Konstgjord kombination av innehållselement. Konstgjorda organiska föreningar. Anslutningar på metalltandade plattor

Styva anslutningselement av broar... Det finns 3 typer av stela anslutningar:
Kasta.
Konventionell eller lasersvetsning.
Keramisk.

Kasta anslutningar färdiggjorda av vax på vaxmallar av konstgjorda tänder och hållare, så att bron kan gjutas i ett enda block. Detta eliminerar behovet av ytterligare svetsning. Men gjutningen bör vara mer exakt, ju fler enheter inkluderar protesen. Små deformationer som uppstår under kylning av den smälta metallen kan vara helt acceptabla vid tillverkning av en enhet, men multipliceras många gånger, leder till ett otillfredsställande slutresultat.

Kasta anslutningar starkare än svetsade och är också lättare att dölja. Av denna anledning gjuts ofta långa broar i 3-4 bitar, där skiljelinjen går genom den konstgjorda tanden. Innan fanering med keramik återställs ramen för den konstgjorda tanden genom högprecisionssvetsning - sålunda är alla fogar gjutna. Svetsning av en konstgjord tand är mycket hållbar, för det första på grund av den större ytan jämfört med anslutningselementet, och för det andra på grund av den keramiska beläggningen.

En allt populärare anslutningsmetod brokomponenter blir tekniken för lasersvetsning. Det är starkare än vanligt, samt enklare och snabbare, även om det kräver komplex och dyr utrustning.

Anslutningar med konventionell och lasersvetsning används om komponenterna i bryggan görs separat. Detta är nödvändigt när de består av olika material (till exempel en fixeringskrona av guld och en metallkeramisk konstgjord tand).

Keramiska föreningar används endast i helkeramiska proteser. Det ligger utanför ramen för denna bok att beskriva hur de tillverkas, men principen om tillgänglighet för hygien bör också tillämpas på sådana föreningar.

Rörliga anslutningselement... De rörliga lederna är alltid utformade så att den konstgjorda tanden inte sjunker under tuggbelastningen. Detta innebär att urtaget på den mindre hållaren alltid ska ha en stadig bas mot vilken den utskjutande delen av fogen vilar. Ibland, med små konstgjorda tänder och en kort protes, är detta den enda kraften som måste motstås, och fördjupningen i hållaren kan vara ganska ytlig. Detta är den vanligaste designen för styva restaureringar som kräver minimal förberedelse.

Dock med längre axel protes Den rörliga leden måste också motstå det laterala förskjutningsmomentet som verkar på de konstgjorda tänderna och (i fallet med den rörliga ledens mesiala arrangemang) krafter riktade distalt och som bidrar till separationen av protesens delar. I det här fallet bör anslutningens skåra ha formen av en duvsvans och vara avsmalnande så att stiftet kan röra sig något upp och ner i den och samtidigt anligga mot basen.

Det finns flera tillverkningsmetoder. Först kan du skulptera vaxet till en mindre, skårad hållare, sedan gjuta och avsluta med en avsmalnande borr. Därefter appliceras ett lager av vax manuellt på den konstgjorda tanden så att det motsvarar den erhållna formen på urtaget, gjutning utförs enligt vaxmallen. Innan du provar ramen kopplas båda delarna ihop.

I vissa fall hack kan göras på en färdig gjuten ram, som sedan placeras i munhålan, varefter avtryck tas, inklusive de preparerade stödtänderna.

Kan användas färdiga mallar av akryl inbäddad i vaxningen av den konstgjorda tanden och den mindre hållaren. Den mindre hållaren och resten av protesen gjuts sedan separat.

Som rörliga anslutningselement de använder också färdiga metallstift-spårfästen, men de ger för styv vidhäftning, på grund av vilket rörligheten för delar av protesen kan begränsas kraftigt. I detta fall bör den mindre hållaren ha en högre än vanligt grad av kvarhållning till distanstanden.

Färdiga skruvfästen används som en del av broar med styv fixering för att ansluta 2 delar i fall distanständerna inte är parallella.

- Gå tillbaka till avsnittets innehållsförteckning " "

Alla ämnen som innehåller en kolatom, förutom karbonater, karbider, cyanider, tiocyanater och kolsyra, är organiska föreningar. Detta innebär att de kan skapas av levande organismer från kolatomer genom enzymatiska eller andra reaktioner. Idag kan många organiska ämnen syntetiseras på konstgjord väg, vilket gör det möjligt att utveckla medicin och farmakologi, samt skapa höghållfasta polymer- och kompositmaterial.

Klassificering av organiska föreningar

Organiska föreningar är den mest talrika klassen av ämnen. Det finns ett 20-tal typer av ämnen här. De är olika i kemiska egenskaper kännetecknas av sina fysiska egenskaper. Deras smältpunkter, massa, flyktighet och löslighet, såväl som deras aggregationstillstånd under normala förhållanden är också olika. Bland dem:

• kolväten (alkaner, alkyner, alkener, alkadiener, cykloalkaner, aromatiska kolväten);
• aldehyder;
• ketoner;
• alkoholer (diatomiska, envärda, flervärda);
• etrar;
• estrar;
• karboxylsyror;
• aminer;
• aminosyror;
• kolhydrater;
• fetter;
• proteiner;
• biopolymerer och syntetiska polymerer.

Denna klassificering återspeglar egenskaperna hos den kemiska strukturen och närvaron av specifika atomgrupper som bestämmer skillnaden i egenskaperna hos ett givet ämne. I allmänhet ser klassificeringen baserad på kolskelettets konfiguration, som inte tar hänsyn till egenskaperna hos kemiska interaktioner, annorlunda ut. Enligt dess bestämmelser är organiska föreningar indelade i:

• alifatiska föreningar;
• aromatiska ämnen;
• heterocykliska ämnen.

Dessa klasser av organiska föreningar kan ha isomerer i olika grupper av ämnen. Isomerernas egenskaper är olika, även om deras atomsammansättning kan vara densamma. Detta följer av de bestämmelser som fastställts av A.M. Butlerov. Dessutom är teorin om organiska föreningars struktur den vägledande grunden för all forskning inom organisk kemi. Den sätts på samma nivå som Mendeleevs periodiska lag.

Själva begreppet kemisk struktur introducerades av A.M. Butlerov. Det dök upp i kemins historia den 19 september 1861. Tidigare fanns det olika åsikter inom vetenskapen, och vissa forskare förnekade helt närvaron av molekyler och atomer. Därför fanns det ingen ordning i organisk och oorganisk kemi. Dessutom fanns det inga regelbundenheter med vilka det var möjligt att bedöma egenskaperna hos specifika ämnen. Samtidigt fanns det också föreningar som med samma sammansättning uppvisade olika egenskaper.

AM Butlerovs uttalanden styrde till stor del utvecklingen av kemi i rätt riktning och skapade en solid grund för det. Genom det var det möjligt att systematisera de ackumulerade fakta, nämligen kemiska eller fysikaliska egenskaper vissa ämnen, mönstren för deras inträde i reaktioner och så vidare. Till och med förutsägelsen om sätten att erhålla föreningar och närvaron av några vanliga egenskaper blev möjlig tack vare denna teori. Och viktigast av allt, AM Butlerov visade att strukturen hos en ämnesmolekyl kan förklaras i termer av elektriska interaktioner.

Logiken i teorin om strukturen hos organiska ämnen

Eftersom fram till 1861 i kemi, många förkastade existensen av en atom eller en molekyl, blev teorin om organiska föreningar ett revolutionerande förslag för den vetenskapliga världen. Och eftersom A.M.Butlerov själv endast utgår från materialistiska slutsatser, lyckades han motbevisa filosofiska idéer om organisk materia.

Han kunde visa att molekylstrukturen kan kännas igen empiriskt genom kemiska reaktioner. Till exempel kan sammansättningen av alla kolhydrater hittas genom att bränna en viss mängd av det och räkna det resulterande vattnet och koldioxiden. Mängden kväve i en aminmolekyl beräknas också under förbränning genom att mäta volymen av gaser och frigörandet av den kemiska mängden molekylärt kväve.

Om vi ​​betraktar Butlerovs bedömningar om den kemiska strukturen, beroende på strukturen, i motsatt riktning, föreslår en ny slutsats sig själv. Nämligen: genom att känna till ett ämnes kemiska struktur och sammansättning kan man empiriskt anta dess egenskaper. Men viktigast av allt, Butlerov förklarade vad som finns i organiska ämnen stor mängdämnen som uppvisar olika egenskaper men har samma sammansättning.

Allmänna bestämmelser i teorin

Butlerov A.M. undersökte och undersökte organiska föreningar och härledde några av de viktigaste regelbundenheterna. Han kombinerade dem till bestämmelserna i teorin som förklarar strukturen hos kemikalier av organiskt ursprung. Teorin är som följer:

• i organiska ämnens molekyler är atomerna förbundna med varandra i en strikt definierad sekvens, som beror på valensen;
• kemisk struktur är den direkta ordningen enligt vilken atomer i organiska molekyler är anslutna;
• den kemiska strukturen bestämmer närvaron av egenskaperna hos en organisk förening;
• beroende på strukturen hos molekyler med samma kvantitativa sammansättning är utseendet på olika egenskaper hos ett ämne möjligt;
• alla atomgrupper som deltar i bildandet av en kemisk förening har ett ömsesidigt inflytande på varandra.

Alla klasser av organiska föreningar är byggda enligt principerna i denna teori. Efter att ha lagt grunden kunde Butlerov A.M. utöka kemin som ett vetenskapsområde. Han förklarade att på grund av det faktum att kol uppvisar en valens på fyra i organiska ämnen, bestäms variationen av dessa föreningar. Närvaron av många aktiva atomgrupper avgör ett ämnes tillhörighet till en viss klass. Och det är på grund av närvaron av specifika atomgrupper (radikaler) som fysikaliska och kemiska egenskaper uppträder.

