või kruvide külge. Kui vineerplaadid asuvad väljaspool puitelemente, siis ühendatakse need üksikute lõiketihvtidega.

Mitme lõikega ühendused on võimalikud ka juhul, kui plaadid paigaldatakse puitelementidesse või nende üksikute okste vahele. Vineerilehtede servade töötlemiseks kasutatakse sünteetilisel vaigul põhinevat liimi. Nende paksus valitakse sõltuvalt tüübli läbimõõdust ja pesas purustamiseks kasutatava vineeri töötingimustest. Viimased on tavaliselt paigutatud nii, et vineeri välimiste kihtide kiudude suund langeb kokku ühendatava elemendi kiudude suunaga, milles on suured jõud või see nurk on 45 °.

Plaatidega tüübliliidete arendamine sõlmedes tõi kaasa tüübliplaatide ilmumise. Üks esimesi, mida ühe või kahe haruga konstruktsioonide sõlmühenduste jaoks kasutati, olid "Menig" süsteemi tüübliplaadid. Selle süsteemi plaadid on valmistatud 3 mm paksusest vahtplastist ja 2 mm paksusest klaaskiududega tugevdatud sünteetilisest vaigust. Sellesse plaati kinnitatakse plaadi mõlemal küljel läbi kahepoolsete tihvtide läbimõõduga 1,6 mm ja pikkusega 25 mm või rohkem. Ühendatavate puitelementide paksus võib olla kuni 80 mm.

Tüübliplaadid paigaldatakse liidetud puitelementide vahele. Pressimise ajal surutakse vahukiht kokku ja see toimib tihvtide ühtlase pressimise kontrollina mõlemasse ühendatud elemendisse.

Nende töö poolest saab küüneplaatidel olevaid liitekohti võrrelda küünte liigeste tööga. Menig-plaatide vuukide kandevõime on 0,75-1,5 N 1 mm 2 kontaktpinna kohta.

Suure ristlõikega munakivisillutisega puitelementide ühendused suure kandevõimega tüübliplaatidel on metallplaadid, mille külge on kinnitatud tüüblid läbimõõduga 3-4 mm. Tihvtid võivad olla läbivad, pressitud plaadi aukudesse või koosneda kahest poolest, mis on punktkeevitusega kinnitatud plaadi mõlemale küljele.

Liigendite kasutamine tüübliplaatidel nõuab hoolikat valmistamist, materjali valikut ja pressimist spetsiaalsetes hüdraulilistes pressides range kvaliteedikontrolli all.

Ühendused metallist hammasplaatidel.

Välismaises ehituspraktikas levinuimad olid Gang-Neil süsteemi MW.

MZP on terasplaadid paksusega 1-2 mm, mille ühel küljel saadakse pärast spetsiaalsetel pressidel tembeldamist erineva kuju ja pikkusega hambad. MWP asetatakse paarikaupa mõlemale poole ühendatavaid elemente nii, et MWP read paiknevad kinnitatud puitelemendi kiudude suunas, milles mõjuvad suurimad jõud.

Metallhammasplaatide liigenditega plankkonstruktsioone tuleks kasutada V tulepüsivusastmega hoonetes ilma tõste- ja transpordiseadmeteta temperatuuri ja niiskuse töötingimustega A1, A2, B1 ja B2. Konstruktsioonide tootmine peaks toimuma spetsialiseeritud ettevõtetes või puidutöötlemistöökodades, mis on varustatud seadmetega konstruktsioonide kokkupanekuks, MZP-s pressimiseks ja konstruktsioonide kontrollkatseteks. MZP käsitsi vajutamine on vastuvõetamatu.

Puitkonstruktsioonide kandevõime alampalgal määravad puidu pesades purustamise ja plaatide hammaste paindumise tingimused, samuti plaatide tugevuse tingimused töötamisel. pinge, surve, nihke.

Konstruktsioonide valmistamise materjaliks on männi- ja kuusepuit laiusega 100-200 mm, paksusega 40-60 mm. puidu kvaliteet peab vastama puitkonstruktsioonide materjalide SNiP II-25-80 nõuetele.

MZP on soovitatav valmistada lehtsüsinikterasest klassiga 08kp või 10kp vastavalt standardile GOST 1050-74 paksusega 1,2 ja 2 mm. MZP korrosioonivastane kaitse viiakse läbi galvaniseerimisega vastavalt standardile GOST 14623-69 või alumiiniumist katetega vastavalt terasest manustatud osade ja monteeritava raudbetooni keevisliidete korrosioonivastase kaitse soovitustele. ja betoonkonstruktsioonid.

Puitkonstruktsioonid alampalga liitekohtades toetuvad jõududele, mis tekivad ehitiste käitamisel püsivatest ja ajutistest koormustest, samuti jõududest, mis tulenevad konstruktsioonide transportimisest ja paigaldamisest. Läbivate konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse vööde järjepidevust ja eeldatakse, et võreelemendid on nende külge kinnitatud.

Ühenduse kandevõime MZP N c, kN, vastavalt puidu purustamise ja hammaste painutamise tingimustele pinges, nihkes ja surves, kui elemendid tajuvad puidukiudude suhtes nurga all olevaid jõude, määrab valem:

kus R on arvutatud kandevõime 1 cm 2 liigendi tööpinna kohta, F p on põkkelemendi MWB arvutatud pindala, mis on määratud miinus plaadi sektsioonide pindalad kujul 10 mm laiused ribad elementide ja plaadiosade vastasjoonte kõrval, mis asuvad väljaspool MWP ratsionaalse asukoha tsooni, mis on piiratud ühendusjoonega paralleelsete joontega, mis läbivad selle mõlemalt küljelt eemal poole ühendusjoone pikkusest.

Võttes arvesse jõudude rakendamise ekstsentrilisust miinimumpalgale kolmnurksete sõrestiku tugisõlmede arvutamisel, vähendatakse ühenduse arvutatud kandevõimet, korrutades koefitsiendiga h, mis määratakse sõltuvalt ülemise kõõlu kaldest. . Lisaks kontrollitakse plaadi enda pinget ja lõikamist.

MZP N p kandevõime pinge all leitakse järgmise valemiga:

kus b on plaadi suurus jõu suunaga risti olevas suunas, cm, R p on plaadi arvestuslik tõmbekandevõime, kN / m.

MWP Q cf kandevõime lõikamisel määratakse järgmise valemiga:

Q cf = 2l cf R cp,

kus l cf on plaadi lõigu pikkus ilma nõrgenemist arvesse võtmata, cm, R cf on plaadi arvestuslik kandevõime nihke jaoks, kN / m.

Nihke- ja tõmbejõudude koosmõjul plaadile peab olema täidetud järgmine tingimus:

(N p / 2bR p) 2 + (Q av / 2l av R cp) 2 £ 1.

Miinimumpalgaliste ehitiste projekteerimisel tuleks püüda ühtlustada alampalga ja saematerjali osade standardsuurused ühte konstruktsiooni. Sõlmühenduse mõlemal küljel peab olema sama standardsuurusega MZP. Ühendusala igal elemendil (ühel pool ühendustasapinda) peab olema vähemalt 50 cm 2 konstruktsioonidel, mille sildeulatus on kuni 12 m, ja vähemalt 75 cm 2 konstruktsioonidel, mille sildeulatus on kuni 18 m. Minimaalne kaugus elementide ühendustasandist peab olema vähemalt 60 mm. Miinimumpalk peaks olema paigutatud nii, et kaugus puitelementide külgservadest äärmiste hammasteni oleks vähemalt 10 mm.

Pingutatud ühendused.

Tõmbesidemete hulka kuuluvad naelad, kruvid (kruvid ja puuteed), väljatõmbamine, klambrid, klambrid, sidepoldid ja rihmad. Eristada pinget ja pingevaba, ajutist (koost) ja püsivat. Igat tüüpi ühendusi tuleb kaitsta korrosiooni eest.

Küüned taluma väljatõmbamist ainult nende ja pesa puidu vahelise pinnahõõrdejõu mõjul. Hõõrdejõud võivad väheneda, kui puidus tekivad praod, mis vähendavad naela survejõudu, seetõttu tuleb väljatõmbamisel töötavate naelte puhul järgida samu vahereegleid, mis kehtivad painutustihvtidena töötavate naelte puhul (S 1 = 15d, S2, 3 = 4d).

Staatilise koormuse rakendamisel määratakse projekteeritud kandevõime ühe risti löödud naela väljatõmbamiseks vastavalt vahemaanormidele valemiga:

T out £ R out pd gv l def,

kus R out on arvutuslik väljatõmbetakistus naela ja puidu vahelise kokkupuutepinna ühiku kohta, d gv on naela läbimõõt, l kaitse on kokkusurutud naelaosa arvutatud pikkus, mis takistab naela osa väljatõmbamist, m .

Puitkonstruktsioonides (ajutiste konstruktsioonide jaoks) R vyd ,. T out määramisel võetakse naela projekteerimisdiameetriks mitte üle 5 mm, isegi kui kasutatakse suurema paksusega naelu.

Küünte kaitse (ilma ots 1,5d) hinnanguline muljumise pikkus peaks olema vähemalt 10d ja mitte vähem kui kaks korda suurem kui löödava plaadi paksus. Naelutatava plaadi paksus peab omakorda olema vähemalt 4d.

Kruvid (kruvid, kruvikeerajaga sisse keeratud) ja puiduteed (12-20 cm läbimõõduga kruvid, mutrivõtmega sisse keeratud) neid hoiavad puidus kinni mitte ainult hõõrdejõud, vaid ka kruvikeerme rõhuasetus selle poolt puidus lõigatud kruvisoontes.

Kruvide ja terede paigutus ning puuritud pesade mõõtmed peaksid tagama tihavarda tiheda kokkupressimise ilma seda lõhestamata. S1 = 10d, S2,3 = 5d. Õmblusega külgneva pesa osa läbimõõt peab täpselt ühtima metsvitsa varda keermeta osa läbimõõduga. Kruvidega väljatõmmatud metsise kruvikeerme usaldusväärseks peatamiseks peaks pesa süvistatava osa läbimõõt kogu metsise keermestatud osa pikkuses olema 2–4 ​​mm väiksem selle täisläbimõõdust.

Kui projekteerimise käigus on võimalik lubada hõredalt paigutada kruvisid ja puidutüüre, mille läbimõõt ei ületa 8-16 mm, siis puuritakse 2-3 mm läbimõõduga pesasid kogu muljumise pikkuses.

Kui need nõuded on täidetud, määratakse kruvi või tere väljatõmbamise arvestuslik kandevõime järgmise valemiga:

T out £ R out pd kruvi l kaitse,

kus R out on arvutuslik takistus kruvi või tere pideva osa väljatõmbamisel, d kruvi on keermestatud osa välisläbimõõt, m, l kaitse on kruvi või tere keermestatud osa pikkus, m .

Kõik R out parandustegurid sisestatakse vastavalt kiudude muljumiskindluse parandustele.

Metsise- ja puidukruvisid on kõige parem kasutada metallribade, klambrite, seibide jms kinnitamiseks puittaladele ja plankudele. Sel juhul asendavad puiduteed ja -kruvid mitte ainult tihvte, vaid ka kinnituspolte. Kui puidutangide või -kruvide abil kinnitatakse rebimiseks töötavad puidust või vineerist elemendid, ei ole määrav mitte vastupanu keermestatud osa väljatõmbamisele, vaid vastupanu puidu muljumisele titre pea poolt või kruvi. Sel juhul tuleb pea alla panna metallist seib 3,5d x 3,5d x 0,25d.

Klambridümmargusest (või kandilisest) terasest paksusega 10-18 mm kasutatakse abivenitatud või kinnitussidemetena ümarpuidust või taladest konstruktsioonides, sillatugedes, tellingutes, palgifarmides jne. Plangupuitkonstruktsioonides klambreid ei kasutata, kuna need lõhestavad lauad. Klambrid lüüakse tavaliselt täispuidust otstega ilma auke puurimata. Ühe kronsteini kandevõimet ei määrata isegi kõrgendatud normide järgimisel.

Eksperimentaalsed uuringud on näidanud, kui tõhus on sõitmine ilma klambrite puurimiseta valtsitud ristlõikega dsc = 15 mm. Piisava pikkusega teraviku (6-7 d ck) korral on selliste sulgude kandevõime ligikaudu võrdne 15 mm läbimõõduga ümarterasest valmistatud tüübli kandevõimega.

Klambrid , samamoodi nagu klambrid viitavad venitatud sidemetele. Klambrite eripäraks on nende ümbritsev asend ühendatud puitelementide suhtes.

Töötavad poldid ja rihmad, st. venitatud metallelemente kasutatakse ankrutena, vedrustustena, metall-puitkonstruktsioonide venitatud elementidena, kaare- ja võlvkonstruktsioonide pingutamisel jne. Kõiki kiudude ja tööpoltide elemente tuleks kontrollida teraskonstruktsioonide standardite kohaselt arvutustega ja võtta läbimõõduga vähemalt 12 mm.

Keermestamisega nõrgendatud venitatud musta teraspoltide kandevõime määramisel võetakse arvesse vähendatud pindala F NT ja kohalikku pingekontsentratsiooni s p; seetõttu eeldatakse väiksemat disainitakistust. Terase konstruktsioonitakistusi paralleelselt töötavate topelt- ja enama tõmbevarraste ja poltide korral vähendatakse korrutamisega 0,85-ga, võttes arvesse jõudude ebaühtlast jaotumist. Metallrihmade puhul tuleks vältida tööosa lokaalset nõrgenemist.

Töötavaid poltsidemeid ja pöördeid kasutatakse ainult juhtudel, kui on vaja nende pikkust paigaldada või operatiivselt reguleerida. Need asuvad metall-puitkaarte ja talude kõige ligipääsetavamates kohtades. Ümmargusest terasest pingevaba põkkliigend transportimiseks ilma lahtivõtmiseta.

Ümmarguste teraspuhvlite pingutusliigendid, mida on vaja vaid harvadel juhtudel, tehakse mitmekülgsete keermetega pingutusmuhvide abil. Tehases valmistatud muhvide puudumisel saab keevitatud liitmikud valmistada kahest (või parem 4) vasaku ja parema keermega nelikantmutrist, mis on kokku keevitatud kahe terasribaga.

Sidepoldid, mis on valdavalt koosteväärtusega ja mida ei arvutata teatud tööjõu tajumise järgi, kasutatakse peaaegu igat tüüpi vuukide puhul, sealhulgas tüüblite ja lõigete puhul, et tagada rallilaudade, talade või palkide sobiv sobivus. Sidepoltide ristlõige määratakse paigaldamise põhjustel; see peaks olema seda suurem, seda paksemad on ühendatava vuugi elemendid, st. seda suurem on oodatav vastupidavus kõverdatud või viltu olevate laudade või talade sirgendamise kumerusele. Poldiga tihedalt polditud lauapaki puidu paisumise korral mõjuvad poldivardale suured pikisuunalised tõmbejõud. Vältimaks poldi purunemist lõikamisel nõrgestatud lõigul, on sidepoltide seibid ette nähtud puidu vähenenud muljumispinnaga. Pesumasin puiduga ühendamiseks ohutu. Paisumine peaks toimuma enne, kui poldivarda purunemispinge jõuab ohtliku väärtuseni.

Kokkupandav topeltpressiga vuuk venitatud liimelementide jaoks. Venitatud puitelementide liimühendusi uuris V.G. Mihhailov. Liigeste murd tekkis lõhenemisel madalatel nihkepingetel piki murdetasandit. Suurim keskmine murde nihkepinge 2,4 MPa saavutati kiilkiilude ristmikul.

Topeltpressitud ühenduskoht kattuvad terasribadest ribadega 1, mille külge on keevitatud nurgad 2. Venitatud puitelementidelt tulevad jõud kanduvad terasplaatidele läbi ristpoltide 3 ja 4 ning keermega 5 tünnide. kaldsete otstega liistud 7 liimitakse otstes ühendatud elementide külge nurkade 6 peatamiseks nii, et nurgast algav nihketasand ei ühti liimiõmblusega.

Tõmbeühenduste katsete analüüs näitab, et tõmbepingetele vastanduv jõud, mis surub elementi murdetasandi alguses nihke ajal kokku, tekitab samaaegselt täiendavaid nihkepingeid ja suurendab seeläbi nende kontsentratsiooni ohtlikus piirkonnas. Kiudude lõiketasandi vastasotsa täiendava pressimisjõu tekitamisel (nagu vaadeldava vuugi puhul) tasandatakse nihkepinged, väheneb nende kontsentreerimine ja kiududele venivate pingete võimalus.

Topeltsurvega vuuk on tõmbekokkupandav vuuk, mis loob algtiheduse ja võimaldab seda ka edaspidi töötingimustes säilitada (kui toimub ühendatud elementide mõningane kokkutõmbumine).

Puidu liitekoht arvutatakse tingimuse järgi:

Arvutatud nihketakistuse keskmine väärtus määratakse järgmise valemiga:

kus b = 0,125; e = 0,125 h.

Liimitud terasvarraste väljatõmmatavad või läbistantsitavad ühendused. Vuukide kasutamine 12–25 mm läbimõõduga perioodilise profiili armatuurist valmistatud liimitud varrastel, mis töötavad tõmbamiseks ja mulgutamiseks, on lubatud konstruktsioonide töötingimustes ümbritseva õhu temperatuuril mitte üle 35 ° C.

Eelpuhastatud ja rasvatustatud vardad liimitakse epoksiidipõhiste ühenditega puuritud aukudesse või freesitud soontesse. Aukude läbimõõt või soonte mõõtmed tuleks võtta 5 mm võrra suuremad kui liimitud varraste läbimõõt.

Sellise männist ja kuusest puitkonstruktsioonide elementide venitatud ja kokkusurutud liigendites piki ja risti kiudude väljatõmbamiseks või mulgutamiseks mõeldud varda kandevõime tuleks määrata järgmise valemiga:

T = R sk × p × (d + 0,005) × l × k s,

kus d on ühendatud varda läbimõõt, m; l on varda sisseehitatud osa pikkus m, mis tuleks võtta arvutuslikult, kuid mitte vähem kui 10d ja mitte rohkem kui 30d; k c - koefitsient, mis võtab arvesse nihkepingete ebaühtlast jaotumist sõltuvalt varda sisseehitatud osa pikkusest, mis määratakse valemiga: k c = 1,2 - 0,02 × (l / d); R sk - puidu arvutuslik vastupidavus hakkimisele.

Sisseliimitud varraste telgede vaheline kaugus piki kiude on vähemalt S 2 = 3d ja välisservadeni - vähemalt S 3 = 2d.

Alalisvoolu elementide ühendused liimidel.

Nõuded struktuurliimidele.

Puitkonstruktsioonide liimühenduste ühtlast tugevust, tugevust ja vastupidavust on võimalik saavutada ainult veekindlate struktuurliimide kasutamisega. Liimsideme vastupidavus ja töökindlus sõltub liimsidemete stabiilsusest, liimi tüübist, selle kvaliteedist, liimimistehnoloogiast, töötingimustest ja plaatide pinnatöötlusest.

Liimijoon peab tagama puidu tugevusega võrdse sideme tugevuse piki tera lõhenemiseks ja tera üle pingutamiseks. Liimiõmbluse tugevust, mis vastab puidu tõmbetugevusele piki kiudu, pole veel saavutatud, seetõttu tuleb venitatud vuukide korral liimitavate pindade pindala kaldsuunas suurendada umbes 10 korda. otsa lõikamine vuntside või hammastikuga.

Liimi kokkupuute tihedus liimitavate pindadega peaks tekkima ka struktuurliimi viskooss-vedel faasis, mis täidab kõik süvendid ja karedused, tulenevalt liimitava pinna märja võimest. Mida siledamalt ja puhtamalt liimitavad pinnad lõigatakse ning mida tihedamalt üksteisega nakkuvad, seda terviklikum on liimimise tugevus, seda ühtlasem ja õhem on liimiõmblus. Kuivadest õhukestest laudadest monoliitselt liimitud puitkonstruktsioonil on märkimisväärne eelis täispalgist lõigatud lati ees, kuid nende eeliste realiseerimiseks on vaja rangelt järgida kõiki liimpuitkonstruktsioonide tööstusliku tootmise tehnoloogia tingimusi.

Pärast struktuurliimi kõvenemist nõuab moodustunud liimiõmblus mitte ainult võrdset tugevust ja tugevust, vaid ka veekindlust, kuumakindlust ja biostabiilsust. Katsetamise ajal peaks liimühenduste prototüüpide hävimine toimuma peamiselt piki liimitavat puitu, mitte piki liimvuuki (koos sisemiste sidussidemete hävimisega), mitte aga liimühenduse ja materjali vahelises piirkihis. olema liimitud (piirde, liimsideme hävitamisega).

Liimide tüübid.

Liimvuuke on kasutatud pikka aega, peamiselt tisleritööstuses. 20. sajandi alguses hakati Šveitsis, Rootsis ja Saksamaal kasutama kaseiinliimi baasil kandvaid puitkonstruktsioone. Loomset ja veelgi enam taimset päritolu proteiinliimid ei vastanud aga täielikult kandekonstruktsioonide elementide ühendamise nõuetele.

Suure tähtsusega on polümeersete materjalide keemia arendamine ja sünteetiliste liimide tootmine. Planeeritud omadustega sünteetilised polümeersed materjalid tagavad liimühendustele vajaliku tugevuse ja vastupidavuse. Jätkub optimaalse struktuurliimide valiku ja vastavate liimkonstruktsioonide tootmisviiside otsimine, kuid nüüd on olemas sünteetiliste liimide komplekt, mis võimaldab puitehitiste osi mitte ainult puiduga ühendada.

Erinevalt kaseiinist ja muudest proteiinliimidest moodustavad sünteetilised struktuurliimid polümerisatsiooni- või polükondensatsioonireaktsiooni tulemusena tugeva, vettpidava liimiõmbluse. Praegu kasutatakse peamiselt resortsinooli, fenool-resortsinooli, alküülresortsinooli, fenoolliime. Vastavalt SNiP II-22-80-le sõltub liimi tüübi valik liimitud konstruktsioonide temperatuuri- ja niiskustingimustest.

Liimvuugi elastsus ja sitkus on eriti oluline puitelementide ühendamisel metalli, vineeri, plasti ja muude konstruktsioonielementidega, millel on temperatuuri-, kokkutõmbumis- ja elastsusomadused. Siiski on elastsete kummiliimide kasutamine pingestatud liigendites üldiselt vastuvõetamatu, kuna need vuugid ei ole piisavalt tugevad ja nende liigne roome pikaajalisel koormusel.

Mida kuivemad ja õhemad on liimitavad lauad, seda väiksem on nendes pragunemise oht. Kui viimistlemata plaatidel tekib kokkutõmbumisväänamine juba enne liimiliini kõvenemist, kuid pärast pressi surve lakkamist, katkeb liimimine pöördumatult.

Liimitud vuukide tüübid.

Liimitud elementide venitatud vuuk valmistatakse tehases hammastatud naelale, mille liimpindade kalle on ligikaudu 1:10. Selline ühtne lahendus ei jää tugevuselt alla vuntsliite lahendusele (sama kaldega), on puidukulu poolest säästlikum ja tootmises tehnoloogiliselt arenenum; seetõttu peab see tehase tootmise käigus täielikult asendama kõik muud tüüpi liigendid.

Sakiline tihvt töötab võrdselt hästi nii pinges, painutamises, väändes kui ka surves. Katsete kohaselt ei ole sellise liigendi KB_3 tugevus isegi purunemisel madalam kui tahke varda tugevus, mida nõrgestab 1. kategooria tavaline sõlme, mille suurus on ¼-1/6 vastava laiusest. elemendi külg.

Praktikas on soovitatav kasutada tehnoloogiliselt kõige arenenumat võimalust, mille naelad on näoga risti. See valik on rakendatav liimitud elementide mis tahes laiusega, isegi kergelt kõverdunud. Suure ristlõikega liimitud plokkide ühendamisel on vaja kasutada külma (või sooja) liimimist.

Vineerilehtede splaissimiseks tehasetootmises on vuntside põkkliide sama ühtne mittelahutatav ühendustüüp; selle kasutamine pingelistes konstruktsioonielementides eeldab järgmiste tingimuste täitmist, vuntside pikkuseks võetakse 10-12 vineeri paksust ja välimiste spoonide (särkide) kiudude suund peab ühtima mõjuvate jõudude suunaga. . Tavalise vuntsühendusega vineeri nõrgenemist arvestatakse koefitsiendiga K don = 0,6 ja bakeliseeritud vineeri puhul koefitsiendiga 0,8.

Plastikut kasutavate konstruktsioonide elementide liim- ja liim-mehaanilised ühendused ja nende arvutamise põhimõtted.

Liimvuugid on kõige tõhusamad, mitmekülgsemad ja levinumad plastühendused. Need võimaldavad liimida mis tahes materjale ja plastmaterjale. Liimsideme puudused: madal põikisuunaline tõmbetugevus - eraldumine ja piiratud kuumakindlus. Kasutatakse termoreaktiivseid ja termoplastilisi liime.

Ühendustüüpide kohta vaata joonist fig. Liimiõmbluse pikkus mõlemal pool vuuki (ülekatte pikkus) määratakse selle arvutamisel lõike jaoks, kuid mitte vähem kui 8 lehe paksust asbesttsemendil, 50 paksust metallidel, 20 lehe paksust klaaskiust. Liimvuugid töötavad enamasti nihkejõul, kuid mõnel juhul võivad liigeses tekkida jõud, mis põhjustavad selles pinget, mida nimetatakse äratõmbumiseks. Sõltuvalt tõmbepingete jaotumise olemusest piki õmbluse pikkust eristatakse ühtlast ja ebaühtlast eraldumist. Sagedamini on liimikihi tugevus suurem kui liimitava materjali tugevus, sellisel juhul määrab projekteerimiskindluse liimitav materjal. Liimühenduste puhul võetakse arvesse töötingimuste tegureid: temperatuuritegur; niiskustingimused; atmosfääri tingimused.

Liim-metallühendused on kombineeritud, mis koosnevad punktmetallist ühenduskohtadest ja liimikihist, mis paikneb kogu õmbluse ulatuses. Eristada liimkeevitatud, liimikruviga, liimneeditud. Neil on suurem sitkus ja ebaühtlane rebimine. Tugevam nihkejõul kui metallliited. Liim-metalli ühenduste nihketugevus on defineeritud kui needi, kruvi või keevispunkti tugevus, mis on korrutatud koefitsiendiga 1,25-2, et võtta arvesse liimi jõudlust. Needi, kruvi tugevus määratakse muljumis- või nihkeseisundi järgi ning keevitatud punkti tugevus nihkeseisundi järgi.

Plastelementide keevisliited ja nende arvutamise põhimõtted.