Kolväten och deras derivat

Dessa organiska föreningar av kol och väte är de enklaste i sammansättningen bland alla ämnen i gruppen. De representeras av en underklass av alkaner och cykloalkaner (mättade kolväten), alkener, alkadiener och alkatriener, alkyner (omättade kolväten), samt en underklass av aromatiska ämnen. I alkaner är alla kolatomer endast anslutna till en enda C-C kommunikation yu, på grund av vilken inte en enda H-atom kan införlivas i kolvätekompositionen.

I omättade kolväten kan väte inkorporeras vid platsen för dubbelbindningen C = C. C-C-bindningen kan också vara trippel (alkyner). Detta gör att dessa ämnen kan ingå i en mängd olika reaktioner i samband med reduktion eller tillsats av radikaler. Alla andra ämnen för att underlätta att studera deras förmåga att ingå reaktioner betraktas som derivat av en av klasserna av kolväten.

Alkoholer

Alkoholer kallas organiska kemiska föreningar mer komplexa än kolväten. De syntetiseras som ett resultat av enzymatiska reaktioner i levande celler. Det mest typiska exemplet är syntesen av etanol från glukos genom jäsning.

Inom industrin erhålls alkoholer från halogenderivat av kolväten. Som ett resultat av att en hydroxylgrupp ersätts av en halogenatom, bildas alkoholer. Envärda alkoholer innehåller bara en hydroxylgrupp, flervärda alkoholer - två eller fler. Ett exempel på en tvåvärd alkohol är etylenglykol. Flervärd alkohol är glycerin. Den allmänna formeln för alkoholer är R-OH (R är en kolkedja).

Aldehyder och ketoner

Efter att alkoholer går in i reaktioner av organiska föreningar associerade med eliminering av väte från alkoholgruppen (hydroxylgruppen), stängs en dubbelbindning mellan syre och kol. Om denna reaktion äger rum vid alkoholgruppen vid den terminala kolatomen, bildas en aldehyd som ett resultat. Om kolatomen med alkoholen inte är belägen i slutet av kolkedjan, är resultatet av dehydreringsreaktionen produktionen av en keton. Den allmänna formeln för ketoner är R-CO-R, aldehyder R-COH (R är en kolväteradikal i kedjan).

Etrar (enkla och komplexa)

Den kemiska strukturen hos organiska föreningar i denna klass är komplicerad. Etrar anses vara reaktionsprodukterna mellan två alkoholmolekyler. När vatten spjälkas av dem bildas en förening prov R-O-R... Reaktionsmekanism: eliminering av en väteproton från en alkohol och en hydroxylgrupp från en annan alkohol.

Estrar är produkter av reaktionen mellan alkohol och en organisk karboxylsyra. Reaktionsmekanism: eliminering av vatten från alkohol- och karboxylgrupperna i båda molekylerna. Väte spjälkas av från syran (vid hydroxylgruppen), och själva OH-gruppen separeras från alkoholen. Den resulterande föreningen avbildas som R-CO-O-R, där bok R står för radikaler - resten av kolkedjan.

Karboxylsyror och aminer

Karboxylsyror är speciella ämnen som spelar en viktig roll för cellens funktion. Den kemiska strukturen hos organiska föreningar är som följer: en kolväteradikal (R) med en karboxylgrupp fäst vid den (-COOH). Karboxylgruppen kan endast lokaliseras vid den yttersta kolatomen, eftersom valensen för C i (-COOH)-gruppen är 4.

Aminer är enklare föreningar som härrör från kolväten. Här, vid vilken kolatom som helst, finns en aminradikal (-NH2). Det finns primära aminer där en grupp (-NH2) är bunden till ett kol (allmän formel R-NH2). Sekundära aminer kombinerar kväve med två kolatomer (formel R-NH-R). I tertiära aminer är kväve kopplat till tre kolatomer (R3N), där p är en radikal, en kolkedja.

Aminosyror

Aminosyror är komplexa föreningar som uppvisar egenskaperna hos både aminer och syror av organiskt ursprung. Det finns flera typer av dem, beroende på placeringen av amingruppen i förhållande till karboxylgruppen. De viktigaste är alfa-aminosyrorna. Här finns amingruppen vid kolatomen till vilken karboxylen är fäst. Detta gör att du kan skapa en peptidbindning och syntetisera proteiner.

Kolhydrater och fetter

Kolhydrater är aldehydalkoholer eller ketalkoholer. Dessa är föreningar med linjär eller cyklisk struktur, såväl som polymerer (stärkelse, cellulosa, etc.). Deras viktigaste roll i cellen är strukturell och energisk. Fetter, eller snarare lipider, utför samma funktioner, deltar bara i andra biokemiska processer. Ur kemisk struktursynpunkt är fett en ester av organiska syror och glycerin.

På grund av trädets begränsade storlek är skapandet av byggnadsstrukturer med stora spännvidder eller höjder från det omöjligt utan att ansluta de enskilda elementen. Anslutningar av träelement för att öka strukturens tvärsnitt kallas uppslutning och för att öka deras längsgående längd - skarvning, i vinkel och fäst vid stöden - genom förankring.

Genom arbetets natur är alla huvudkopplingar indelade i:

Utan speciella anslutningar (frontala stopp, utskärningar);

Kompressionshängslen (skonycklar);

Med böjstag (bultar, stavar, spikar, skruvar, plattor);

Med dragband (bultar, skruvar, klämmor);

Med skjuvningsförband (häftsömmar).

Genom arten av arbetet med lederna av träkonstruktioner är de uppdelade i böjliga och styva. Kompatibla är gjorda utan användning av lim. Deformationer i dem bildas som ett resultat av läckor.

Anslutningar av element av träkonstruktioner med metoden för att överföra krafter är indelade i följande typer:

1) leder, i vilka krafter överförs genom direkt betoning av kontaktytorna hos de element som ska anslutas, till exempel genom anliggning i elementens stödjande delar, ett snitt, etc.;

2) anslutningar på mekaniska bindningar;

3) limmade fogar.

Mekanisk i fogarna av träkonstruktioner kallas arbetsband av olika typer gjorda av hårt trä, stål, olika legeringar eller plaster, som kan sättas in, skäras, skruvas i eller pressas in i träkroppen på de sammankopplade elementen. De mekaniska bindningarna som används mest i moderna träkonstruktioner är pluggar, stift, ripbultar, spikar, skruvar, nyckelbrickor, stift och metalltandade plattor.

Bärförmågan och deformerbarheten hos träkonstruktioner beror till stor del på metoden för att ansluta deras individuella element. Förbindningar av spända träelement är vanligtvis förknippade med lokal försvagning. I den försvagade delen av sträckta träelement finns en koncentration av farliga som inte beaktas vid beräkningen av lokala spänningar. Den största faran vid stum- och knutfogar av sträckta träelement är skjuv- och klyvspänningar. Det förvärras när dessa spänningar utsätts för de spänningar som uppstår i träet på grund av dess krympning.

Flisning och rivning längs och tvärs över ådringen är ömtåliga typer av träarbeten. I motsats till arbetet med konstruktionsstål sker i dessa fall ingen plastisk spänningsutjämning i trä. För att minska risken för sekventiell, bit för bit, spröd fraktur från flisning eller brott i sträckta delar av träkonstruktioner, är det nödvändigt att neutralisera träets naturliga bräcklighet genom den trögflytande formbarheten i fogarnas arbete. Kollaps tillhör de mest trögflytande typerna av träarbeten, som kännetecknas av den största mängden arbete av hållbart motstånd. Med andra ord, seghetskravet för fogar av alla typer av träkonstruktionselement reduceras till kravet att säkerställa utjämning av spänningar i parallella arbetsbalkar eller plankor, med hjälp av den trögflytande formbarheten hos träarbetet för krossning, före sprödbrott från brott. eller flisbildning kan inträffa.

För att ge seghet till lederna av sträckta träelement används som regel fraktionalitetsprincipen, vilket gör det möjligt att undvika risken för flisning genom att öka flisningsarean (dra en anslutning med en bult och flera mindre diametrar).

Kontaktanslutningar av träelement. Frontsnitt.

Med kontaktfogar av träelement menar de fogar där krafter från ett element till ett annat överförs genom deras bearbetade och avsågade kontaktytor. Dessutom har arbetsanslutningarna som tillhandahålls i sådana anslutningar funktionen att fixera enskilda element och tjänar som nödkopplingar. Vid kontaktfogar visar sig träets krossarbete vara avgörande. Fördelen med en enkel stödanslutning är en liten effekt på deras arbete med deformationer av trä under fluktuationer i temperatur- och luftfuktighetsförhållanden, särskilt om kompressionskrafterna hos de anslutna elementen är riktade längs fibrerna. Kontaktfogar med kompression vinkelrätt mot fibrerna finns i stolparnas fogar vid anliggningspunkterna mot horisontella balkar, stöd av räfflor, balkar, takstolar på väggarna. I dessa fall reduceras beräkningen till att bestämma verifieringen av skjuvspänningar längs kontaktytorna och jämföra dem med konstruktionsmotståndet. Träets motstånd över fibrerna är litet, då under inverkan av stora krafter är det nödvändigt att öka stödytorna eller kontaktytorna hos elementen som ska anslutas. Metoderna visas i figuren.

I avsaknad av möjligheten att öka kontaktytan används sidokuddar av plywood på stift eller lim, som fördelar belastningen över ett större djup av elementet. En annan metod för att förstärka limmade balkar i den bärande delen, utvecklad i vårt land, består i att skära lagervinkeln i en vinkel på 45º, vrida den 90º och limma in den. Detta uppnår träets maximala motståndskraft mot krossning (längs ådring).

Kontaktfogar av träelement med inverkan av krafter längs fibrerna påträffas när man bygger upp ställningar längs längden. I det här fallet är motståndet mot krossning maximalt, men det finns en risk för inträngning av träelement på grund av att de tätare skikten av ett element kan sammanfalla med de mindre täta av det andra. För att förhindra förskjutning av ändarna, installera cylindriska stift vid ändarna eller sidoplåtarna. I detta fall utförs inte beräkningen för krossning, eftersom den är begränsad till beräkningen för längsgående böjning.

Arbetet med trä för krossning i vinkel uppstår när de lutande elementen är sammankopplade (se fig. Övre korda av takstolar). Kontrollera om det kläms i vinkel.

Frontsnitt. En skåra är en anslutning där kraften från ett tryckelement överförs till ett annat element direkt utan foder eller arbetsband. Det huvudsakliga användningsområdet är knutpunkter i kullerstens- och stockfackverk, inklusive i stödnoderna för anliggningen av det komprimerade övre bältet till det sträckta nedre. Elementen som ska anslutas måste fästas med hjälpband - bultar, klämmor, konsoler, som är utformade för installationsbelastningar.

Frontsnittet kan förlora sin bärighet när ett av tre gränslägen uppnås: 1) genom att stoppplattformen kollapsar, 2) genom att stoppplattformen klipps av, 3) genom att det nedre bandet brister som försvagats av skärningen.

Området för kollapsen bestäms av skärets djup, som inte kan vara mer än 1/3 av höjden på det sträckta elementet. Av avgörande betydelse är som regel snittets bärförmåga från flisningstillståndet. Enligt SNiP II-25-80 beräknas frontsnittet för spjälkning för en vinkel på 45 ° genom att bestämma medelvärdet för skjuvspänningen över spjälningsområdets längd enligt formeln: , där är det beräknade motståndet för trä mot flisning, är den beräknade längden på området för flisning, e är skuldran för skjuvkrafter, - = 0,25 koefficient. För en vinkel på 30º:.

Nyckel- och nyckelbrickanslutningar.

Nycklar är hårdträ, stål eller plastinsatser som passar mellan dynorna för att motstå skjuvning. Det finns prismatiska längsgående nycklar av trä när riktningarna för nycklarnas träfibrer och elementen som ska sammanfogas sammanfaller, och tvärgående när fibrernas riktning är vinkelrät. Parallellnycklarna fungerar för krossning och flisning. Det är möjligt att använda tee-nycklar i metall. Ett utmärkande drag hos pluggarna är utseendet på ett vältande moment och, som ett resultat av detta, utseendet på ett gap mellan de anslutna elementen. För uppfattningen av dragkraften är det nödvändigt att installera kopplingsbultarna. Längden på nycklarna tas åtminstone. Djupet av införandet av pluggarna i balkarna bör tas minst 2 cm och inte mer än 1/5 av höjden på stången, och stockar - minst 3 cm och inte mer än ¼ av stockens diameter.

Beräkningen av nyckelanslutningar reduceras till kontroll av bärighet för krossning och flisning. Vid beräkning i flerradsförbindelser införs en faktor på 0,7, på grund av den ojämna kraftfördelningen.

För att koppla ihop träkonstruktioner i olika vinklar placeras runda centrumpinnar med en dragbult i mitten i noderna.

Brickor av nyckeltyp används mest. Nyckelförband kännetecknas av hög bärförmåga och seghet. De pressas in i träkroppen genom slagmetoden eller med speciella klämmor. Nackdelarna inkluderar: bildandet av sprickor i parningselementen, en minskning av bärförmågan på grund av ojämn pressning av nycklarna i flerradsfogar.

Anslutningar på cylindriska pluggar (stål, ek, plast, aluminium, spikar, skruvar, ripa) och plåt.

Dubbkopplingar med insatser i noderna och på metalltandade (spik)plattor.

Dubbkopplingar med skär i noderna

När stora krafter verkar i noderna eller flera element är sammankopplade är det svårt att säkerställa kraftöverföringen genom kontaktytorna på alla matchande element. I sådana fall är det lämpligt att använda olika insatser i form av knutplattor, som ökar enhetens yta och samtidigt skapar. Plattor gjorda av stål och plywood används oftast som nodalinsatser. De kan placeras utanför (överlägg) och fästas på utsidan av träet på de anslutna elementen med hjälp av enkelskjuvtappar, eller placeras inuti träelementet (packningar) i speciella snitt så att arbetsanslutningarna kan fungera som flerskjuvpinnar .

Anslutningar med dynor och packningar på bultar eller blinda cylindriska stift är tillåtna i de fall där den erforderliga tätheten hos stiften tillhandahålls. Cylindriska stift av blinda stål måste ha ett djup av minst 5 diametrar på stiften. Överföringen av krafter från ett träelement till ett annat sker sekventiellt genom stiften, en platta och stiften på ett annat träelement. Sektionen av plattorna tilldelas på basis av beräkningen för spänning längs den försvagade sektionen och säkerställer krosshållfastheten i hylsan under pluggen. I pluggfogar används vanligtvis stålplåtar med en tjocklek på minst 5 mm. Hålen för boet för stiften borras, som regel, samtidigt i trädet och i plattan. I det här fallet, om packningarna är av stål, första gången de gör ett hål med en borr med d som motsvarar pluggens hylsa i träelementet (0,2-0,5 mm mindre än d av pluggen), sedan metallplattan tas bort från snittet och hålen i den borras till storleken på diametern på pluggen.

Tillverkningstekniken för dessa fogar är relativt mödosam, men motiveras av det faktum att när du placerar metallelement inuti träet (ändarna på pluggen och bultarna lämnas under elementets yta med 2 cm och limmas ovanpå med en trä insats), ökar brandmotståndet hos träkonstruktioner och deras motståndskraft mot verkan av kemiskt aggressiva medier. Som regel används dowelfogar med stålpackningar i noderna av limmade element med stort tvärsnitt.

Det är mycket lättare att göra anslutningar på nodplattor med en tjocklek på högst 2 mm, som utan förborrning kan stansas igenom med spik. Sådana anslutningar inkluderar Grame-systemet. Här förs metallplaster med en tjocklek på 1-1,75 mm in i tunna slitsar och genomborras med spik.

Anslutningar av träelement på tunna plattor av "Grame"-systemet: a - med trapetsformade plattor; b - med triangulära plattor.

Plåten, som ligger i snittet inuti träelementet, när den tar emot nodtryckkrafterna, arbetar i längsgående böjning med en fri längd lika med avståndet mellan arbetsbanden som fäster plåtarna vid träelementet. För att förhindra att plattan bucklas är det nödvändigt att säkerställa dess täta passning mot snittets sidokanter och att upprätta arbetsförbindelser med ett steg där plattan inte buktar.

Bultförband med stålfoder och packningar bör övervägas på samma sätt som vanliga skruvförband av träelement, bestämmande av bultarnas bärighet utifrån tillståndet för bultens böjning och krossning av träet i bulthylsan. I det här fallet, i beräkningen från böjningsvillkoret, bör man ta största värde tappens bärighet. Stålfoder och packningar bör kontrolleras för spänningar längs den försvagade delen och för krossning under pluggen.

Nodplattorna kan tillverkas av andra material, i synnerhet laminerade material. De mest utbredda är anslutningarna av träelement på plattor gjorda av bakeliserad plywood. De används främst för limning och andra anslutningar, som görs direkt på byggarbetsplatsen. Anslutningar på plywoodfoder och packningar utförs på cylindriska stift av hårt trä, stål etc. på spik eller skruvar. Om plywoodskivorna är placerade utanför träelementen, är de anslutna med enskärande stift.

Flerskurna anslutningar är också möjliga om plattorna är installerade i slitsar i träelement eller mellan sina individuella grenar. Lim baserat på syntetisk harts används för att bearbeta kanterna på plywoodskivor. Deras tjocklek väljs beroende på pluggens diameter och på plywoodens driftsförhållanden för krossning i boet. De senare är vanligtvis arrangerade så att riktningen för fibrerna i de yttre skikten av plywooden sammanfaller med riktningen för fibrerna i elementet som ska sammanfogas, i vilka det finns höga krafter, eller denna vinkel är 45 °.

Utvecklingen av pluggskarvar med plattor i noderna ledde till uppkomsten av pluggplattor. En av de första som användes för nodalfogar av strukturer med en eller två grenar var pluggplattorna i "Menig"-systemet. Plattor i detta system är gjorda av 3 mm tjockt skum och ett lager av syntetiskt harts förstärkt med glasfibrer 2 mm tjocka. I denna platta är genom tvåkantiga stift med en diameter på 1,6 mm och en längd av 25 mm eller mer på varje sida av plattan fixerade. Tjockleken på de fogade träelementen kan vara upp till 80 mm.

Pluggplattorna monteras mellan de sammanfogade träelementen. Under pressningen komprimeras skumskiktet och fungerar som en kontroll för enhetlig pressning av stiften i båda anslutna elementen.

I deras arbete kan fogarna på nagelplattorna jämföras med nagelfogarnas arbete. Bärförmågan för lederna på Menig-plattor är 0,75-1,5 N per 1 mm 2 av kontaktytan.

Anslutningar för kullerstensbelagda träelement med stort tvärsnitt på pluggplattor med hög bärighet är metallplattor med fästade pluggar med en diameter på 3-4 mm. Tapparna kan vara genomgående, intryckta i plåtens hål eller bestå av två halvor fästa på båda sidor av plåten genom punktsvetsning.

Användningen av fogar på pluggplattor kräver noggrann tillverkning, materialval och pressning i speciella hydrauliska pressar under strikt kvalitetskontroll.

Anslutningar på metalltandade plattor.

De mest utbredda i utländsk byggpraxis var MW i Gang-Neil-systemet.

MZP är stålplåtar med en tjocklek på 1-2 mm, på ena sidan av vilka, efter stämpling på speciella pressar, tänder av olika former och längder erhålls. MWP:n placeras parvis på båda sidor av elementen som ska anslutas så att MWP:ns rader är placerade i riktning mot fibrerna i det fästa träelementet, i vilka de största krafterna verkar.

Plankkonstruktioner med fogar på metalltandade plåtar bör användas i byggnader av brandmotståndsgrad V utan överliggande lyft- och transportutrustning med temperatur- och luftfuktighetsdriftsförhållanden A1, A2, B1 och B2. Tillverkningen av strukturer bör utföras på specialiserade företag eller i träbearbetningsverkstäder utrustade med utrustning för att montera strukturer, pressa in minimilönen och kontrolltester av strukturer. Manuell pressning av MZP är oacceptabelt.

Bärförmågan hos träkonstruktioner på minimilönen bestäms av villkoren för krossning av trä i bon och böjning av plattornas tänder, såväl som av villkoren för plattornas styrka vid arbete i spänning, kompression, skära.