Plastkeevisliiteid kasutatakse samast termoplastsest materjalist elementide ühendamiseks. Keevitamine toimub kõrge temperatuuri ja rõhu samaaegsel toimel. Eelised: suur õmblustihedus, nende teostamise kiirus, tehnoloogiliste toimingute lihtsus. On kaks keevitusmeetodit: keevitamine kuuma õhu voolus (sarnaselt metallide gaaskeevitusega) ja kontaktmeetod (kasutatakse pleksiklaasi, vinüülplasti, polüetüleeni keevitamisel). 1) Materjal ja täitevarras pehmendatakse 250º-ni kuumutatud kuuma õhuvoolus. Sooja õhu allikana kasutatakse soojuspüstolit. 2) Keevisõmbluse seadme jaoks vastavalt kontaktmeetodi ühele variandile lõigatakse kahe ühendatava osa kontaktpunktid vuntside külge, mille kalle on 1: 3 ... 1: 5, joondatud. üle kontaktala ja fikseeritud sellesse asendisse. Seejärel surutakse õmblus kokku ja kuumutatakse. Keevisõmbluse tugevus on madalam kui materjali tugevus. Vinüülplasti puhul väheneb tugevus kokkusurumisel, pingel ja painutamisel 15-35% ning spetsiifilise löögitugevuse testimisel väheneb tugevus 90%.

Komposiitvarraste tüübid ja sidemete vastavuse arvestamine nende tsentraalse kokkusurumise jaoks.

Vastavus- sidemete võime konstruktsioonide deformatsiooni ajal võimaldada ühendatud taladel või plaatidel üksteise suhtes liikuda.

Komposiitvarraste tüübid: kimpvardad; vardad lühikeste vahetükkidega; vardad, mille osad oksad ei ole otstest toestatud.

Vardad-pakid. Kõik selliste varraste oksad on otstest toestatud ja tajuvad survejõudu ning sidemete vahekaugused varda pikkuses on väikesed ega ületa seitset haru paksust. Arvutamine telje x-x suhtes, mis on risti okstevaheliste õmblustega, tehakse nagu tahke sektsiooni puhul, kuna sel juhul on komposiitvarda painduvus võrdne üksiku haru painduvusega. Arvutamine y-y telje suhtes, paralleelselt õmblustega, tehakse, võttes arvesse sidemete elastsust. Väikese vahekaugusega sidemete vahel varda pikkuses, mis on võrdne oksa vaba pikkusega, toetatud okste pindala;

Ühenduste elastsus halvendab komposiitelemendi toimivust võrreldes tahke sektsiooni sama elemendiga. Nõuetele vastavatel sidemetel oleva komposiitelemendi puhul väheneb kandevõime, suureneb deformeeritavus, muutub nihkejõudude jaotuse iseloom piki selle pikkust, seetõttu tuleb komposiitelementide arvutamisel ja projekteerimisel arvestada elementide vormitavusega. sidemed.

Mõelge kolmele puittalale, millel on samad koormused, siled ja ristlõige. Olgu nende talade koormus ühtlaselt jaotunud. Esimene tala on tahkest sektsioonist, s.o. koosneb ühest ribast. Nimetagem seda tala Ts. Tala ristlõike inertsimoment I c = bh 3/12; takistusmoment W c = bh 2/6; läbipaine

f c = 5q n l 4 / 384EI c.

Komposiitsektsiooni teine ​​tala P koosneb kahest painduvate sidemetega, näiteks poltidega, ühendatud talast. Inertsmomendid ja selle takistus on vastavalt I p ja W p; läbipaine f lk.

Liitsektsiooni kolmas tala O koosneb samadest taladest, mis teine ​​tala, kuid siin puuduvad ühendused ja seetõttu töötavad mõlemad talad iseseisvalt. Kolmanda tala inertsmoment I о = bh 3/48, mis on 4 korda väiksem kui tahke sektsiooni talad. Takistusmoment W о = bh 2/12, mis on 2 korda väiksem kui tahke sektsiooni taladel. Läbipaine f о = 5q n l 4 / 384EI о, mis on 4 korda suurem kui täisprofiiltala läbipaine.

Mõelge, mis juhtub tala vasakpoolse toega, kui see deformeerub koormuse all. Tahke sektsiooni tala vasakpoolne tugi pöörleb läbi nurga j ja lülideta liitsektsiooni tala nihutab lisaks vasakul toel pöörlemisele ka d ümber ülemise tala alumise suhtes.

Painduvate sidemetega liittala puhul takistavad talade nihkumist poldid, seega on seda siin vähem kui sidemeteta tala puhul. Järelikult asub ühilduvatel traksidel olev komposiittala vahepealse positsiooni tahke tala ja ilma traksideta liittala vahel. Seetõttu võite kirjutada: I c> I p> I o; W q> W p> W o; f c

Nendest ebavõrdsustest järeldub, et liittala geomeetrilisi karakteristikuid painduvatel sidemetel I c, W p saab väljendada täisprofiiltala geomeetriliste karakteristikute kaudu, mis on korrutatud koefitsientidega, mis on väiksemad kui üks ja mis võtavad arvesse sidemete vastavust. : I p = kw I q ja W p = kw W c, kus kw ja kw varieeruvad vastavalt piirides 1 kuni I o / I c ja 1 kuni W o / W c (kahe varbaga I o / I c = 0,25 ja W o / W c = 0,5.

Tala läbipaine suureneb vastavalt inertsmomendi f p = f c / k w vähenemisele.

Komposiittala arvutamine painduvatel sidemetel taandatakse seega tahke sektsioontala arvutamisele koos sidemete vastavust arvestavate koefitsientide kasutuselevõtuga. Normaalpinged määratakse valemiga: s u = M / W c k w £ R u, kus W c on liittala kui tahke tala takistusmoment; k w - koefitsient väiksem kui üks, võttes arvesse linkide vastavust.

Komposiittala läbipaine painduvatel sidemetel määratakse valemiga: f p = 5q n l 4 / 384EI c k w £ f pr, kus I c on tala kui tahke takistuse moment; k w - koefitsient väiksem kui üks, võttes arvesse linkide vastavust.

Koefitsientide k w ja k väärtused on toodud dokumendis SNiP II-25-80 “Puitkonstruktsioonid. Disainistandardid”.

Sidemete arv määratakse nihkejõu arvutamise teel. Nihkejõud T kogu tala laiuse ulatuses, mis on võrdne tb, arvutatakse järgmise valemiga: T = QS / I.

Nihkejõudude jaotus piki pikkust on sarnane nihkepingete jaotumisega horisontaalselt nurga all kulgeva sirge kujul. Tala kogu nihkejõud toest punktini, kus T = 0, on geomeetriliselt võrdne kolmnurga pindalaga. Meie puhul on ühtlaselt jaotatud koormusega T = 0, kui x = l / 2 ja siis on kogu nihkejõud H = M max S / I.

Komposiittala puhul, mis on painduvate traksidega, jääb kogu nihkejõu väärtus konstantseks. Sidemete paindlikkuse tõttu muutub aga nihkejõudude jaotumise olemus tala pikkuses. Tulbade nihke tulemusena muutub kolmnurkdiagramm kõverjooneliseks, koosinuslaine lähedaseks. Kui sidemed on tala pikkuses ühtlaselt paigutatud, võib iga side tajuda nihkejõudu, mis on võrdne tema kandevõimega T s ja kõik need peavad vastu võtma kogu nihkejõu. Seega n c T c = M max S / I.

Sellise arvu linkide toimimine vastab ADEC ristkülikule, st. tugede läheduses olevad ühendused on ülekoormatud. Seetõttu peab linkide arvu arvutamisel olema täidetud kaks tingimust:

Ühtlaste vahedega sidemete arv tala lõigul toest kuni maksimaalse momendiga sektsioonini peaks neelama kogu nihkejõu

n c = M max S / IT c;

· Tugede lähedusse paigutatud ühendusi ei tohi üle koormata.

Tugede läheduses olevad ühendused on 1,5 korda ülekoormatud, seetõttu tuleb teise tingimuse täitmiseks nende arvu 1,5 korda suurendada. Seega on vajalik arv sidemeid tala lõigul tugedest kuni maksimaalse momendiga sektsioonini n c = 1,5M max S / I br T c.

Komposiitprofiili kokkusurutud-painutatavate elementide arvutamise meetod nõuetele vastavatel sidemetel jääb samaks, mis massiivse sektsiooni elementide puhul, kuid valemid arvestavad lisaks sidemete vormitavust.

Paindetasandil arvutamisel kogeb komposiitelement keerukat takistust ja ühenduste elastsust võetakse arvesse kaks korda:

· Koefitsiendi k w sisseseadmine, sama mis põikpainutamise komponentelementide arvutamisel;

· Koefitsiendi x arvutamine, võttes arvesse elemendi vähenenud paindlikkust.

Normaalne pinge määratakse järgmise valemiga:

s c = N / F nt + M d / W nt k w £ R c, kus M d = M q / x ja x = 1 - l p 2 N / 3000F br R c; l p = ml q;

kus k c - katseandmete põhjal saadud vuukide vastavuse koefitsient, sidemete nihe; b on ristlõike komponendi laius, cm; h on ristlõike kogukõrgus, cm; l calc - elemendi hinnanguline pikkus, m; n w on nihkeõmbluste arv; n c - sidemete lõigete arv 1 m ühes õmbluses, mitme õmblusega erinevad numbrid linkide kärpetest võtavad keskmise linkide arvu.

Läbipaine f p = 5q n l 4 / 384EIk w x £ f pr.

Sektsioonide arvu määramisel, mis tuleb asetada lõigul toest kuni maksimaalse momendiga sektsioonini, võetakse arvesse surve-paindeelemendiga nihkejõu suurenemist n c = 1,5M max S / IT c x.

Surve-painutuselemendid arvutatakse paindetasandist ligikaudu ilma paindemomenti arvestamata, s.o. tsentraalselt kokkusurutud komposiitvardadena.

Kunstlikud radioaktiivsed isotoobid tekivad inimtegevuse tulemusena: tuumaenergia kasutamine sõjalistel ja rahumeelsetel eesmärkidel, radioaktiivsete ainete kasutamine riigi majanduses (tööstus, transport, põllumajandus, meditsiin, teadusuuringud jne). Radionukliidid - tuumarelvade lõhustumisproduktid ja kiirgusohtlike objektide heitmed kogunevad sisse keskkond, sealhulgas hüdrosfäär. [...]

Muldade kunstlik struktureerimine viiakse läbi, viies neisse väikeses koguses struktuuri moodustavaid aineid, peamiselt orgaanilisi ühendeid (P.V. Vershinin). [...]

ANTROPOGEENNE AINE inimtegevuse tõttu geosfääri sattunud keemiline ühend. Eristada V. ja., Bioloogilises tsüklis sisalduvad ja seetõttu varem või hiljem ökosüsteemides kasutusel olevad kunstlikud ühendid, mis on loodusele võõrad, hävivad väga aeglaselt elusorganismide ja abiootiliste mõjurite poolt ning jäävad väljapoole biosfääri ainevahetust. Need viimased kogunevad biosfääri ja kujutavad endast ohtu elule. Erijuhtum V. ja. on keemilised ühendid ja elemendid, mis looduslikult sisalduvad looduslikes moodustistes, kuid on inimese poolt ühest geosfäärist teise viidud või tema enda kunstlikult kontsentreeritud. Selliste elementide näideteks võivad olla inimese poolt Maa sügavusest selle pinnale eraldatud ja siia laiali paisatud raskmetallid ning radioaktiivsed ained, mis looduslikes tingimustes levivad tavaliselt suurtesse ruumidesse ja väikestes kontsentratsioonides. [...]

Veekeskkonda sattuvate tehisradionukliidide koostise määravad praegu peamiselt tuumakütuse lõhustumisproduktid. Nende vaheline suhe võib varieeruda sõltuvalt reaktori tüübist, selle võimsusest ja reaktsioonitingimustest. Pange tähele ka seda, et ajavahemikul alates

Kahjulikke aineid leidub väga erinevate tööstusharude jäätmetes: värviline metallurgia (värviliste metallide soolad), masinaehitus (tsüaniidid, berülliumi ühendid, arseen jne), plasti tootmine (bensiin, eeter, fenool, metüülakrülaat, jne) ja tehiskiu (fosfor, orgaanilised ühendid, tsingi- ja vaseühendid), lämmastikutööstuse (polüstüreen, klorobenseen, kantserogeensed vaigud jne), metsanduse, puidutöötlemise ning tselluloosi- ja paberitööstuse (fenool, metüülalkohol, tärpentin jne). ) ), lihatööstus (orgaaniline aine) ja paljud teised. [...]

Võrrelgem kosmoselaeva tehisökosüsteemi mis tahes looduslikuga, näiteks tiigi ökosüsteemiga. Vaatlused näitavad, et organismide arv selles biotoobis jääb (mõningate hooajaliste kõikumistega) suures osas muutumatuks. Seda ökosüsteemi nimetatakse stabiilseks. Tasakaal säilib seni, kuni välistegurid muutuvad. Peamised neist on vee sisse- ja väljavool, erinevate toitainete sissevool ning päikesekiirgus. Tiigi ökosüsteemis elavad mitmesugused organismid. Niisiis koloniseerivad pärast kunstliku veehoidla loomist selle järk-järgult bakterid, plankton, seejärel kalad ja kõrgemad taimed. Kui areng on saavutanud teatud haripunkti ja välismõjud püsivad pikka aega muutumatuna (vee, ainete, kiirguse sissevool ühelt poolt ja väljavool või aurustumine, ainete eemaldamine ja energia väljavool - teiselt poolt), tekib ökosüsteem. tiik stabiliseerub. Elusolendite vahel luuakse tasakaal. [...]