Materialet för tillverkning av strukturer är furu- och granträ 100-200 mm brett, 40-60 mm tjockt. kvaliteten på trä måste uppfylla kraven i SNiP II-25-80 för material av träkonstruktioner.

MZP rekommenderas att vara gjord av kolstål av stålplåt 08kp eller 10kp i enlighet med GOST 1050-74 med en tjocklek på 1,2 och 2 mm. Antikorrosionsskydd av MZP utförs genom galvanisering i enlighet med GOST 14623-69 eller med beläggningar baserade på aluminium i enlighet med rekommendationerna för korrosionsskydd av stålinbäddade delar och svetsfogar av prefabricerad armerad betong. och betongkonstruktioner.

Träkonstruktioner vid lederna med minimilönen är beroende av de krafter som uppstår under driften av byggnader från permanenta och tillfälliga belastningar, såväl som på de krafter som uppstår från transport och installation av strukturer. Genomgående strukturer beräknas med hänsyn till kontinuiteten hos bältena och förutsatt att gitterelementen är gångjärnsförbundna med dem.

Bärförmågan för fogen på MZP N c, kN, enligt förhållandena för träkrossning och böjning av tänderna i spänning, skjuvning och kompression, när elementen uppfattar krafter i en vinkel mot träfibrerna, bestäms av formel:

där R är den beräknade bärigheten per 1 cm 2 av fogens arbetsarea, F p är den beräknade ytarean av MWB på kolvelementet, bestämt minus ytorna av plåtsektionerna i form av remsor 10 mm breda intill de matchande linjerna för elementen och plåtsektionerna som är placerade bakom utanför zonen för den rationella placeringen av MWP, som begränsas av linjer parallella med foglinjen, som passerar på båda sidor om den på ett avstånd av halva foglinjens längd.

Att ta hänsyn till excentriciteten av appliceringen av krafter på minimilönen vid beräkning av stödnoderna för triangulära fackverk utförs genom att minska den beräknade bärigheten för anslutningen genom att multiplicera med koefficienten h, bestäms beroende på lutningen av den övre kordan . Dessutom kontrolleras själva plattan för spänning och skärning.

Bärförmågan för MZP N p under spänning hittas av formeln:

där b är storleken på plattan i riktningen vinkelrät mot kraftens riktning, cm, R p är plattans dimensionerade draghållfasthet, kN/m.

Bärkapaciteten för MWP Q cf vid skjuvning bestäms av formeln:

Q cf = 2l cf R cp,

där l cf är längden på plåtens sektion utan hänsyn till försvagning, cm, R cf är plattans beräknade bärighet för skjuvning, kN/m.

Med den kombinerade verkan av skjuv- och dragkrafter på plattan måste följande villkor uppfyllas:

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

När man utformar strukturer på minimilönen bör man sträva efter att förena minimilönens standardstorlekar och sektioner av sågade trävaror i en struktur. På båda sidor om nodalkopplingen måste det finnas en MZP av samma standardstorlek. Anslutningsytan på varje element (på ena sidan av anslutningsplanet) måste vara minst 50 cm 2 för konstruktioner med en spännvidd på upp till 12 m, och minst 75 cm 2 för konstruktioner med en spännvidd på upp till 18 m. Minsta avstånd från elementens anslutningsplan måste vara minst 60 mm. Minimilönen bör placeras på ett sådant sätt att avståndet från träelementens sidokanter till de yttersta tänderna är minst 10 mm.

Åtdragna anslutningar.

Dragband inkluderar spikar, skruvar (skruvar och ripor) som dras ut, häftklamrar, klämmor, dragbultar och remmar. Skilj mellan spänning och icke-spänning, tillfällig (montering) och permanent. Alla typer av anslutningar måste skyddas mot korrosion.

Naglar motstå att dra ut endast av krafterna från ytfriktion mellan dem och träet i boet. Friktionskrafterna kan minska när det bildas sprickor i träet, vilket minskar spikens tryckkraft, därför är det absolut nödvändigt för spikar som arbetar för att dras ut, att följa samma avståndsnormer som används för spikar som fungerar som böjstift (S 1 = 15d, S2, 3 = 4d).

Med en statisk applicering av en last bestäms konstruktionens bärförmåga för att dra ut en spik som drivs över fibrerna i enlighet med avståndsnormerna av formeln:

T ut £ R ut pd gv l def,

där R ut är det beräknade utdragningsmotståndet per enhet av kontaktyta mellan spiken och träet, d gv är spikens diameter, l prod är den beräknade längden på den klämda delen av spiken som motstår att dras ut, m .

I träkonstruktioner (för tillfälliga konstruktioner) R vyd ,. Vid bestämning av Tout antas spikens designdiameter inte vara mer än 5 mm, även om spikar med större tjocklek används.

Den uppskattade längden för att klämma spiken l skyddet (exklusive punkt 1.5d) bör vara minst 10d och minst två gånger tjockleken på skivan som ska hamras. I sin tur måste tjockleken på skivan som ska spikas vara minst 4d.

Skruvar (skruvar, inskruvade med en skruvmejsel) och ripor (skruvar med en diameter på 12-20 cm, inskruvade med en skiftnyckel) hålls i träet inte bara av friktionskrafter, utan också av betoningen av skruvgängan i skruvspåren som skärs av den i träet.

Arrangemanget av skruvar och ripar och dimensionerna på de borrade bon ska säkerställa en tät krympning av ripsstången utan att den splittras. S1 = 10d, S 2,3 = 5d. Diametern på den del av hylsan som gränsar till sömmen måste exakt överensstämma med diametern på den icke-gängade delen av ripstaven. För ett tillförlitligt stopp av tjäderns skruvgänga som dras ut med skruvar, bör diametern på den försänkta delen av hylsan längs hela längden av den gängade delen av tjädern vara 2-4 mm mindre än dess fulla diameter.

Om det under konstruktionen är möjligt att tillåta ett sparsamt arrangemang av skruvar och ripor med en diameter på högst 8-16 mm, borras bon med en diameter reducerad med 2-3 mm för hela längden av klämningen .

Om dessa krav är uppfyllda, bestäms den beräknade bärigheten för att dra ut en skruv eller ripa av formeln:

T ut £ R ut pd skruv l skydd,

där R ut är det beräknade motståndet mot att dra ut den sammanhängande delen av skruven eller ripan, d skruv är den gängade delens ytterdiameter, m, l skydd är längden på den gängade delen av skruven eller ripan, m .

Alla korrektionsfaktorer för R ut införs i enlighet med korrigeringarna för krossmotståndet över fibrerna.

Tjäder- och träskruvar används bäst för att fästa metalllister, klämmor, brickor etc. på träbjälkar och plankor. I det här fallet ersätter ripor och skruvar inte bara stift, utan även bindbultar. Om man med hjälp av ripor eller skruvar fäster trä- eller plywoodelement som arbetar för rivning, är det inte motståndet mot att dra ut den gängade delen som är avgörande, utan motståndet mot att krossa virket av ripans huvud eller skruva. I det här fallet måste en 3,5d x 3,5d x 0,25d metallbricka placeras under huvudet.

Häftklamrar gjorda av runt (eller fyrkantigt) stål med en tjocklek på 10-18 mm används som extra sträckta eller fixerande band i strukturer av runda trä eller balkar, i brostöd, byggnadsställningar, timmergårdar, etc. I plankträkonstruktioner används inte häftklamrar, eftersom de delar brädorna. Häftklamrarna drivs vanligtvis in i massivt trä med sina ändar utan att borra hål. Bärförmågan för en konsol, även när de ökade standarderna iakttas, bestäms inte.

Experimentella studier har avslöjat effektiviteten av att köra utan att borra klammer från valsade produkter i tvärsnitt d ck = 15 mm. Med en tillräcklig längd på spiken (6-7 d ck) är bärförmågan för sådana fästen ungefär lika med bärigheten för en plugg gjord av runt stål med en diameter på 15 mm.

Klämmor , på samma sätt som häftklamrar avser sträckta slipsar. Ett utmärkande kännetecken för klämmorna är deras omslutande läge i förhållande till de sammanfogade träelementen.

Arbetsbultar och remmar, dvs. sträckta metallelement används som ankare, upphängningar, sträckta element av metall-träkonstruktioner, åtdragning av välvda och välvda strukturer, etc. Alla delar av remmar och arbetsbultar bör kontrolleras genom beräkning enligt standarderna för stålkonstruktioner och tas med en diameter på minst 12 mm.

Vid bestämning av bärigheten för sträckta svarta stålbultar, försvagade av gängning, beaktas den reducerade arean F NT och den lokala spänningskoncentrationen s p; därför antas lägre designmotstånd. Designmotstånden för stål i parallellt arbetande dubbla och fler dragstänger och bultar reduceras genom att multiplicera med en faktor på 0,85, med hänsyn till den ojämna fördelningen av krafter. I metallband bör lokal försvagning av arbetssektionen undvikas.

Arbetande bultade band och spännskruvar används endast i de fall där montering eller funktionsjustering av deras längd krävs. De ligger på de mest tillgängliga platserna i metallträbågar och gårdar. Spänningsfri stumfog av rundstål för transport utan demontering.

Åtdragningsfogarna av runda stålpuffar, som endast krävs i sällsynta fall, utförs med hjälp av spänningskopplingar med mångsidiga gängor. I avsaknad av fabrikstillverkade kopplingar kan svetsade kopplingar tillverkas av två (eller bättre 4) fyrkantsmuttrar av vänster och höger gängor, svetsade samman med två stålband.

Knytbultar, som till övervägande del är av installationsvärde och inte beräknas på uppfattningen om en viss operativ kraft, används i nästan alla typer av fogar, inklusive i pluggförband och skär för att säkerställa en tät passning av rallybrädor, balkar eller stockar. Bindbultarnas tvärsnitt bestäms av installationsskäl; den ska vara ju större, desto tjockare är elementen i fogen som ska anslutas, d.v.s. desto större förväntat motstånd mot rätningskrökningen av skeva eller sneda brädor eller balkar. I händelse av svällning av träet på ett paket av brädor som är tätt bultade med en bult, utsätts bultstången för stora längsgående dragkrafter. För att undvika att bryta bulten längs den sektion som försvagats av kapning, föreskrivs brickorna på kopplingsbultarna med en reducerad krossyta av träet. Tvättsäker för anslutning i trä. Svullnad bör uppstå innan bultstångens brottspänning når ett farligt värde.

Hopfällbar fog med dubbel crimp för sträckta limmade element. Limfogarna av sträckta träelement undersöktes av V.G. Mikhailov. Brottet i lederna uppstod genom sprickning vid låga skjuvspänningar längs brottplanet. Den högsta genomsnittliga brottskjuvspänningen på 2,4 MPa uppnåddes i korsningen med kilkilarna.

Den dubbelpressade fogen överlappas med remsor 1 av bandstål, till vilka hörnen är svetsade 2. Krafterna från de sträckta träelementen överförs till stålplåtarna genom tvärbultarna 3 och 4 och stubbarna med spår 5. Trä remsor 7 med fasade ändar limmas till de sammanfogade elementen vid ändarna för att stoppa hörnen 6 på ett sådant sätt att skjuvplanet som börjar från hörnet inte sammanfaller med limfogen.

Analys av tester av dragförband visar att kraften som trycker ihop elementet i början av brottplanet under skjuvning, motverkar dragspänningar, samtidigt skapar ytterligare skjuvspänningar och därmed ökar deras koncentration i det farliga området. När en ytterligare krimpkraft skapas i den motsatta änden av skjuvplanet över fibrerna (vilket är fallet i den aktuella fogen), utjämnas skjuvspänningarna, deras koncentration och möjligheten att spänningar sträcker sig över fibrerna minskar.

En fog med dubbel kompression är en spänningshopfällbar fog som skapar en initial täthet och gör att den kan bibehållas i framtiden under driftsförhållanden (om viss krympning av de anslutna elementen inträffar).

Skarvfogen på trä beräknas från tillståndet:

Medelvärdet för det beräknade skjuvmotståndet bestäms av formeln:

där b = 0,125; e = 0,125h.

Utdrags- eller genomstansade fogar på limmade stålstänger. Användningen av fogar på inlimmade stavar från förstärkning av en periodisk profil med en diameter på 12-25 mm, som arbetar för att dra och stansa, är tillåten under driftsförhållanden för strukturer vid en omgivningstemperatur på högst 35 ° C.

Förrensade och avfettade stavar limmas med epoxibaserade föreningar i borrade hål eller frästa spår. Diametrarna på hålen eller måtten på spåren bör tas 5 mm större än diametrarna på de limmade stängerna.

Designens bärförmåga för en sådan stång för att dra ut eller stansa längs och tvärs över fibrerna i sträckta och komprimerade fogar av element av träkonstruktioner gjorda av furu och gran bör bestämmas av formeln:

T = R sk × p × (d + 0,005) × l × k s,

där d är diametern på den bundna stången, m; l är längden på den inbäddade delen av stången, m, som bör tas genom beräkning, men inte mindre än 10d och inte mer än 30d; k c - koefficient med hänsyn till den ojämna fördelningen av skjuvspänningar beroende på längden på den inbäddade delen av stången, som bestäms av formeln: k c = 1,2 - 0,02 × (l / d); R sk - det beräknade motståndet hos trä mot flisning.

Avståndet mellan de inlimmade stängernas axlar, längs fibrerna, tar minst S 2 = 3d, och till ytterkanterna - minst S 3 = 2d.

Anslutningar av DC-element på lim.

Krav på lim för bärande konstruktioner.

Enhetlig styrka, soliditet och hållbarhet hos limfogar i träkonstruktioner kan endast uppnås genom att använda vattentäta strukturella lim. Limbindningens hållbarhet och tillförlitlighet beror på limbindningarnas stabilitet, typ av lim, dess kvalitet, limteknik, driftförhållanden och ytbehandling av skivorna.

Limsömmen ska ge en vidhäftningsstyrka som är lika med träets styrka, för klyvning längs ådringen och för spänning över ådringen. Den vidhäftande sömmens hållfasthet, som motsvarar träets draghållfasthet längs fibrerna, har ännu inte uppnåtts, därför måste arean på ytorna som ska limmas ökas med cirka 10 gånger snedställda vid sträckta fogar. skärning av änden med en mustasch eller en tandad spik.

Tätheten av limmets kontakt med ytorna som ska limmas bör skapas även i den viskös-flytande fasen av det strukturella limmet, som fyller alla urtag och grovhet, på grund av förmågan att väta ytan som ska limmas. Ju jämnare och renare de ytor som ska limmas skärs och ju tätare de fäster mot varandra, desto mer fullständig soliditet är limningen, desto jämnare och tunnare blir limfogen. En trästruktur, monolitiskt limmad från torra tunna brädor, har en betydande fördel jämfört med en stång skuren från en solid stock, men för att inse dessa fördelar är strikt efterlevnad av alla villkor för teknologin för industriell produktion av limmade träkonstruktioner nödvändig.

Efter att det strukturella limmet har härdat, kräver den bildade limsömmen inte bara lika styrka och soliditet, utan också vattenbeständighet, värmebeständighet och biostabilitet. Vid test bör förstörelsen av prototyper av limfogar huvudsakligen ske längs träet som ska limmas, och inte längs limfogen (med förstörelse av inre, sammanhängande bindningar) och inte i gränsskiktet mellan limfogen och materialet till limmas (med förstörelse av gräns, vidhäftande bindningar).

Typer av lim.

Limfogar har använts länge, främst inom snickeri. I början av 1900-talet började bärande träkonstruktioner baserade på kaseinlim användas i Schweiz, Sverige och Tyskland. Proteinlim av animaliskt ursprung, och ännu mer av vegetabiliskt ursprung, uppfyllde dock inte helt kraven för sammanfogning av element i bärande strukturer.

Utvecklingen av polymermaterialens kemi och tillverkningen av syntetiska lim är av stor betydelse. Syntetiska polymermaterial med de planerade egenskaperna ger den erforderliga styrkan och hållbarheten hos limfogarna. Sökandet efter det optimala utbudet av strukturella lim och motsvarande sätt för in-line produktion av limmade strukturer fortsätter, men nu finns det en uppsättning syntetiska lim som gör det möjligt att sammanfoga träbyggnadsdelar inte bara med trä.

Till skillnad från kasein och andra proteinlim bildar syntetiska strukturlim en stark, vattenbeständig limsöm som ett resultat av en polymerisations- eller polykondensationsreaktion. För närvarande används huvudsakligen resorcinol, fenol-resorcinol, alkylresorcinol, fenollim. Enligt SNiP II-22-80 beror valet av typ av lim på temperatur- och fuktighetsförhållandena för de limmade strukturerna.

Limfogens elasticitet och seghet är särskilt viktig vid sammanfogning av träelement med metall, plywood, plast och andra konstruktionselement som har temperatur-, krympnings- och elastiska egenskaper. Emellertid är användningen av elastiska gummilim i belastade fogar i allmänhet oacceptabel på grund av den otillräckliga styrkan hos sådana fogar och deras överdrivna krypning under långvarig belastning.

Ju torrare och tunnare skivorna som ska limmas desto mindre är risken för sprickbildning i dem. Om krympförvrängning av undertorkade skivor inträffar redan innan limlinjen har härdat, men efter att presstrycket upphör, kommer limningen att brytas oåterkalleligt.

Typer av limmade fogar.

En sträckt fog av limmade element tillverkas på fabriken på en tandad spik med en lutning på de limmade ytorna på cirka 1:10. Denna enhetliga lösning, när det gäller styrka, är inte sämre än lösningen av en mustaschfog (med samma lutning), är mer ekonomisk när det gäller träförbrukning och är mer tekniskt avancerad i produktionen; därför måste den helt ersätta alla andra typer av leder under fabrikstillverkningen.

En tandad tapp fungerar lika bra vid spänning, böjning, vridning och kompression. Enligt testerna är draghållfastheten för en sådan KB_3-fog inte lägre än hållfastheten hos en solid stång, försvagad av en knut i storleken ¼-1/6 av bredden på motsvarande sida av elementet, normalt för kategori 1 .

I praktiken rekommenderas det att använda det mest tekniskt avancerade alternativet med skärande spikar vinkelrätt mot ansiktet. Detta alternativ är tillämpligt för vilken bredd som helst av de limmade elementen, även något skev. Vid sammanfogning av limmade block med stora tvärsnitt är det nödvändigt att använda kall (eller varm) limning.

För skarvning av plywoodskivor i fabrikstillverkning är samma enhetliga icke-hopfällbara typ av anslutning en mustaschfog; dess användning i stressade strukturella element kräver överensstämmelse med följande villkor, mustaschens längd är lika med 10-12 plywoodtjocklekar, och riktningen för fibrerna i de yttre fanererna (skjortorna) måste sammanfalla med riktningen för de verkande krafterna . Försvagningen av vanlig plywood med mustaschfog tas med i beräkningen av koefficienten Kdon = 0,6 och för bakeliserad plywood med koefficienten 0,8.

Adhesiva och limmekaniska anslutningar av element i strukturer med plast och principerna för deras beräkning.

Limfogar är de mest effektiva, mångsidiga och vanligaste plastfogarna. De gör det möjligt att limma alla material och plaster. Nackdelar med en limbindning: låg tvärgående draghållfasthet - separation och begränsad värmebeständighet. Termohärdande och termoplastiska lim används.

För anslutningstyper se fig. Längden på limsömmen på varje sida av fogen (överlappslängden) bestäms genom att beräkna den för ett snitt, men inte mindre än 8 plåttjocklekar för asbestcement, 50 tjocklekar för metaller, 20 plåttjocklekar för glasfiber. Limfogar fungerar oftast i skjuvning, men i vissa fall kan fogen uppleva krafter som orsakar spänningar i den, vilket kallas avdrag. Beroende på arten av fördelningen av dragspänningar längs sömmens längd görs en skillnad mellan enhetlig och ojämn separation. Oftare är hållfastheten hos limskiktet högre än hållfastheten hos materialet som ska limmas, i detta fall bestäms designmotståndet av materialet som ska fogas. För limfogar tas hänsyn till driftsförhållandensfaktorerna: temperaturfaktor; fuktighetsförhållanden; atmosfäriska förhållanden.