On kunstlikult loodud ökosüsteeme, mis tagavad pideva ainevahetuse ja energia nii looduse sees kui ka selle ja inimese vahel. Need jagunevad majandusarengu mõju järgi: looduslikud, säilinud puutumata; muudetud, muudetud inimtegevuse poolt; ümberkujundatud, inimese poolt muudetud. [...]

Ksenobiootikumid on kunstliku sünteesi teel saadud ained ja need ei kuulu looduslike ühendite hulka. [...]

Radioaktiivseid aineid kasutatakse laialdaselt paljudes rahvamajanduse sektorites. Kunstlikke radioaktiivseid isotoope kasutatakse metallide defektide tuvastamiseks, materjalide struktuuri ja kulumise uurimisel, ainete eraldamisel ja keemiliste ühendite sünteesil, meditsiinis juhtimis- ja signaalifunktsioone täitvates aparaatides ja seadmetes jne [. ..]

Jaapani keemikud töötasid välja meetodi kunstlike segude valmistamiseks puhverlahustest mürgiste ainete tekitamise teel. Kuumutatud, kuivatatud ja lisanditest puhastatud õhk juhitakse kindla kiirusega läbi kaaliumtsüaniidi (pH = 5-12) vesilahustega (saades vesiniktsüaniidhappe), naatriumsulfiidi (vesiniksulfiid) sulfiti või naatriumvesiniksulfiti (vääveldioksiid) neeldurite, naatriumnitraat (lämmastikoksiidid) ja ammooniumvesinikkarbonaat (ammoonium). Meetod võimaldab luua nende ainete kontsentratsioonid 10-4-10-5% veaga mitte rohkem kui 2-3% (rel.). [...]

Nagu lihtsustatud tehislik kosmoselaeva ökosüsteem, on ka tiigi ökosüsteem isemajandav. Piiramatut kasvu takistab vastastikmõju ühelt poolt tootjataimede ning teiselt poolt loomade ja taimede (tarbijad ja lagundajad) vahel. Tarbekaubad saavad paljuneda vaid seni, kuni nad ei kasuta olemasolevaid toitaineid üle. Kui nende paljunemine osutub liigseks, peatub nende kasv, kuna neil pole piisavalt toitu. Tootjad omakorda nõuavad pidevalt mineraale. Nad lasid taas jäätmed ringlusse. Seega tsükkel uueneb: taimed (tootjad) omastavad neid mineraale ja taastoodavad päikeseenergia abil energiarikaste toitainetega [...]

Ökosüsteem võib olla ka kunstlik. Sellise ökosüsteemi näide, mis on looduslikuga võrreldes äärmiselt lihtsustatud ja mittetäielik, on kosmoseaparaat. Selle piloot peab elama pikka aega laeva kinnises ruumis, leppides piiratud toidu-, hapniku- ja energiavarudega. Samas on soovitav võimalusel taaskasutada ja taaskasutada kasutatud ainete ja jäätmete varusid. Selle jaoks sisse kosmoselaev on ette nähtud spetsiaalsed regenereerimisüksused ning viimasel ajal on tehtud katseid elusorganismidega (taimede ja loomadega), kes peaksid osalema kosmonautide jäätmete töötlemises, kasutades päikesevalguse energiat. [...]

Mesilasvaha on keeruline kemikaal, mida toodavad mesilaste vahanäärmed. See sisaldab umbes 15 keemiliselt sõltumatut komponenti. Seda kasutatakse farmaatsiatööstuses, hambaravis, parfümeerias, puidutöötlemises, naha-, paberi-, lennundus- ja muudes tööstusharudes. Lisaks on see väga suurtes kogustes vajalik kunstliku vundamendi valmistamiseks. Vaha saadakse vaha tooraine töötlemisel. [...]

Ohtlikud on ka tehiskiuvabrikute, koksi-keemia- ja gaaskiviettevõtete reoveed, mis sisaldavad vaiguseid aineid, fenoole, merkaptaane, orgaanilisi happeid, aldehüüde, alkohole, värvaineid. Nende toksiline toime levib pikkade vahemaade tagant, eriti tugeva vooluga jõgedes, kuna reovee orgaanilised lisandid mineraliseeruvad aeglaselt. Vedelate jäätmete kogunemine spetsiaalsetesse reservuaaridesse - prügimägedesse on samuti keskkonnale väga ohtlik: on teada selliste reservuaaride läbimurdmise ja mürgistuse juhtumeid suures osas Dnestri, Seversky Donetsi ja mõne muu vees. [...]

Üldine informatsioon... Kaasaegsed kunstliku bioloogilise puhastuse meetodid võivad vähendada BHT20 ja heljumi kontsentratsiooni reovees 10-15 mg/l-ni. [...]

Bioloogiline reoveepuhastus tehiskonstruktsioonides toimub bioloogilistes filtrites, aeratsioonipaakides ja oksütankides. Näiteks joonis fig. 18.22 näitab sundõhuvarustusega bioloogilise filtri skeemi. Algne reovesi voolab torujuhtme 3 kaudu filtrisse 2 ja läbi veejaotusseadmete 4 pihustatakse ühtlaselt üle filtriala. Pihustamisel neelab heitvesi osa õhus olevast hapnikust. Filtreerimisel läbi koorma 5, mida kasutatakse näiteks räbu, killustikku, paisutatud savi, plastikut, killustikku, moodustub söödamaterjalile bioloogiline kile, mille mikroorganismid neelavad orgaanilist ainet. Kiles olevate orgaaniliste lisandite oksüdatsiooni intensiivsus suureneb oluliselt, kui torujuhtme / ja tugivõre kaudu suunatakse suruõhku filtreerimisele vastupidises suunas. Orgaanilistest lisanditest puhastatud vesi eemaldatakse filtrist torujuhtme 7 kaudu. [...]

Inimene hakkas mikroorganismide rolli vastu ainete ringluses huvi tundma alles pärast nende avastamist Hollandi teadlase Anton Levenguki poolt 1674. aastal ning teadlased hakkasid tema abile toetudes mikrokosmost tõsiselt uurima alates 19. sajandi keskpaigast: kiiresti arenes. arenev tööstus tekitas nii palju jäätmeid, et sajandeid arenenud biotsenoosid ei suutnud nendega enam toime tulla. 1887. aastal kirjutas üks bioloogilise puhastusmeetodi rajajaid Dibdin: jäätmevedeliku puhastamiseks on soovitav kasutada „spetsiifilisi mikroorganisme, mida kasvatatakse spetsiaalselt selleks otstarbeks; Seejärel hoidke vedelikku piisavalt kaua, õhutades seda tugevalt, ja lõpuks laske see mahutisse." USA-s ja teistes riikides on alates 1890. aastast töötanud ja töötavad siiani biofiltrid, milles vedelad jäätmed läbivad kivide kihi, milles säilib mikroorganismide segafloora. Looduslik või kunstlik õhuvool, mis on vastupidine jäätmevoolule, tagab õhutuse. [...]

Veevarustustehnikas korraldatakse tehisreservuaarid, tehisjärved, milles ilmub arvukalt taimestikku ja loomastikku, mis asustab kogu veesamba. Oma elutegevuse käigus kahandavad need organismid toitaineid ning antagonistlike suhete tõttu toimub mikrofloora osaline hävimine veefauna poolt ning bakteriofaagide abil lõpetatakse võitlus kahjulike bakteritega. [...]

Hüdrosfäär on saastunud kahte tüüpi radioaktiivsete ainetega: loodusliku ja tehisliku päritoluga. [...]

Päikeseenergia akumulaatorina peab elusaine samaaegselt reageerima nii välistele (kosmilistele) mõjudele kui ka sisemistele muutustele. Elusaine hulga suurenemine või vähenemine ühes biosfääri paigas peaks teises piirkonnas kaasa tooma vastupidise märgiga sünkroonse protsessi, mille põhjuseks on asjaolu, et eralduvad biogeenid saavad ülejäänud elusloodused omastada või neist hakkab puudus olema. Arvestada tuleks aga protsessi kiirusega, inimtekkelise muutuse puhul on see palju väiksem kui inimese otsene looduse rikkumine. Lisaks ei toimu alati piisavat asendamist. Energiaprotsessides osalevate indiviidide suuruse vähenemine toob kaasa suure hulga termodünaamilisi seaduspärasusi kõigist ülaltoodud üldistuste rühmadest (jaotised 3.2-3.9). Muutub kogu elusaine struktuur ja selle kvaliteet, mis lõppkokkuvõttes ei saa olla kasulik inimesele – ühele eluprotsessis osalejale. Inimkond rikub planeedi elusaine jaotumise loodusseadusi ja võtab enda peale oma inimtekkelises kanalis vähemalt 1,6X 1013 W energiat aastas ehk 20% kogu biosfääri toodangust1. Lisaks on inimesed kunstlikult ja kompenseerimata vähendanud elusaine hulka Maal, ilmselt vähemalt 30%. Sellest võib järeldada, et planeeti seisab silmitsi globaalse termodünaamilise (soojus)kriisiga, mis avaldub korraga mitmel kujul. Kuna tegemist on inertsiaalse protsessiga, on selle algfaasid vaevumärgatavad, kuid kriisinähtuste peatamine on ülimalt keeruline. [...]

Sorbentidena kasutatakse erinevaid tehis- ja looduslikke poorseid materjale: tuhk, saepuru, turvas, koksibriis, silikageelid, aktiivsavi jne. Tõhusad sorbendid on erinevat sorti aktiivsöed, sorbendi aktiivsust iseloomustab imendunud aine kogus ühiku kohta. sorbendi maht või mass (kg / m3, kg / kg). [...]

Väetised on anorgaanilised ja orgaanilised ained, mida kasutatakse põllumajanduses ja kalakasvatuses kultuurtaimede ja tiikide kalade produktiivsuse tõstmiseks. Need on: mineraalsed (või keemilised), orgaanilised ja bakteriaalsed (mikroorganismide kunstlik sissetoomine mullaviljakuse suurendamiseks). Maa sisemusest kaevandatud mineraalväetised või tööstuslikult saadud keemilised ühendid sisaldavad põhitoiteaineid (lämmastik, fosfor, kaalium) ja elutegevuseks olulisi mikroelemente (vask, boor, mangaan jne). Orgaanilised väetised on huumus, turvas, sõnnik, lindude väljaheited (guano), kompostid, bioloogilised lisandid jne. [...]

Nende kütuste valmistamise tehnoloogia on erinev, kuid neil kõigil on madal tuhasisaldus ja madal lenduvate ainete sisaldus (5-10%). [...]

Looduslikud veed võivad sisaldada looduslikku ja tehislikku päritolu radioaktiivseid aineid. Vesi rikastub loodusliku radioaktiivsusega, kui see läbib radioaktiivseid elemente (uraani, raadiumi, tooriumi, kaaliumi jne isotoobid) sisaldavaid kivimeid. Kunstliku radioaktiivsusega soolad saastavad vett, kui sellesse satub vett radioaktiivseid ravimeid kasutavatest tööstus-, teadus- ja meditsiiniasutustest. Looduslik vesi on radioaktiivsete elementidega saastunud ka termotuumarelvade eksperimentaalsete plahvatuste ajal. [...]

Ilma annuste ja ettevaatusabinõude kõige rangema järgimiseta kujutavad defoliandid tõsist ohtu loomadele ja inimestele. Mõnikord kasutatakse defoliante ja deflorante (taimede lillede hävitamiseks) sõjalistel eesmärkidel vaenlase territooriumil asuvate metsade barbaarseks hävitamiseks. Niisiis, 60-70ndatel. Ameerika Ühendriigid rakendasid neid keemilised ained sõjaliste operatsioonide jaoks Indohiinas, eriti Vietnamis, pihustati metsadele ja põldudele üle 22 miljoni liitri äärmiselt mürgist defolianti ("oranži segu"). See tõi kaasa metsade ja põllukultuuride täieliku hävimise suurtel aladel. [...]

Looduslikke ökoloogilisi süsteeme iseloomustab erinevalt tehislikust (tootmisest) aine suletud ringlemine ning omaette populatsiooni olemasoluga kaasnevad jäätmed on lähtematerjal, mis tagab teise või sagedamini mitme teise populatsiooni olemasolu. kaasatud antud biogeocenoosi. Biogeotsenoosil, mis tähendab evolutsiooniliselt moodustunud taimede, loomade ja mikroorganismide populatsioonide kogumit, mis on iseloomulik konkreetsele piirkonnale, on ainete tsükliline ringlus. Osa ökosüsteemi ainetest kandub õhu, vee liikumise, pinnase erosiooni jms tõttu üle Maa pinna ja osaleb üldisemas ainete ringluses biosfääris. Ainete tsükliline ringlus üksikutes ökosüsteemides ja kogu biosfääris, mis on kujunenud selle miljoni sajandi pikkuse evolutsiooni jooksul, on keskkonnasõbraliku tootmistehnoloogia prototüüp. [...]

Kui mõni neist elementidest selles vees puudub, lisatakse see kunstlikult. Majapidamisreovesi on nende ainete poolest rikas, mistõttu lisatakse neid sageli näiteks värvimis- ja pleegitustehaste vette. [...]

Hüdrokultuuri jaoks mõeldud spetsiaalseid anumaid valmistatakse paljudes mudelites erinevatest tehisainetest ja keraamikast. Üksikute taimede jaoks on erineva suurusega konteinerid ja dekoratiivkompositsioonide jaoks suured konteinerid. Suured konteinerid on sageli varustatud taimehoidjaga (pulga kujul), mis kinnitatakse anuma põhjas oleva spetsiaalse plaadi külge. Hüdropoonilised potid koosnevad välimisest anumast ja sisemisest võrevooderdist või mitme auguga vooderdist. Igal anumal, olenemata selle suurusest, on lahuse taseme indikaator. Enamasti on see skaalaga vaateaken. [...]