Lim-metallfogar kombineras, bestående av punktmetallfogar och ett limskikt placerat längs hela sömmen. Skilj på limsvetsad, limskruvad, limnitad. De har högre styrka med ojämn avrivning. Starkare i skjuvning än metallfogar. Skjuvhållfastheten för lim-metallförband definieras som styrkan hos niten, skruven eller svetspunkten multiplicerad med en faktor på 1,25-2 för att ta hänsyn till limmets prestanda. Nitens, skruvens styrka bestäms från tillståndet för krossning eller klippning, och styrkan hos den svetsade punkten från tillståndet för klippning.

Svetsade fogar av plastelement och principerna för deras beräkning.

Svetsade plastfogar används för att sammanfoga element av samma termoplastiska material. Svetsning utförs genom samtidig verkan av hög temperatur och tryck. Fördelar: hög sömtäthet, snabb implementering, enkelhet i tekniska operationer. Det finns två svetsmetoder: svetsning i en ström av varm luft (liknande gassvetsning av metaller) och kontaktmetod (används vid svetsning av plexiglas, vinylplast, polyeten). 1) Materialet och påfyllningsstaven mjukas upp i en ström av varmluft uppvärmd till 250º. En värmepistol används som en källa för varm luft. 2) För enheten för den svetsade sömmen enligt en av varianterna av kontaktmetoden skärs kontaktpunkterna för de två delarna som ska sammanfogas till en mustasch med en lutning på 1: 3 ... 1: 5, inriktade över kontaktytan och fixerad i detta läge. Sedan komprimeras sömmen och värms upp. Svetsstyrkan är lägre än materialets styrka. För vinylplast minskar hållfastheten med 15-35 % i kompression, spänning och böjning, och vid testning för specifik slaghållfasthet minskar hållfastheten med 90 %.

Typer av kompositstänger och med hänsyn till bindningarnas överensstämmelse vid beräkning av dem för central kompression.

Efterlevnad- förmågan hos bindningarna under deformation av strukturer att göra det möjligt för de sammanfogade balkarna eller brädorna att röra sig i förhållande till varandra.

Typer av kompositstavar: buntstavar; stavar med korta distanser; stavar, vars grenar inte stöds i ändarna.

Stavar-paket. Alla grenar av sådana stavar stöds vid sina ändar och uppfattar en tryckkraft, och avstånden mellan stag längs stavens längd är små och överstiger inte sju grentjocklekar. Beräkningen i förhållande till x-x-axeln, vinkelrätt mot sömmarna mellan grenarna, utförs som för en solid sektion, eftersom i detta fall flexibiliteten hos den sammansatta stången är lika med flexibiliteten hos en separat gren. Beräkningen i förhållande till y-y-axeln, parallell med sömmarna, utförs med hänsyn till bindningarnas duktilitet. Med ett litet avstånd mellan banden längs stavens längd, lika med grenens fria längd, området för de stödda grenarna;

Anslutningarnas duktilitet försämrar prestandan hos ett kompositelement i jämförelse med samma element i en solid sektion. För ett kompositelement på böjliga förband minskar bärigheten, deformerbarheten ökar, arten av fördelningen av skjuvkrafter längs dess längd ändras, därför är det nödvändigt att ta hänsyn till böjligheten vid beräkning och utformning av kompositelementen. banden.

Tänk på tre träbalkar som har samma belastningar, spännvidder och tvärsnitt. Låt belastningen av dessa balkar vara jämnt fördelad. Den första balken är av en solid sektion, dvs. består av en stapel. Låt oss kalla denna stråle Ts. Tröghetsmomentet för strålens tvärsnitt I c = bh 3/12; motståndsmoment Wc = bh 2/6; böjning

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

Den andra balken P i en sammansatt sektion består av två balkar förbundna med flexibla förbindningar, såsom bultar. Tröghetsmomenten respektive dess motstånd kommer att vara I p och W p; avböjning f sid.

Den tredje balken O i en sammansatt sektion består av samma balkar som den andra balken, men det finns inga anslutningar här och därför kommer båda balken att fungera oberoende av varandra. Tröghetsmomentet för den tredje strålen I о = bh 3/48, vilket är 4 gånger mindre än balkarna i en solid sektion. Motståndsmomentet W о = bh 2/12, vilket är 2 gånger mindre än balkar av en solid sektion. Nedböjning f о = 5q n l 4 / 384EI о, vilket är 4 gånger större än avböjningen av en balk med fast sektion.

Tänk på vad som kommer att hända på balkens vänstra stöd när den deformeras under belastning. Det vänstra stödet för en solid-sektionsbalk kommer att rotera genom en vinkel j, och en balk av en sammansatt sektion utan länkar, förutom rotation på det vänstra stödet, kommer att förskjutas d kring den övre balken i förhållande till den nedre.

I en sammansatt balk på böjliga förband kommer skjuvningen av balkarna att förhindras av bultarna, därför är det mindre här än i en balk utan förband. Följaktligen intar en sammansatt balk på eftergivliga stag ett mellanläge mellan en solid balk och en kompositbalk utan stag. Därför kan du skriva: I c> I p> I o; W q> W p> W o; f c

Det följer av dessa ojämlikheter att de geometriska egenskaperna hos en sammansatt balk på böjliga förband Ic, Wp kan uttryckas genom de geometriska egenskaperna hos en solid sektionsbalk, multiplicerad med koefficienter mindre än en, som tar hänsyn till bindningarnas efterlevnad : I p = kw I c och W p = kw W c, där kw och kw varierar inom gränserna, respektive från 1 till I o / I c och från 1 till W o / W c (med två staplar I o / Ic = 0,25 och Wo/Wc = 0,5.

Strålens avböjning ökar i enlighet med minskningen av tröghetsmomentet f p = f c / k w.

Beräkningen av en sammansatt balk på flexibla band reduceras således till beräkningen av en solid sektionsbalk med införandet av koefficienter som tar hänsyn till bindningarnas efterlevnad. Normalspänningar bestäms av formeln: s u = M / W c k w £ R u, där W c är motståndsmomentet för den sammansatta balken som en solid; k w - koefficient mindre än en, med hänsyn till länkarnas överensstämmelse.

Avböjningen av en sammansatt balk på flexibla bindningar bestäms av formeln: f p = 5q n l 4 / 384EI c k w £ f pr, där I c är strålens motståndsmoment som en solid; k w - koefficient mindre än en, med hänsyn till länkarnas överensstämmelse.

Värdena på koefficienterna k w och k ges i SNiP II-25-80 "Träkonstruktioner. Designstandarder”.

Antalet bindningar bestäms genom beräkning av skjuvkraften. Skjuvkraften T över balkens hela bredd, lika med tb, beräknas med formeln: T = QS / I.

Fördelningen av skjuvkrafter längs längden liknar fördelningen av skjuvspänningar i form av en rät linje som passerar horisontellt i en vinkel. Balkens totala skjuvkraft i sektionen från stödet till den punkt där T = 0 kommer att vara geometriskt lika med triangelns area. I vårt fall, med en jämnt fördelad last T = 0, om x = l / 2, och då är den totala skjuvkraften H = M max S / I.

I en sammansatt balk på eftergivande stag förblir värdet på den totala skjuvkraften konstant. På grund av bandens flexibilitet kommer emellertid arten av fördelningen av skjuvkrafter längs balkens längd att förändras. Som ett resultat av skiftningen av staplarna kommer det triangulära diagrammet att förvandlas till ett kurvlinjärt, nära en cosinusvåg. Om förbanden är jämnt fördelade längs med balkens längd, kan varje förbindning uppfatta en skjuvkraft lika med dess bärförmåga Ts, och alla måste acceptera hela skjuvkraften. Således, n c T c = M max S / I.

Driften av ett sådant antal länkar kommer att motsvara ADEC-rektangeln, dvs. anslutningarna nära stöden kommer att överbelastas. Därför måste två villkor vara uppfyllda vid beräkning av antalet länkar:

Antalet jämnt fördelade förbindningar på sektionen av balken från stödet till sektionen med maximalt moment måste absorbera hela skjuvkraften

nc = Mmax S/ITc;

· Anslutningarna som placeras nära stöden får inte överbelastas.

Anslutningarna nära stöden är överbelastade med 1,5 gånger, därför måste deras antal ökas med 1,5 gånger för att uppfylla det andra villkoret. Således kommer det erforderliga antalet band på sektionen av balken från stöden till sektionen med det maximala momentet att vara n c = 1,5M max S / I br T c.

Metoden för att beräkna komprimerade böjbara element i en sammansatt sektion på följsamma förbindningar förblir densamma som för element i en solid sektion, men formlerna tar dessutom hänsyn till formbarheten hos banden.

Vid beräkning i böjningsplanet upplever kompositelementet komplext motstånd, och anslutningarnas överensstämmelse beaktas två gånger:

· Införande av koefficienten k w, samma som vid beräkning av komponentelement för tvärböjning;

· Beräkning av koefficienten x med hänsyn till elementets minskade flexibilitet.

Normal stress bestäms av formeln:

sc = N / F NT + M d / W NT k w £ Rc, där M d = M q / x och x = 1 - l p 2 N / 3000F br Rc; lp = ml q;

där k c - fogarnas följsamhetskoefficient, erhållen från experimentdata, förskjutningen av bindningar; b är bredden på tvärsnittskomponenten, cm; h är den totala höjden av tvärsnittet, cm; l calc - den uppskattade längden av elementet, m; n w - antalet skjuvsömmar; n c - antalet bindningssnitt i 1 m av en söm, med flera sömmar med olika nummer av länkklippen tar det genomsnittliga antalet länkar.

Nedböjning f p = 5q n l 4 / 384EIk b x £ f pr.

Vid bestämning av antalet förband som måste placeras i sektionen från stödet till sektionen med maximalt moment, beaktas ökningen av skjuvkraften med ett tryckböjande element n c = 1,5M max S / IT c x.

Komprimerade bockningselement beräknas från bockningsplanet ungefär utan att ta hänsyn till böjmomentet, d.v.s. som centralt komprimerade kompositstänger.

Konstgjorda radioaktiva isotoper bildas som ett resultat av mänsklig verksamhet: användningen av kärnenergi för militära och fredliga ändamål, användningen av radioaktiva ämnen i landets ekonomi (industri, transport, jordbruk, medicin, vetenskaplig forskning, etc.). Radionuklider - klyvningsprodukter från kärnvapen och utsläpp av strålningsfarliga föremål ansamlas i miljö, inklusive hydrosfären. [...]

Konstgjord strukturering av jordar utförs genom att införa en liten mängd strukturbildande ämnen i dem, främst organiska föreningar (P.V. Vershinin). [...]

ANTROPOGEN SUBSTANS en kemisk förening som ingår i geosfären på grund av mänskliga aktiviteter. Särskilj V. och., Ingår i det biologiska kretsloppet, och därför förr eller senare används i ekosystem, och artificiella föreningar, främmande för naturen, mycket långsamt förstöras av levande organismer och abiotiska ämnen och förblir utanför den biosfäriska metabolismen. Dessa senare ackumuleras i biosfären och är ett hot mot livet. Ett specialfall av V. och. är kemiska föreningar och grundämnen som naturligt ingår i naturliga formationer, men som transporteras av människan från en geosfär till en annan eller artificiellt koncentreras av henne. Ett exempel på sådana grundämnen kan fungera som tungmetaller, utvunna av människan från jordens djup på dess yta och spridda här, och radioaktiva ämnen, som under naturliga förhållanden vanligtvis sprids över stora utrymmen och i små koncentrationer. ]

Sammansättningen av konstgjorda radionuklider som kommer in i vattenmiljön bestäms för närvarande huvudsakligen av kärnbränslets klyvningsprodukter. Förhållandet mellan dem kan variera beroende på typen av reaktor, dess effekt och reaktionsförhållanden. Observera också att under perioden fr.o.m

Skadliga ämnen finns i avfall från en mängd olika industrier: icke-järnmetallurgi (salter av icke-järnmetaller), maskinteknik (cyanider, berylliumföreningar, arsenik, etc.), plastproduktion (bensin, eter, fenol, metyl). akrylat, etc.) och konstgjorda fibrer (fosfor, organiska föreningar, zink- och kopparföreningar), kväveindustrin (polystyren, klorbensen, cancerframkallande hartser etc.), skogsbruk, träbearbetning samt massa- och pappersindustri (fenol, metylalkohol, terpentin, etc.) ), köttindustrin (organiskt material) och många andra. [...]

Låt oss jämföra det artificiella ekosystemet i en rymdfarkost med vilket naturligt som helst, till exempel med ekosystemet i en damm. Observationer visar att antalet organismer i denna biotop förblir (med vissa säsongsvariationer) i stort sett konstant. Detta ekosystem kallas stabilt. Jämvikt upprätthålls tills yttre faktorer förändras. De viktigaste är in- och utflödet av vatten, inflödet av olika näringsämnen och solstrålning. Olika organismer lever i dammens ekosystem. Så efter skapandet av en konstgjord reservoar koloniseras den gradvis av bakterier, plankton och sedan av fisk och högre växter. När utvecklingen nått en viss topp och yttre påverkan förblir oförändrade under lång tid (inflöde av vatten, ämnen, strålning, å ena sidan, och utflöde eller avdunstning, avlägsnande av ämnen och utflöde av energi - å andra sidan), ekosystemet av dammen stabiliseras. En balans upprättas mellan levande varelser. [...]

Det finns artificiellt skapade ekosystem som ger en kontinuerlig process av metabolism och energi både inom naturen och mellan den och människan. De är uppdelade efter effekterna av ekonomisk utveckling i: naturlig, bevarad intakt; modifierad, förändrad av mänsklig aktivitet; förvandlad, förvandlad av människan. [...]

Xenobiotika är ämnen som erhålls genom artificiell syntes och ingår inte i antalet naturliga föreningar. [...]

Radioaktiva ämnen används i stor utsträckning inom många sektorer av den nationella ekonomin. Konstgjorda radioaktiva isotoper används för feldetektering av metaller, i studiet av struktur och slitage av material, vid separation av ämnen och syntes av kemiska föreningar, i apparater och enheter som utför kontroll- och signalfunktioner inom medicin, etc. [ ...]

En metod för att framställa konstgjorda blandningar genom att generera giftiga ämnen från buffertlösningar utvecklades av japanska kemister. Den uppvärmda luften som torkas och renas från föroreningar passerar med en fast hastighet genom absorbatorer med vattenlösningar (pH = 5-12) av kaliumcyanid (som erhåller cyanväte), natriumsulfid (vätesulfid) sulfit eller natriumhydrosulfit (svaveldioxid), natriumnitrat (kväveoxider) och ammoniumbikarbonat (ammoniak). Metoden låter dig skapa koncentrationer av dessa ämnen 10-4-10-5% med ett fel på högst 2-3% (rel.). [...]

Liksom ett förenklat artificiellt rymdskepps-ekosystem är ett damm-ekosystem självförsörjande. Obegränsad tillväxt hindras av interaktioner mellan producerande växter å ena sidan och djur och växter (konsumenter och nedbrytare) å andra sidan. Förbrukningsvaror kan bara föröka sig så länge de inte överanvänder tillgången på tillgängliga näringsämnen. Om deras reproduktion visar sig vara överdriven, kommer deras tillväxt att sluta, eftersom de inte kommer att ha tillräckligt med mat. Producenterna kräver i sin tur ständigt mineraler. De satte återigen avfall i omlopp. Därmed förnyas kretsloppet: växterna (producenterna) tar upp dessa mineraler och med hjälp av solenergi reproducerar de dem med energirika näringsämnen. [...]

Ett ekosystem kan också vara konstgjort. Ett exempel på ett sådant ekosystem, som är extremt förenklat och ofullständigt i jämförelse med det naturliga, är rymdfarkosten. Dess pilot måste leva i fartygets trånga utrymme under lång tid och nöja sig med begränsade tillgångar av mat, syre och energi. Samtidigt är det önskvärt att om möjligt återvinna och återanvända förbrukade lager av ämnen och avfall. För detta i rymdskepp särskilda regenereringsenheter planeras, och nyligen har experiment utförts med levande organismer (växter och djur), som bör delta i bearbetningen av kosmonautens avfall, med hjälp av solljusets energi. [...]

Bivax är en komplex kemikalie som produceras av binas vaxkörtlar. Den innehåller cirka 15 kemiskt oberoende komponenter. Det används inom läkemedelsproduktion, tandläkarmottagning, parfymeri, träbearbetning, läder, papper, flyg och andra industrier. Dessutom är det nödvändigt i mycket stora mängder för beredning av konstgjord grund. Vax erhålls genom att bearbeta vaxråvaror. [...]

Avloppsvatten från konstfiberfabriker, koks-kemiska och gasskifferföretag som innehåller hartshaltiga ämnen, fenoler, merkaptaner, organiska syror, aldehyder, alkoholer, färgämnen är också farliga. Deras toxiska effekt sprider sig över långa avstånd, särskilt i floder med stark ström, eftersom organiska föroreningar i avloppsvattnet mineraliseras långsamt. Ansamlingen av flytande avfall i speciella reservoarer - avfallsdeponier är också fylld med stor fara för miljön: det finns kända fall av genombrott av sådana reservoarer och förgiftning över en stor del av vattnet i Dniester, Seversky Donets och några andra. [...]

Allmän information... Moderna metoder för konstgjord biologisk rening kan minska BOD20 och koncentrationen av suspenderade ämnen i avloppsvatten till 10-15 mg/l. [...]

Biologisk rening av avloppsvatten i konstgjorda strukturer utförs i biologiska filter, luftningstankar och oxytanks. Som ett exempel, Fig. 18.22 visar ett diagram över ett biologiskt filter med forcerad lufttillförsel. Det ursprungliga avloppsvattnet strömmar genom rörledningen 3 in i filtret 2 och genom 4 sprayas jämnt över filtrets område. Vid stänk absorberar avloppsvatten en del av luftens syre. I processen för filtrering genom lastning 5, som används, till exempel slagg, krossad sten, expanderad lera, plast, grus, bildas en biologisk film på lastmaterialet, vars mikroorganismer absorberar organiskt material. Intensiteten av oxidation av organiska föroreningar i filmen ökar avsevärt när tryckluft tillförs genom rörledningen / och stödgallret i motsatt riktning mot filtrering. Vatten renat från organiska föroreningar avlägsnas från filtret genom rörledning 7. [...]

En person blev intresserad av mikroorganismernas roll i cirkulationen av ämnen först efter upptäckten av den holländska forskaren Anton Levenguk 1674, och forskare började på allvar undersöka mikrokosmos och förlitade sig på hans hjälp från mitten av 1800-talet: den snabbt utvecklande industri producerade en sådan mängd avfall att biocenoser som hade utvecklats i århundraden inte längre kunde klara av dem. År 1887 skrev en av grundarna av den biologiska behandlingsmetoden, Dibdin: för rening av spillvätska är det tillrådligt att använda "specifika mikroorganismer, speciellt odlade för dessa ändamål; håll sedan vätskan tillräckligt länge, lufta den kraftigt och släpp till sist ner den i behållaren." I USA och andra länder sedan 1890 har biofilter fungerat och arbetar där flytande avfall passerar genom ett lager av stenar, där en blandad flora av mikroorganismer upprätthålls. Naturligt eller artificiellt luftflöde mitt emot avloppsflödet ger luftning. [...]

I vattenförsörjningstekniken arrangeras konstgjorda reservoarer, konstgjorda sjöar, där ett överflöd av flora och fauna uppträder, som bebor hela vattenpelaren. I processen med sin vitala aktivitet utarmar dessa organismer näringsämnen, och på grund av antagonistiska relationer sker en partiell förstörelse av mikrofloran av vattenlevande fauna, och med hjälp av bakteriofager fullbordas kampen mot skadliga bakterier. [...]