Dehüdrogenaasi aktiivsuse määramise meetod põhineb mõnede indikaatorainete võimel omandada püsiv värv oksüdeeritud olekust redutseeritud olekusse üleminekul. Indikaator on justkui vesiniku kunstlik substraat-aktseptor, mis biokeemilise oksüdatsiooni käigus kantakse sellesse ainesse oksüdeeritud substraadist ensüümide dehüdrogenaaside toimel. Ensüümide aktiivsuse kriteeriumiks on metüleensinise värvitustamise kiirus või redutseeritud TTX, st saadud punase trifenüülfomasooni kogus.

Valemil (5.57) on eelised varemkasutatute ees, mille kohaselt osutus V = 0 juures kahjuliku aine kontsentratsioon lõpmatusega võrdseks ja oli vaja kunstlikult kehtestada projekteerimiskiiruse piirang. [... ]

Linnasüsteemide keskkond, nii selle geograafiline kui ka geoloogiline osa, on kõige tugevamalt muutunud ja tegelikult muutunud kunstlikuks, siin on probleeme linnade ärakasutamisega ja taaskasutamisega. loodusvarad, keskkonna saastamine ja puhastamine, toimub majandus- ja tootmistsüklite üha suurem eraldatus looduslikust ainevahetusest (biogeokeemiline käive) ja energiavoogudest looduslikes ökosüsteemides. Ja lõpuks, just siin ei ohusta kõrgeim asustustihedus ja tehiskeskkond mitte ainult inimeste tervist, vaid ka kogu inimkonna ellujäämist. Inimese tervis on selle keskkonna kvaliteedi näitaja. [...]

Meid ümbritseva keskkonna all mõistetakse "puhta" looduse ja inimese loodud keskkonna tervikut - küntud põllud, tehisaiad ja -pargid, kastetud kõrbed, kuivendatud sood, erilise soojusrežiimiga suured linnad, mikrokliima, veevarustus, suur erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete käive jne [...]

Kolloidsüsteemide stabiilsuse häirimine koagulatsiooni või flokulatsiooni ja kontaktfiltreerimise ajal saavutatakse kolloidosakeste adhesiooni või liitumist soodustavate ainete sisseviimisega. Looduslike ja tehislike ainete makromolekulidel, eriti polüelektrolüütidel, on liideses suur kalduvus akumuleeruda. Selliseid aineid kasutatakse edukalt agregeerivate ainetena. Koagulantidena ja destabilisaatoritena kasutatavad raua- ja alumiiniumisoolad kuuluvad samuti agregeerivate ainete hulka tänu nende võimele moodustada polünukleaarseid hüdrolüüsiprodukte Mn (OH) m2 +, mis on osakeste ja vee piirpinnal hästi adsorbeeruvad. Neutraalsete elektrolüütide kontsentratsiooni suurenemisega (millel puudub spetsiifiline interaktsioon) muutuvad kolloidid vähem stabiilseks, kuna elektrilise kaksikkihi difuusne osa surutakse vastasioonide poolt kokku.

Taimede ühest rakust kättesaamise meetod põhineb mitmete liikide taimekudede võimel anorgaaniliseks kasvamiseks spetsiaalsel tehiskeskkonnal, mis sisaldab toitaineid ja kasvuregulaatoreid. Kui taimekudesid sellisel söötmel kasvatatakse, on paljud rakud võimelised piiramatult paljunema, moodustades diferentseerumata rakkude kihte (massi), mida nimetatakse kalluseks. Kui seejärel jagatakse kallus üksikuteks rakkudeks ja jätkatakse isoleeritud rakkude kultiveerimist toitainekeskkond, siis võivad eraldiseisvatest (üksikutest) rakkudest areneda päris taimed. Üksiku taime somaatiliste rakkude võimet areneda tõeliseks (terveks) taimeks nimetatakse totipotentsiks. Võimalik, et totipotentsus on omane kõikide lehttaimede rakkudele. Kuid seni on seda leitud piiratud levila taimedes. Eelkõige on seda võimet leitud kartulite, porgandite, tubaka ja mitmete muude põllukultuuride rakkudes. See taimerakkude konstrueerimise meetod on juba laialt levinud. Ühest rakust arenenud taimi iseloomustab aga nende kromosoomide mutatsioonidest tingitud geneetiline ebastabiilsus. Kuna geneetiline ebastabiilsus põhjustab mitmesuguseid taimevorme, on need väga kasulikud aretuse lähtematerjalina. [...]

Keskkonnasuhete sisus on neid kaks konstruktsioonielemendid- sotsiaal-ökoloogilised suhted, mis tekivad inimeste vahel nende elupaiga tehiskeskkonnas ja mõjutavad kaudselt inimeste looduslikku elupaika ja reaalseid-praktilisi suhteid, mis hõlmavad esiteks inimese otsest suhet looduskeskkonnaga ja teiseks; suhted inimelu materiaalses ja tootmissfääris, mis on seotud loodusjõudude, energia ja substantsi omastamise protsessiga ning kolmandaks inimese suhtega tema kui sotsiaalse olendi eksistentsi loomulike tingimustega.

Lisaks on ilmne, et suurim teraviljatoodang tekib taime arengu varasemas staadiumis kui maksimaalne kogunetotoodang (kuivaine akumulatsioon) (joon. 15, 2>). Viimastel aastatel on teraviljasaak oluliselt suurenenud tänu sellele, et tähelepanu on pööratud saagi struktuurile. Välja on töötatud sordid, millel on suur tera massi ja põhu massi suhe, mis pealegi annavad kiiresti lehti, nii et leheindeks jõuab 4-ni ja püsib sellel tasemel kuni saagikoristuseni, mis tehakse suurimal ajal. toitainete kogunemine (vt Loomis et al., 1967; Armie ja Greer, 1967). Selline kunstlik valik ei pruugi suurendada kogu taime kuivaine kogutoodangut; see toob kaasa selle toodangu ümberjaotamise, mille tulemusena langeb rohkem toodangut teradele ja vähem lehtedele, vartele ja juurtele (vt tabel 36). [...]

Alates meie sajandi kolmekümnendatest ja neljakümnendatest aastatest on seoses aatomienergia kasutamise arenguga keskkond oluliselt saastunud radioaktiivsete ainete ja kiirgusallikatega. Väljatöötamise, katsetamise ja kasutamisega seotud eriti ohtlik saastumine ( aatomipommid langes Hiroshimale ja Nagasakile) tuumarelvadest. Detergentide valmistamisel kasutatavad parafiinide oksüdeerimise kiirgusmeetodid võimaldavad asendada toidurasvad sünteetiliste vaikudega. Protsessidesse ja keemilistesse ühenditesse viidavad radioaktiivsed isotoobid (märgistatud aatomid) suurendavad võimalusi tehnoloogia uurimiseks ja täiustamiseks. Keemiliste kiudude valmistamisel kasutatakse staatilise elektri eemaldamiseks radioaktiivseid isotoope. Röntgenikiirguse defektide tuvastamise meetod on valandite ja keevisõmbluste defektide tuvastamiseks laialt levinud. [...]

Järgmine oletatav etapp elu tekkimise teel on protorakkude tekkimine. Väljapaistev nõukogude biokeemik AI Oparin näitas, et orgaaniliste ainete seisvates lahustes moodustuvad koocervaadid - mikroskoopilised "tilgad", mida piirab poolläbilaskev kest - esmane membraan. Nad suudavad kontsentreerida orgaanilisi aineid, reaktsioonid ja ainevahetus keskkonnaga on kiiremad; nad võivad isegi jaguneda nagu bakterid. Sarnast protsessi kunstlike proteinoidide lahustumisel täheldas ka Fox, kes nimetas neid piisakesi mikrosfäärideks. [...]

Algloomi leidub kõikjal reovees, mudas, väljaheidetes, pinnases, tolmus, jõgede, järvede, ookeanide vees ja aeroobsetes tingimustes töötavates puhastusjaamades. Nad osalevad aktiivselt orgaaniliste ainete mineraliseerimisel looduslikes ja tehistingimustes looduslike ja reovee puhastamiseks. Kuid tuleb meeles pidada, et mõned algloomad on inimeste ja loomade haiguste põhjustajad. [...]

Kogutud metsaseemne tooraine töötlemine algab majanduslikult väärtuslike liikide (harilik mänd, harilik kuusk, siberi lehis) käbidest seemnete eraldamisega. Nendel eesmärkidel kasutatakse looduslikku (õhk-päikeseenergia) ja kunstlikku kuivatamist, viimane viiakse läbi spetsiaalsetes ananassikuivatite kambrites. Kasutusel on statsionaarsed (joonis 1.3) ja mobiilsed männikäbikuivatid ShP-0.06 (joonis 1.4), SM-45 rest- ja trummeltüübid, mis kuuluvad käbide töötlemise kompleksidesse ja millel on ruumid metsaseemne tooraine vastuvõtmiseks, laod selle lao- ja tehnohoone. See sisaldab kuivatuskambreid, millesse juhitakse kuumutatud atmosfääriõhku kuni 45 ° C kuuse ja 50 ° C männi puhul. Selle looduslikule lähedase kuivatusrežiimiga ei toimu seemnete aurutamist ega ülekuumenemist. Kuivatustemperatuuri tõus üle näidatud piiride põhjustab varutoitainete tihenemist seemne rakkudes, mis nõrgendab selle embrüo elutähtsat aktiivsust. Ainevahetus on häiritud, seemnete idanemise ajal on ensüümide töö häiritud, arenevad patogeensed bakterid ja seente eosed, mis põhjustavad seemnete surma. [...]

Inimtekkeline, inimese loodud ökoloogiline süsteem on hoopis teine ​​teema. Tema puhul kehtivad kõik põhilised loodusseadused, kuid erinevalt looduslikust biogeocenoosist ei saa seda pidada avatuks. Mõelge näiteks reoveepuhastusseadme kunstliku õhutusrajatise – õhutuspaagi – ökosüsteemile. Aeratsioonipaaki sisenemisel sorbeeritakse reovees sisalduvad ained nn aktiivmuda pinnaga, s.o. bakterite, algloomade ja muude organismide flokulentsed klastrid. Osaliselt need ained assimileeritakse aktiivmuda organismide poolt, osalt sorbeeritakse ja aktiivmuda settib aeratsioonipaagi põhja. Reovee pideva voolamise korral kogunevad neis sisalduvad ained aeratsioonipaaki ning aktiivmuda kontsentratsioon aeratsioonipaagis väheneb ning selle tõus ei ole piisav kahjulike ainete sorptsiooniks vajaliku kontsentratsiooni säilitamiseks. Lõppkokkuvõttes on sellise ökosüsteemi tasakaaluseisund häiritud, puhastuse kvaliteet langeb ja tekivad soovimatud protsessid, näiteks muda "paisumine", mis on seotud bakterite pärssimise seente ja niitvetikate massilise paljunemisega. Selle tulemusena lakkab süsteem töötamast. [...]

Kaasaegsed intensiivsed tehnoloogiad vitamiinijahu tootmiseks seisnevad rohelise fütomassi kiires (mõne minutiga) kuivatamises kuuma jahutusvedeliku voolus ja sellele järgnevas selle osakeste jahvatamises 1,5...2 mm suuruseks. Toitained ja vitamiinid säilivad paremini intensiivse kunstliku kuivatamise kui loomuliku ventilatsiooni korral. Kiire kuivatamise tehnoloogia rikkumine viib aga puitunud roheliste toitekomponentide koostise halvenemiseni ja nende seeduvuse vähenemiseni. Vajalik on täpselt reguleerida soojuskandja temperatuuri ja tooraine läbilaskekiirust, sõltuvalt rohelise fütomassi niiskusesisaldusest, ümbritseva õhu temperatuurist ja muudest parameetritest. [...]

Taru sissepääsu juures ja läheduses tekib omamoodi keerlevate mesilaste sumin. Õhku tõusnud mesilased tiirlevad mõnda aega tarust veidi eemal. Siis hakkavad nad kogunema oksale või tüvele (puudumisel korraldavad nad kunstlikud kohad - "võsud"), emakas ühineb nendega. Sülemi kogunemist ühte kohta kiirendab asjaolu, et mesilasema asukoha rühma mesilased tõstavad kõhtu ja avavad tugeva lõhnaga ainet eritavad näärmed ning lehvitavad jõuliselt tiibu, levitades lõhna kosmoses. [...]

Koos sellega on vaja pöörata tähelepanu probleemile, mis on seotud loomade ökoloogilise nišiga, see tähendab funktsiooniga, mida nad biogeocenoosis täidavad. Tänu sellele funktsioonile, mida iseloomustab rohusööjate tarbimine ja muundamine orgaaniline aine taimede puhul säilib looduslike biogeocenooside normaalne seisund. Loomakasvatuskomplekside kui tehisökosüsteemide tingimustes on see aga häiritud, mis toob kaasa ebasoodsaid muutusi looduses.

Spetsiaalsed kaitsemeetmed põhjavesi reostuse eest kaitsmise eesmärk on reostunud vee ärahoidmine drenaaži kaudu, samuti saasteallikate eraldamine ülejäänud põhjaveekihist. Väga paljutõotav on selles osas kunstlike geokeemiliste barjääride loomine, mis põhinevad saasteainete muundamisel istuvateks vormideks. Lokaalsete reostuskollete likvideerimiseks teostatakse pikaajalist saastunud põhjavee pumpamist spetsiaalsetest kaevudest. [...]

Klassikaline näide suunajälgimise kasutamisest on USA tammemetsade kaitsmine mustlasliblika eest. Metsakaitse ühes variandis kasutati tõsiasja, et väike liikuv isane leiab suurema, mitteaktiivse emase tema poolt eralduva ahvatleva aine lõhna järgi ja üsna arvestatava vahemaa tagant (kümnete ja sadade meetrite kaugusel). Spetsiaalsete uuringute abil on teadlastel õnnestunud tuvastada selle aine (atraktandi) keemiline koostis ja luua sellele kunstlik analoog. Selle analoogiga immutati (või kaeti) väikesed spetsiaalse paberi tükid, mis olid lennukitelt metsade peale laiali, luues seeläbi lõhnafooni ja takistades isaste orienteerumist emaste otsimisel. [...]

Reovee sügavpuhastus võib välistada N ja P veekogudesse sattumise, kuna mehaanilise puhastamise korral väheneb nende elementide sisaldus 8-10%, bioloogilise puhastamise korral - 35-50% ja sügavpuhastusega - 98 võrra. -99%. Lisaks on välja töötatud mitmeid meetmeid, et võidelda vahetult veekogudes toimuva eutrofeerumisprotsessiga, näiteks suurendades kunstlikult hapnikusisaldust õhutusseadmete abil. Sellised rajatised töötavad praegu NSV Liidus, Poolas, Rootsis ja teistes riikides. Vetikate kasvu vähendamiseks veekogudes kasutatakse erinevaid herbitsiide. Siiski leiti, et Ühendkuningriigi tingimuste puhul on reovee toitainetest puhastamise kulud madalamad kui veekogudes vetikate kasvu vähendamiseks kulutatud herbitsiidide maksumus. Viimaste puhul on hädavajalik vähendada inimeste tervisele ohtlike nitraatide kontsentratsiooni. Maailma Terviseorganisatsioon on võtnud vastu nitraatide maksimaalse lubatud kontsentratsiooni joogivees, mis on võrdne 45 mg / l või lämmastiku osas 10 mg / l, sama väärtus võetakse vastu vastavalt veehoidlate vee sanitaarstandarditele. Lämmastiku- ja fosforiühendite hulk ja iseloom mõjutavad veekogude üldist tootlikkust, mille tulemusena on need veeallikate reostusastme hindamisel põhinäitajate hulgas [...].

Suure koormusega biofiltrid ehk aerofiltrid erinevad tilkfiltritest suure oksüdatsioonivõime poolest, mis saavutatakse nende konstruktsiooni eripäraga. Selles konstruktsioonis on laadimise tera suurus suurem kui tilkfiltrites, see jääb vahemikku 40–05 mm. See aitab kaasa jäätmevedeliku koormuse suurenemisele. Põhja ja äravoolusüsteemi spetsiaalne disain tagab konstruktsiooni kunstliku õhuga puhumise. Jääkvedeliku suhteliselt suur liikumiskiirus biofiltri korpuses tagab pideva eemaldamise sealt peidetud raskesti poorsed lahustumatud ained ja surnud biokile. [...]

Erinevalt keemilisest (koostisosa) reostusest on sellised vormid füüsiline (või parameetriline) reostus, mis on seotud keskkonna füüsikaliste parameetrite normist kõrvalekaldumisega. Lisaks termilisele (termilisele) on ohtlikud saastetüübid valgus - loodusliku valgustusrežiimi rikkumine konkreetses kohas kunstlike valgusallikatega kokkupuute tagajärjel, mis põhjustab kõrvalekaldeid loomade ja taimede elus; müra - müra intensiivsuse ja sageduse suurenemise tagajärjel üle loomuliku taseme; vibratsioon; elektromagnetilised, mis tulenevad keskkonna elektromagnetiliste omaduste muutumisest elektriliinide, võimsate elektripaigaldiste, mitmesuguste emitterite olemasolu tõttu ning põhjustavad lokaalseid ja globaalseid geofüüsikalisi anomaaliaid ja muutusi bioloogilistes peenstruktuurides; radioaktiivne - radioaktiivsete ainete loomuliku taseme ületamine keskkonnas.

1. jaanuaril 1991 jõustus keskkonnakahju kriminaalvastutuse seadus ka Saksamaal. Uue seaduse järgi ei kaasne kriminaalvastutusega mitte ainult keemiline, vaid ka füüsiline mõju keskkonnale (šokk, müra, kiirgus, soojus- ja auruheide jne). Kriminaalsanktsioone rakendatakse nii juhusliku reostuse korral kui ka keskkonnaseisundi halvenemise järkjärgulise suurenemise korral. Oluliselt hõlbustatakse süü tõendamise menetlust: piisab sellest, kui kannatanu ütlustes veenab uurimisorganeid, et ettevõte on võimeline kahju tekitama. Trahvi maksimumsummaks (olenemata kannatanute arvust) määratakse 160 miljonit marka. Seadus sätestab eelnevalt 96 tootmisrajatist, mille suhtes kohaldatakse kriminaalvastutust. Need on seotud järgmiste tööstusharude ja tegevusaladega: soojusvarustus, kaevandamine, energeetika, klaas ja keraamika, mustmetallurgia, terase tootmine, keemia, farmaatsia, õlitööstus, tehisainete tootmine, puidutöötlemine, tselluloosi- ja paberi- ning toiduainete töötlemine, ringlussevõtt ja töötlemine jäätmed, ohtlike ainete ladustamine.

Kui te küsite teadlastelt, millised XX sajandi avastused. kõige tähtsam, siis vaevalt keegi unustab nimetada kunstlikku sünteesi keemilised elemendid... Lühikese ajaga - alla 40 aastad - nimekiri tuntud keemiliste elementide arv suurenes 18 nimetuse võrra. Ja kõik 18 olid sünteesitud, kunstlikult valmistatud.

Sõna "süntees" tähistab tavaliselt lihtsast kompleksist saamise protsessi. Näiteks väävli koostoime hapnikuga on vääveldioksiidi SO 2 keemiline süntees elementidest.

Elementide sünteesi saab mõista järgmiselt: kunstlik tootmine väiksema tuumalaenguga elemendist, elemendi väiksem järjekorranumber suurema järgarvuga. Ja protsessi ennast nimetatakse tuumareaktsiooniks. Selle võrrand on kirjutatud samamoodi nagu tavalise keemilise reaktsiooni võrrand. Vasakul küljel on reagendid, paremal - saadud tooted. Tuumareaktsiooni reagendid on sihtmärk ja pommitav osake.

Sihtmärgiks võib olla mis tahes perioodilisuse tabeli element (vabas vormis või keemilise ühendi kujul).

Pommitavate osakeste rolli mängivad α-osakesed, neutronid, prootonid, deuteronid (vesiniku raske isotoobi tuumad), aga ka erinevate elementide - boor, süsinik, lämmastik, hapnik, nn mitmekordse laenguga rasked ioonid, neoon, argoon ja muud perioodilise süsteemi elemendid.

Tuumareaktsiooni toimumiseks on vajalik pommitava osakese kokkupõrge sihtaatomi tuumaga. Kui osakesel on piisavalt kõrge energia, võib see tungida nii sügavale tuumani, et sulandub sellega. Kuna kõik ülaltoodud osakesed, välja arvatud neutron, kannavad positiivseid laenguid, suurendavad nad tuumaga ühinedes selle laengut. Ja Z väärtuse muutus tähendab elementide transformatsiooni: tuumalaengu uue väärtusega elemendi sünteesi.

Et leida viis pommitavate osakeste kiirendamiseks, et anda neile rohkem energiat, mis oleks piisav nende ühinemiseks tuumadega, leiutati ja konstrueeriti spetsiaalne osakeste kiirendi tsüklotron. Seejärel ehitasid nad uute elementide jaoks spetsiaalse tehase - tuumareaktori. Selle otsene eesmärk on tuumaenergia tootmine. Kuid kuna selles on alati intensiivsed neutronivood, on neid lihtne kasutada kunstliku sünteesi eesmärgil. Neutronil puudub laeng ja seetõttu pole seda vaja (ja võimatu) kiirendada. Seevastu aeglased neutronid leitakse olevat kasulikumad kui kiired.

Keemikud pidid tõesti pead murdma ja näitama tõelisi leidlikkuse imesid, et töötada välja viise, kuidas eraldada sihtainest väike kogus uusi elemente. Õppige uurima uute elementide omadusi, kui nende aatomeid oli vaid paar kogust ...

Läbi sadade ja tuhandete teadlaste jõupingutuste perioodiline süsteem täitus kaheksateist uut kambrit.

Neli – oma vanades piirides: vesiniku ja uraani vahel.

Neliteist uraani jaoks.

Nii see kõik juhtus...

Tehneetsium, promeetium, astatiin, frantsium ... Neli kohta perioodilisustabelis jäid pikaks ajaks tühjaks. Need olid rakud nr 43, 61, 85 ja 87. Neljast elemendist, mis pidid need kohad asuma, ennustas Mendelejev kolme: ekamarganes - 43, ekaiod - 85 ja ekatsium - 87. Neljas - nr 61 - pidi kuuluma haruldaste muldmetallide elementide hulka ...

Need neli elementi olid tabamatud. Teadlaste jõupingutused, mille eesmärk oli neid loodusest otsida, jäid edutuks. Perioodilise seaduse abil on perioodilisuse tabeli kõik muud kohad ammu täidetud – vesinikust uraanini.

Rohkem kui korra on teadusajakirjad teatanud nende nelja elemendi avastamisest. Ekamarganetsid "avastati" Jaapanis, kus nad andsid sellele nime "nippoonium", Saksamaal nimetasid nad seda "masuuriumiks". Element nr 61 "avastati" erinevates riikides vähemalt kolm korda, see sai nimed "Illiinium", "Firenze", "Ooniumitsükkel". Ekaiod on korduvalt leitud ka loodusest. Talle anti nimed "Alabamy", "Helvetius". Ekatsiy omakorda sai nimed "Virginia", "Moldaavia". Mõned neist nimedest sattusid erinevatesse teatmeteostesse ja jõudsid isegi kooliõpikutesse. Kuid kõik need avastused ei leidnud kinnitust: iga kord näitas täpne kontroll, et oli tehtud viga ja juhuslikud tühised lisandid peeti ekslikult uueks elemendiks.

Pikad ja keerulised otsingud viisid lõpuks ühe tabamatu elemendi avastamiseni looduses. Selgus, et ektseesium, mis peaks perioodilisuse tabelis asuma 87. kohal, tekib loodusliku radioaktiivse isotoobi uraan-235 lagunemisahelas. See on lühiajaline radioaktiivne element.

Element number 87 väärib põhjalikumat jutustamist.

Nüüd loeme igast entsüklopeediast, mis tahes keemiaõpikust: frantsiumi (järjekorranumber 87) avastas 1939. aastal prantsuse teadlane Marguerite Perey. See on muide kolmas juhtum, kui uue elemendi avastamise au kuulub naisele (varem avastas Marie Curie polooniumi ja raadiumi, Ida Noddak - reeniumi).

Kuidas õnnestus Pereyl tabamatut elementi üha enam tabada? Lähme palju aastaid tagasi. 1914. aastal uurisid kolm Austria radiokeemikut - S. Meyer, W. Hess ja F. Paneth aktiiniumi isotoobi radioaktiivset lagunemist massinumbriga 227. Teada oli, et see kuulub aktinouraani perekonda ja kiirgab β-osakesi; seetõttu on selle lagunemisproduktiks toorium. Teadlastel oli aga ebamäärane kahtlus, et aktiinium-227 eraldab harvadel juhtudel ka alfaosakesi. Teisisõnu, see on üks näide radioaktiivsest pistikust. Seda on lihtne aru saada: sellise teisenduse käigus peaks tekkima isotoop elemendist number 87. Meyer ja tema kolleegid vaatlesid küll alfaosakesi. Vaja oli täiendavaid uuringuid, kuid selle katkestas Esimene maailmasõda.

Margarita Perey järgis sama teed. Kuid tema käsutuses olid tundlikumad instrumendid, uued täiustatud analüüsimeetodid. Seetõttu oli ta edukas.

Francium on üks kunstlikult sünteesitud elemente. Kuid ikkagi avastati element esmakordselt loodusest. See on frantsium-223 isotoop. Selle poolväärtusaeg on vaid 22 minutit. Saab selgeks, miks Prantsusmaa on Maal nii väike. Esiteks ei ole tal oma hapruse tõttu aega märgatavates kogustes keskenduda ja teiseks eristub selle moodustumise protsess väikese tõenäosusega: ainult 1,2% aktiinium-227 tuumadest laguneb α- emissiooniga. osakesed.

Sellega seoses on kasulikum valmistada fransiumi kunstlikult. Prantsusmaalt on juba saadud kakskümmend isotoopi, millest pikima elueaga on francium-223. Täiesti tähtsusetute koguste Prantsusmaa sooladega töötades suutsid keemikud tõestada, et see on oma omadustelt äärmiselt sarnane: tseesiumiga.

Punktid 43, 61 ja 85 jäid tabamatuks. Looduses ei õnnestunud neid kuidagi leida, kuigi teadlastel oli juba võimas meetod, mis viitas eksimatult uute elementide otsimise teele – perioodilisele seadusele. Tänu sellele seadusele olid kõik tundmatu elemendi keemilised omadused teadlastele ette teada. Miks siis nende kolme elemendi otsingud looduses ebaõnnestusid?

Aatomituumade omadusi uurides jõudsid füüsikud järeldusele: aatomnumbritega 43, 61, 85 ja 87 elementide puhul ei saa eksisteerida stabiilseid isotoope. Need võivad olla ainult radioaktiivsed, lühikese poolestusajaga ja peavad kiiresti kaduma. Seetõttu lõi kõik need elemendid kunstlikult inimese poolt. Uute elementide loomise viisid näitas perioodiline seadus. Proovime selle abil ise visandada ekamargaani sünteesi teed. See element nr 43 oli esimene kunstlikult loodud.

Elemendi keemilised omadused määrab selle elektronkiht ja see sõltub aatomituuma laengust. Elemendi 43 tuumas peaks olema 43 positiivset laengut ja ümber tuuma peaks tiirlema ​​43 elektroni. Kuidas luua aatomituumas 43 laenguga elementi? Kuidas saate tõestada, et selline element on loodud?

Mõelgem hoolikalt, millised perioodilisuse tabeli elemendid asuvad tühjal alal, mis on ette nähtud elemendile number 43. See asub peaaegu viienda perioodi keskel. Neljanda perioodi vastavates kohtades on mangaan ja kuuendal - reenium. Seetõttu peaksid 43. elemendi keemilised omadused olema sarnased mangaani ja reeniumi omadega. Mitte ilmaasjata ei nimetanud seda elementi ennustanud D.I.Mendelejev seda ekamargaaniks. 43. rakust vasakul on molübdeen, mis hõivab lahtri 42, paremal, 44. rakus - ruteenium.

Seetõttu on elemendi nr 43 loomiseks vaja 42 laenguga aatomi tuumas laengute arvu suurendada veel ühe elementaarlaengu võrra. Seetõttu on uue elemendi nr 43 sünteesiks vaja toorainena võtta molübdeeni. Selle tuumas on 42 laadimist. Kõige kergemal elemendil vesinikul on üks positiivne laeng. Seega võib eeldada, et element # 43 võib saada molübdeeni ja vesiniku vahelise tuumareaktsiooni tulemusena.

Elemendi nr 43 omadused peaksid olema sarnased mangaani ja reeniumi omadustega ning selle elemendi tekke tuvastamiseks ja tõestamiseks on vaja kasutada keemilisi reaktsioone, mis on sarnased nendega, mille abil keemikud määravad kindlaks väikese koguse mangaan ja reenium. Nii võimaldab perioodilisustabel joonistada tee kunstliku elemendi loomiseks.

Täpselt samal viisil, nagu me just kirjeldasime, loodi 1937. aastal esimene kunstlik keemiline element. Ta sai märkimisväärse nime - tehneetsium - esimene tehniliste, kunstlike vahenditega toodetud element. Nii sünteesiti tehneetsium. Molübdeenplaati pommitasid intensiivselt vesiniku raske isotoobi deuteeriumi tuumad, mis kiirendati tsüklotronis tohutu kiiruseni.

Rasked vesiniku tuumad, mis said väga suurt energiat, tungisid molübdeeni tuumadesse. Pärast kiiritamist tsüklotronis lahustati molübdeeniplaat happes. Lahusest eraldati ebaoluline kogus uut radioaktiivset ainet, kasutades samu reaktsioone, mis on vajalikud mangaani analüütiliseks määramiseks (elemendi nr 43 analoog). See oli uus element tehneetsium. Selle keemilisi omadusi uuriti peagi üksikasjalikult. Need vastavad täpselt elemendi asukohale Mendelejevi tabelis.

Nüüd on tehneetsium muutunud üsna taskukohaseks: seda moodustub tuumareaktorites üsna suurtes kogustes. Tehneetsiumi on hästi uuritud, seda kasutatakse juba praktiliselt. Tehneetsiumi abil uuritakse metalli korrosiooni protsessi.

61. elemendi loomise meetod on väga sarnane tehneetsiumi saamise meetodiga. Element # 61 peab olema haruldaste muldmetallide element: rakk 61 asub neodüümi (# 60) ja samariumi (# 62) vahel. Uus element saadi esmakordselt 1938. aastal tsüklotronis, pommitades neodüümi deuteeriumi tuumadega. 61. element eraldati keemiliselt alles 1945. aastal uraani lõhustumise tulemusena tuumareaktoris tekkinud killustamiselementidest.

Elemendile anti sümboolne nimi promeetium. See nimi anti talle põhjusega. Vana-Kreeka müüt räägib, et titaan Prometheus varastas taevast tule ja andis selle inimestele. Selle eest karistasid teda jumalad: ta aheldati kivi külge ja tohutu kotkas piinas teda iga päev. Nimetus "promeetium" mitte ainult ei sümboliseeri dramaatilist teed teaduse poolt loodusest tuuma lõhustumise energia röövimiseks ja selle energia valdamiseks, vaid hoiatab inimesi ka kohutava sõjalise ohu eest.

Promeetiumi saadakse nüüd märkimisväärses koguses: seda kasutatakse aatomipatareides - alalisvooluallikates, mis on võimelised töötama katkestusteta mitu aastat.

Sarnasel viisil sünteesiti ka raskeim halogeen-ekaiodiini element nr 85. See saadi esmalt vismuti (nr 83) pommitamisel tsüklotronis suurte energiateni kiirendatud heeliumi tuumadega (nr 2).

Perioodilisuse tabeli teise elemendi heeliumi tuumadel on kaks laengut. Seetõttu võeti 85. elemendi sünteesiks vismut - 83. element. Uue elemendi nimi on astatom (ebastabiilne). See on radioaktiivne ja kaob kiiresti. Ka selle keemilised omadused osutusid täpselt perioodilisuse seadusele vastavaks. See näeb välja nagu jood.

Transuraansed elemendid.

Keemikud on teinud palju tööd uraanist raskemate elementide otsimisel looduses. Teadusajakirjades on rohkem kui korra ilmunud võidukaid teateid uue "raske" elemendi "usaldusväärsest" avastamisest, mille aatommass on suurem kui uraanil. Näiteks element nr 93 on looduses korduvalt “avastatud”, see sai nimed “boheemlased”, “sequans”. Kuid need "avastused" osutusid vigade tulemuseks. Need iseloomustavad uue tundmatu ja uurimata omadustega elemendi ebaoluliste jälgede täpse analüütilise määramise raskust.

Nende otsingute tulemus oli negatiivne, kuna Maal pole praktiliselt ühtegi elementi, mis vastaks perioodilisuse tabeli nendele rakkudele, mis peaksid asuma 92. lahtri taga.

Esimesed katsed saada kunstlikult uusi uraanist raskemaid elemente on seotud ühe tähelepanuväärse veaga teaduse arengu ajaloos. Täheldati, et neutronvoo mõjul muutuvad paljud elemendid radioaktiivseks ja hakkavad kiirgama β-kiiri. Negatiivse laengu kaotanud aatomi tuum nihkub perioodilises süsteemis ühe raku võrra paremale ja selle seerianumber muutub veel ühe võrra - elemendid muunduvad. Seega tekivad neutronite mõjul tavaliselt raskemad elemendid.

Samuti üritasid nad uraani neutronitega mõjutada. Teadlased lootsid, et nii nagu teisedki elemendid, on uraanil β-aktiivsus ja β-lagunemise tulemusena ilmub uus element, mille arv on ühe võrra suurem. Ta hõivab Mendelejevi süsteemis 93. kambri. Tehti ettepanek, et see element peaks olema sarnane: reeniumiga, seega nimetati seda varem ekareeniumiks.

Esimesed katsed näisid seda oletust kohe kinnitavat. Veelgi enam, leiti, et ei ilmu mitte üks uus element, vaid mitu. On teatatud viiest uuest uraanist raskema elemendi kohta. Lisaks ekareeniale "avastati" ekaosmia, ekairidium, ekaplatiin ja ekazoloto. Ja kõik avastused osutusid veaks. Aga see oli imeline viga. Ta juhtis teaduse füüsika suurimate saavutusteni kogu inimkonna ajaloos - uraani lõhustumise avastamise ja aatomituuma energia valdamiseni.

Transuraanseid elemente pole tegelikult leitud. Kummalistes uutes elementides püüdsid nad tulutult leida väidetavaid omadusi, mis ekareenia ja ecazoloti elementidel peaksid olema. Ja äkki avastati nende elementide hulgas ootamatult radioaktiivne baarium ja lantaan. Mitte transuraansed, vaid levinumad, kuid radioaktiivsed elementide isotoobid, mille kohad on Mendelejevi perioodilise süsteemi keskel.

Möödus veidi aega ja sellest ootamatust ja väga kummalisest tulemusest saadi õigesti aru.

Miks elementide perioodilisuse tabeli lõpus olevatest uraani aatomituumadest tekivad neutronite toimel elementide tuumad, mille kohad on selle keskel? Näiteks kui neutronid mõjutavad uraani, ilmuvad elemendid, mis vastavad perioodilise süsteemi järgmistele rakkudele:

Neutroniga kiiritatud uraanis toodetud radioaktiivsete isotoopide uskumatult keerulisest segust on leitud palju elemente. Kuigi need osutusid vanadeks, keemikutele juba ammu tuttavateks elementideks, olid need samal ajal uued ained, mille lõi esmalt inimene.

Looduses puuduvad broomi, krüptooni, strontsiumi ja paljude teiste kolmekümne neljast elemendist – tsingist gadoliiniumini – radioaktiivsed isotoobid, mis tekivad uraani kiiritamisel.

Teaduses juhtub seda sageli: kõige salapärasem ja raskeim osutub lihtsaks ja selgeks, kui see on lahendatud ja mõistetav. Kui neutron tabab uraani tuuma, siis see lõheneb, jaguneb kaheks fragmendiks – kaheks väiksema massiga aatomituumaks. Need killud võivad olla erineva suurusega, mistõttu moodustub nii palju erinevaid tavaliste keemiliste elementide radioaktiivseid isotoope.

Üks uraani aatomituum (92) laguneb broomi (35) ja lantaani (57) aatomituumadeks, teise lõhenemisel tekkivad killud võivad osutuda krüptooni (36) ja baariumi (56) aatomituumadeks. Saadud killustumise elementide aatomarvude summa võrdub 92-ga.

See oli suurte avastuste ahela algus. Peagi avastati, et neutroni mõjul ei teki uraan-235 aatomi tuumast mitte ainult fragmendid - väiksema massiga tuumad, vaid ka kaks või kolm neutronit. Igaüks neist on omakorda võimeline põhjustama uraani tuuma uuesti lõhustumise. Ja iga sellise jagunemisega vabaneb palju energiat. Sellest sai alguse inimese meisterlikkus aatomisisese energia vallas.

Uraanituumade neutronitega kiiritamisel tekkivate tohutute toodete hulgast avastati hiljem esimene tõeline transuraanelement nr 93, mis oli pikka aega märkamatuks jäänud, mis tekkis neutronite mõjul uraan-238-le. Keemiliste omaduste poolest osutus see väga sarnaseks uraaniga ega olnud sugugi sarnane: reeniumiga, nagu oodati esimestel katsetel sünteesida uraanist raskemaid elemente. Seetõttu ei leidnud nad seda kohe üles.

Esimene kunstlik element väljaspool " loomulik süsteem keemilised elemendid ", sai planeedi Neptuuni järgi nimeks neptuun. Selle loomine avardas meie jaoks looduse enda poolt määratud piire. Samamoodi avardas planeedi Neptuun ennustatud avastamine meie teadmiste piire päikesesüsteemist.

Peagi sünteesiti ka 94. element. See sai nime viimase planeedi järgi. Päikesesüsteem.

Seda nimetati plutooniumiks. Mendelejevi perioodilisuse tabelis järgneb see sarnaselt neptuuniumile. viimane planeet Päikesesüsteem Pluuto, mille orbiit asub Neptuuni orbiidist kaugemal. Element nr 94 tekib neptuunumist selle β-lagunemise käigus.

Plutoonium on ainus transuraanielement, mida praegu tuumareaktorites toodetakse väga suurtes kogustes. Sarnaselt uraan-235-ga on see võimeline neutronite poolt lõhustuma ja seda kasutatakse tuumareaktorites kütusena.

Elemente 95 ja 96 nimetatakse americium ja curium. Neid võetakse nüüd vastu ka tuumareaktorites. Mõlemad elemendid on väga radioaktiivsed – kiirgavad α-kiiri. Nende elementide radioaktiivsus on nii suur, et nende soolade kontsentreeritud lahused kuumenevad, keevad ja helendavad pimedas väga tugevalt.

Kõiki transuraanseid elemente – alates neptuunumist kuni ameriitsiumi ja kuuriumini – saadi üsna suurtes kogustes. Puhtal kujul on need hõbedase värvusega metallid, nad on kõik radioaktiivsed ja oma keemiliste omaduste poolest mõnevõrra sarnased, kuid mõnes mõttes erinevad nad märgatavalt.

Ka 97. element, berkeel, eraldati puhtal kujul. Selleks oli vaja paigutada puhas plutooniumipreparaat tuumareaktori sisse, kus see oli kuus aastat võimsa neutronivoo mõju all. Selle aja jooksul kogunes sellesse mitu mikrogrammi elementi nr 97. Plutoonium saadi aatomreaktorist kätte, lahustati happes ja segust eraldati kõige pikema elueaga berkeel-249. See on väga radioaktiivne – laguneb aastaga poole võrra. Seni on berkeliumi saadud vaid paar mikrogrammi. Kuid sellest kogusest piisas teadlastele selle keemiliste omaduste täpseks uurimiseks.

Element 98 on väga huvitav – kalifornium, uraani järel kuues. Kalifornium loodi esmakordselt küüriumi sihtmärgi alfaosakestega pommitades.

Põnev on kahe järgmise transuraanse elemendi sünteesi lugu: 99. ja 100.. Esmalt leiti neid pilvedest ja "mudast". Termotuumaplahvatustes tekkiva uurimiseks lendas lennuk läbi plahvatusohtliku pilve ning paberfiltritele koguti setteproovid. Sellest settest leiti kahe uue elemendi jälgi. Täpsemate andmete saamiseks koguti plahvatuspaigas suur hulk "muda" – plahvatuse tagajärjel muutunud pinnast ja kivimit. Seda "mustust" töödeldi laboris ja sellest eraldati kaks uut elementi. Neid nimetati Einsteiniumiks ja Fermiks teadlaste A. Einsteini ja E. Fermi auks, kellele inimkond on eelkõige tänu võlgu aatomienergia valdamise viiside avastamise eest. Einstein kuulub massi ja energia samaväärsuse seadusesse ning Fermi ehitas esimese aatomireaktori. Nüüd saadakse einsteiniumi ja fermiumi laborites.

Teise saja elemendid.

Mitte nii kaua aega tagasi võis vaevalt keegi uskuda, et sajanda elemendi sümbol on perioodilisustabelisse kantud.

Elementide kunstlik süntees tegi oma töö: fermi sulges lühikeseks ajaks tuntud keemiliste elementide nimekirja. Teadlaste mõtted olid nüüd suunatud kaugusesse, teise saja elementide juurde.

Kuid teel oli barjäär, mida polnud kerge ületada.

Seni on füüsikud uusi transuraanseid elemente sünteesinud põhimõtteliselt kahel viisil. Või tulistasid nad sihtmärke juba sünteesitud transuraansetest elementidest, α-osakestest ja deuteroonidest. Kas nad pommitasid uraani või plutooniumi võimsate neutronivoogudega. Selle tulemusena tekkisid nende elementide väga neutronirikkad isotoobid, mis pärast mitut järjestikust β-lagunemist muudeti uute transuraanide isotoopideks.

1950. aastate keskel olid aga mõlemad võimalused ammendatud. Tuumareaktsioonides oli võimalik saada kaalutuid koguseid einsteiniumi ja fermiumi ning seetõttu oli võimatu neist sihtmärke valmistada. Ka neutronite sünteesi meetod ei võimaldanud fermiumi edasist edenemist, kuna selle elemendi isotoobid läbisid spontaanse lõhustumise palju suurema tõenäosusega kui β-lagunemine. On selge, et sellistes tingimustes polnud mõtet rääkida uue elemendi sünteesist.

Seetõttu astusid füüsikud järgmise sammu alles siis, kui neil õnnestus koguda sihtmärgi jaoks vajalik minimaalne kogus elementi nr 99. See juhtus 1955. aastal.

Üks tähelepanuväärsemaid saavutusi, mille üle teadus võib uhkust tunda, on 101. elemendi loomine.

See element sai keemiliste elementide perioodilise süsteemi suure looja Dmitri Ivanovitš Mendelejevi nime.

Mendelevium saadi järgmiselt. Tükk kõige õhemat kuldfooliumit kaeti umbes ühe miljardi Einsteiniumi aatomiga nähtamatu kattega. Väga kõrge energiasisaldusega alfaosakesed, mulgustavad kuldfooliumiga tagakülg Kokkupõrkel Einsteiniumi aatomitega võivad nad astuda tuumareaktsiooni. Selle tulemusena moodustusid 101. elemendi aatomid. Sellise kokkupõrke korral lendasid Mendeleviumi aatomid kuldfooliumi pinnalt välja ja kogunesid lähedal asuvale teisele, kõige õhemale kuldlehele. Sellisel geniaalsel viisil oli võimalik eraldada 101. elemendi aatomid puhtal kujul Einsteiniumi ja selle lagunemissaaduste komplekssegust. Nähtamatu tahvel pesti happega maha ja allutati radiokeemilistele uuringutele.

See oli tõeline ime. Igas katses 101. elemendi loomise lähtematerjaliks oli ligikaudu üks miljard Einsteiniumi aatomit. See on väga ebaoluliselt vähem kui üks miljardik milligrammi ja et saada einsteiniumi rohkem see oli võimatu. Eelnevalt arvutati välja, et miljardist Einsteiniumi aatomist saab mitmetunnise α-osakestega pommitamise ajal reageerida vaid üksainus Einsteiniumi aatom ja seetõttu saab uuest elemendist tekkida ainult üks aatom. Seda oli vaja mitte ainult tuvastada, vaid ka teha seda nii, et ühe aatomi järgi saaks teada ainult elemendi keemiline olemus.

Ja saigi tehtud. Eksperimendi edu ületas arvutused ja ootused. Ühes katses õnnestus märgata mitte üht, vaid isegi kahte uue elemendi aatomit. Kokku saadi esimeses katseseerias seitseteist Mendeleviumi aatomit. Sellest piisas nii uue elemendi tekkimise fakti kui ka selle koha perioodilisuse süsteemis kindlakstegemiseks ning selle põhiliste keemiliste ja radioaktiivsete omaduste kindlakstegemiseks. Selgus, et tegemist on α-aktiivse elemendiga, mille poolestusaeg on umbes pool tundi.

Mendelevium – teise saja esimene element – ​​osutus omamoodi verstapostiks transuraansete elementide sünteesi teel. Siiani on see jäänud viimaseks neist, mida sünteesiti vanade meetoditega - α-osakestega kiiritamine. Nüüd on sündmuskohale tulnud võimsamad mürsud – erinevate elementide kiirendatud mitmekordselt laetud ioonid. Definitsioon keemiline olemus Mendelevium pani oma aatomite arvu järgi aluse täiesti uuele teadusdistsipliinile - üksikute aatomite füüsikalisele keemiale.

Elemendi numbri 102 No sümbol on perioodilisuse tabelis sulgudes. Ja nendes sulgudes on selle elemendi pikk ja keeruline ajalugu.

Nobeliumi sünteesist teatas 1957. aastal Nobeli Instituudis (Stockholm) töötanud rahvusvaheline füüsikute rühm. Esimest korda kasutati uue elemendi sünteesimiseks raskeid kiirendatud ioone. Need olid 13 C ioonid, mille voog oli suunatud kuuriumi sihtmärgile. Teadlased jõudsid järeldusele, et neil õnnestus sünteesida 102. elemendi isotoop. See sai nime Nobeli Instituudi asutaja, dünamiidi leiutaja Alfred Nobeli järgi.

Möödus aasta ja Stockholmi füüsikute katseid reprodutseeriti peaaegu üheaegselt Nõukogude Liidus ja USA-s. Ja ilmsiks tuli hämmastav asi: Nõukogude ja Ameerika teadlaste tulemustel polnud midagi pistmist ei Nobeli Instituudi tööga ega ka omavahel. Keegi ja mitte kusagil mujal ei suutnud korrata Rootsis tehtud katseid. Sellest olukorrast sündis üsna kurb nali: "Nobeliumist on jäänud ainult üks Ei" (No – tõlkes inglise keelest tähendab "ei"). Mendelejevi tabelisse kiiruga pandud sümbol ei kajastanud elemendi tegelikku avastamist.

Elemendi nr 102 usaldusväärse sünteesi tegi rühm füüsikuid Tuumauuringute Ühisinstituudi tuumareaktsioonide laborist. Aastatel 1962-1967. Nõukogude teadlased sünteesisid mitu elemendi nr 102 isotoopi ja uurisid selle omadusi. Selle teabe kinnitus saadi Ameerika Ühendriikides. Kuid sümbol Ei, millel pole selleks õigust, on endiselt tabeli 102. lahtris.

Lawrence, elemendi number 103 sümboliga Lw, mis sai nime tsüklotroni leiutaja E. Lawrence'i järgi, sünteesiti 1961. aastal USA-s. Kuid see pole vähem Nõukogude füüsikute teene. Nad said mitu uut Lawrence'i isotoopi ja uurisid esmakordselt selle elemendi omadusi. Lawrence sündis ka raskete ioonide kasutamise kaudu. Kaliforniumi sihtmärki kiiritati booriioonidega (või ameriitsiumi sihtmärki hapnikuioonidega).

Elemendi nr 104 said Nõukogude füüsikud esmakordselt 1964. aastal. Plutooniumi pommitamine neooniioonidega viis selle sünteesini. 104. element nimetati väljapaistva nõukogude füüsiku Igor Vassiljevitš Kurtšatovi auks Kurchatovia (Ki sümbol).

105. ja 106. elemendi sünteesisid esmakordselt ka Nõukogude teadlased – 1970. ja 1974. aastal. Esimene neist, ameriitsiumi neooniioonidega pommitamise saadus, nimetati Niels Bohri auks nielsboriumiks (Ns). Teine sünteesiti järgmiselt: plii sihtmärki pommitati kroomioonidega. USA-s viidi läbi ka 105. ja 106. elemendi süntees.

Sellest saate teada järgmises peatükis ja lõpetame selle lühikese looga

kuidas uuritakse teise saja elementide omadusi.

Katsetajatel seisab ees fantastiliselt raske ülesanne.

Siin on selle algtingimused: uue elemendi aatomeid on antud mõni arv (kümneid, parimal juhul sadu) ja väga lühiealiste aatomeid (poolväärtusaegu mõõdetakse sekundites või isegi sekundi murdosades). On vaja tõestada, et need aatomid on tõesti uue elemendi aatomid (st määrata nii Z väärtus kui ka massiarvu A väärtus, et teada saada, millisest uue transuraani isotoobist me räägime ) ja uurida selle kõige olulisemaid keemilisi omadusi.

Aatomite loendamine, ebaoluline eluiga ...

Teadlastele tuleb appi kiirus ja kõrgeim leidlikkus. Aga kaasaegne teadlane – uute elementide sünteesi spetsialist – ei pea suutma ainult "kirpu kinga anda". Ta peab ka teooriat valdama.

Jälgime põhietappe, mille abil uue elemendi tuvastamine toimub.

Kõige tähtsam visiitkaart esiteks teenivad radioaktiivsed omadused - see võib olla α-osakeste emissioon või spontaanne lõhustumine. Iga α-aktiivset tuuma iseloomustavad α-osakeste spetsiifilised energiaväärtused. See asjaolu võimaldab tuvastada teadaolevaid tuumasid või järeldada, et on avastatud uusi. Näiteks α-osakeste omadusi uurides õnnestus teadlastel saada usaldusväärseid tõendeid 102. ja 103. elemendi sünteesi kohta.

Fragmentide palju suurema energia tõttu on energeetilist lõhustumist palju lihtsam tuvastada kui alfaosakesi. Nende registreerimiseks kasutatakse spetsiaalset tüüpi klaasist plaate. Killud jätavad plaatide pinnale vaevumärgatavad jäljed. Seejärel töödeldakse plaate keemiliselt (söövitatakse) ja neid uuritakse hoolikalt mikroskoobi all. Klaas lahustub vesinikfluoriidhappes.

Kui kildudest põletatud klaasplaat asetada vesinikfluoriidhappe lahusesse, siis kohtades, kus killud on maha kukkunud, lahustub klaas kiiremini ja sinna tekivad augud. Nende mõõtmed on sadu kordi suuremad kui killust jäetud algne jälg. Süvendeid saab jälgida väikese suurendusega mikroskoobi all. Muud radioaktiivsed heitmed kahjustavad klaasi pinda vähem ja pole pärast söövitamist nähtavad.

Kurchatovia sünteesi autorid räägivad uue elemendi tuvastamise protsessist järgmiselt: "Katse on käimas. Nelikümmend tundi pidevat neoontuumade pommitamist plutooniumi sihtmärgi pihta. Nelikümmend tundi kannab lint sünteeti tuumad klaasplaatidele Lõpuks lülitatakse tsüklotron välja Klaasplaadid on viidud laborisse töötlemiseks Ootame tulemust Möödub mitu tundi Mikroskoobi all leiti kuus jälge Nende asukohast arvutati poolväärtusaeg, mis selgus, et see jääb ajavahemikku 0,1-0,5 s.

Ja siin räägivad samad teadlased Kurtšatovi ja Nielsboriumi keemilise olemuse hindamisest. "Elemendi nr 104 keemiliste omaduste uurimise skeem on järgmine. Tagasilöögi aatomid lahkuvad sihtmärgist lämmastiku voolus, aeglustuvad selles ja seejärel kloorivad. 104. elemendi ühendid koos klooriga tungivad kergesti läbi spetsiaalse filtri, mis on seotud klooriga. kuid kõik aktiniidid ei läbi.Kui 104. kuuluks aktiniidide seeriasse, siis oleks see filtri poolt edasi lükatud.Samas on uuringud näidanud, et element 104 on hafniumi keemiline analoog.See on kõige olulisem samm täitmise suunas perioodilisustabel uute elementidega.

Seejärel uuriti Dubnas 105. elemendi keemilisi omadusi. Selgus, et selle kloriidid on adsorbeerunud toru pinnale, mida mööda liiguvad nad sihtmärgist madalamal temperatuuril kui hafniumkloriididel, kuid kõrgemal kui nioobiumkloriididel. Ainult tantaalile keemiliste omaduste poolest lähedase elemendi aatomid võivad sel viisil käituda. Vaata perioodilisustabelit: tantaali keemiline analoog on elemendi number 105! Seetõttu on 105. elemendi aatomite pinnal tehtud adsorptsioonikatsed kinnitanud, et selle omadused langevad kokku perioodilise süsteemi põhjal ennustatutega.