Hydrosfären är förorenad med radioaktiva ämnen av två typer av ursprung: naturliga och konstgjorda. [...]

Som solenergiackumulator måste levande materia samtidigt reagera på både yttre (kosmiska) påverkan och inre förändringar. En ökning eller minskning av mängden levande materia på ett ställe i biosfären bör leda till en synkron process med motsatt tecken i en annan region, beroende på att de frigjorda biogenerna kan assimileras av resten av den levande materien eller där kommer att bli brist på dem. Processens hastighet bör dock beaktas, i fallet med antropogen förändring är den mycket lägre än människans direkta kränkning av naturen. Dessutom sker inte alltid adekvat ersättning. En minskning av storleken på individer som deltar i energiprocesser spelar in en stor grupp termodynamiska lagar från alla grupper av ovanstående generaliseringar (avsnitt 3.2-3.9). Hela strukturen av levande materia och dess kvalitet förändras, vilket i slutändan inte kan vara fördelaktigt för en person - en av deltagarna i livsprocessen. Mänskligheten bryter mot naturlagarna för distributionen av den levande materien på planeten och tar på sig, i sin antropogena kanal, minst 1,6X 1013 W energi per år, eller 20 % av produktionen av hela biosfären1. Dessutom minskade människor artificiellt och okompenserat mängden levande materia på jorden, uppenbarligen med minst 30%. Detta leder till slutsatsen att planeten står inför en global termodynamisk (värme) kris, som kommer att manifestera sig i många former samtidigt. Eftersom detta är en tröghetsprocess är dess inledande faser knappast märkbara, men det kommer att bli extremt svårt att stoppa krisfenomenen. [...]

Olika konstgjorda och naturliga porösa material används som sorbenter: aska, sågspån, torv, koksbris, silikageler, aktiva leror etc. Effektiva sorbenter är aktivt kol av olika kvaliteter, sorbentaktiviteten kännetecknas av mängden absorberat ämne per enhet volym eller massa av sorbenten (kg / m3, kg / kg). [...]

Gödselmedel är oorganiska och organiska ämnen som används i jordbruk och fiskodling för att öka produktiviteten hos odlade växter och fiskproduktiviteten i dammar. De är: mineral (eller kemisk), organiska och bakteriella (konstgjord introduktion av mikroorganismer för att öka jordens bördighet). Mineralgödselmedel som erhålls från jordens inre eller industriellt framställda kemiska föreningar innehåller grundläggande näringsämnen (kväve, fosfor, kalium) och spårämnen som är viktiga för vital aktivitet (koppar, bor, mangan, etc.). Organiska gödselmedel är humus, torv, gödsel, fågelspillning (guano), kompost, biologiska tillsatser, etc. [...]

Tekniken för att framställa dessa bränslen är olika, men de har alla en låg askhalt och en låg halt av flyktiga ämnen (5-10%).

Naturliga vatten kan innehålla radioaktiva ämnen av naturligt och artificiellt ursprung. Vatten berikas av naturlig radioaktivitet när det passerar genom stenar som innehåller radioaktiva ämnen (isotoper av uran, radium, torium, kalium, etc.). Salter med artificiell radioaktivitet förorenar vatten när vatten kommer in i det från industri-, forskningsföretag och medicinska institutioner som använder radioaktiva läkemedel. Naturligt vatten är också förorenat med radioaktiva ämnen under experimentella explosioner av termonukleära vapen. [...]

Utan den strikta efterlevnaden av doser och försiktighetsåtgärder utgör avlövande medel en allvarlig fara för djur och människor. Ibland används avlövande medel och defloranter (för att förstöra växtblommor) för militära ändamål för barbarisk förstörelse av skogar på fiendens territorium. Alltså på 60-70-talet. USA tillämpade dessa kemiska substanser för militära operationer i Indokina, särskilt i Vietnam, sprutades över 22 miljoner liter extremt giftigt avlövande medel ("orangeblandning") över skogar och åkrar. Detta ledde till fullständig förstörelse av skogar och grödor på stora områden. [...]

Naturliga ekologiska system, till skillnad från artificiell (produktion), kännetecknas av en sluten cirkulation av materia, och avfallet som är förknippat med förekomsten av en separat population är det ursprungliga materialet som säkerställer existensen av en annan eller, oftare, flera andra populationer ingår i en given biogeocenos. Biogeocenos, vilket innebär en evolutionärt bildad uppsättning av populationer av växter, djur och mikroorganismer, karakteristiska för ett visst område, har en cyklisk cirkulation av ämnen. En del av ekosystemets ämnen, på grund av luft, vatten, jorderosion etc., transporteras över jordytan och deltar i en mer allmän cirkulation av ämnen i biosfären. Den cykliska cirkulationen av ämnen i enskilda ekosystem och i hela biosfären, som bildats under dess miljontals evolution, är en prototyp av en miljövänlig produktionsteknik. [...]

Om något av dessa element saknas i ett givet vatten, tillsätts det på konstgjord väg. Hushållens avloppsvatten är rikt på dessa ämnen, så de tillsätts ofta till exempel till vattnet i färgnings- och blekningsfabriker. [...]

Specialkärl för hydrokultur tillverkas i många modeller av olika konstgjorda ämnen och keramik. Det finns behållare i olika storlekar för enskilda växter och stora behållare för dekorativa kompositioner. Stora behållare är ofta utrustade med en växthållare (formad som en pinne) som fästs på en speciell platta i botten av behållaren. Hydroponiska krukor består av ett yttre kärl och ett inre spaljéfoder eller flerhålsfoder. Varje kärl, oavsett storlek, har en lösningsnivåindikator. För det mesta är detta ett visningsfönster med en skala. [...]

Metoden för att bestämma dehydrogenasaktivitet är baserad på förmågan hos vissa indikatorämnen att få en bestående färg under övergången från ett oxiderat tillstånd till ett reducerat tillstånd. Indikatorn är så att säga en artificiell substratacceptor av väte, som under biokemisk oxidation överförs till detta ämne från det oxiderade substratet av enzymer dehydrogenaser. Kriteriet för enzymaktivitet är hastigheten för avfärgning av metylenblått eller mängden reducerad TTX, det vill säga det resulterande röda tri-fenylfomazonen.

Formel (5.57) har fördelar jämfört med de tidigare använda, enligt vilken vid V = 0 visade sig koncentrationen av det skadliga ämnet vara lika med oändligheten och det var nödvändigt att på konstgjord väg införa en begränsning av designhastigheten. [... ]

Miljön för urbana system, både dess geografiska och geologiska delar, har förändrats kraftigast och har faktiskt blivit konstgjord, här finns problem med utnyttjande och återanvändning av naturliga resurser, förorening och rengöring av miljön, det sker en ökande isolering av ekonomiska och produktionscykler från naturlig metabolism (biogeokemisk omsättning) och energiflödet i naturliga ekosystem. Och slutligen är det här som befolkningstätheten och den byggda miljön är högst, vilket hotar inte bara människors hälsa, utan också hela mänsklighetens överlevnad. Människors hälsa är en indikator på kvaliteten på denna miljö. [...]

Miljön omkring oss förstås som helheten av "ren" natur och miljö skapad av människan - plöjda åkrar, konstgjorda trädgårdar och parker, vattnade öknar, dränerade träsk, stora städer med en speciell termisk regim, mikroklimat, vattenförsörjning, en stor omsättning av olika organiska och oorganiska ämnen och etc. [...]

Brott mot stabiliteten hos kolloidala system under koagulering eller flockning och kontaktfiltrering uppnås genom införande av ämnen som främjar vidhäftning eller kombination av kolloidala partiklar. Makromolekyler av naturliga och artificiella ämnen, i synnerhet polyelektrolyter, har en hög tendens att ackumuleras vid gränsytan. Sådana ämnen används framgångsrikt som aggregeringsmedel. Järn- och aluminiumsalter, som används som koaguleringsmedel och destabilisatorer, tillhör också aggregeringsmedel på grund av deras förmåga att bilda polynukleära hydrolysprodukter Mn (OH) m2+, som är väl adsorberade vid gränsytan partikel-vatten. Med en ökning av koncentrationen av neutrala elektrolyter (som inte uppvisar specifika interaktioner) blir kolloiderna också mindre stabila på grund av att den diffusa delen av det elektriska dubbelskiktet komprimeras av motjoner. [...]

Metoden för att få växter från en cell baseras på förmågan hos växtvävnader av ett antal arter att växa oorganiskt på speciella konstgjorda medier som innehåller näringsämnen och tillväxtregulatorer. När växtvävnader odlas på sådana medier är många celler kapabla till obegränsad förökning och bildar lager (massor) av odifferentierade celler som kallas kallus. Om sedan kallus delas upp i individuella celler och odlingen av isolerade celler fortsätter under näringsmedia, från separata (enkla) celler kan riktiga växter utvecklas. Enstaka somatiska växtcellers förmåga att utvecklas till en riktig (hel) växt kallas totipotens. Möjligen är totipotens inneboende i cellerna hos alla bladväxter. Men hittills har den hittats i växter av ett begränsat utbud. I synnerhet har denna förmåga hittats i cellerna hos potatis, morötter, tobak och ett antal andra typer av jordbruksgrödor. Denna metod för växtcellskonstruktion har redan kommit in i utbredd praxis. Växter som har utvecklats från en enda cell kännetecknas dock av genetisk instabilitet på grund av mutationer i deras kromosomer. Eftersom genetisk instabilitet producerar en mängd olika växtformer är de mycket användbara som utgångsmaterial för förädling. [...]

I innehållet i miljörelationer finns två strukturella element- de socioekologiska relationer som utvecklas mellan människor i den artificiella miljön i deras livsmiljö och indirekt påverkar människors naturliga livsmiljö och verkliga-praktiska relationer, som för det första inkluderar en persons förhållande direkt till den naturliga miljön, och för det andra, relationer i det mänskliga livets materiella och produktionssfärer, förknippade med processen för människans tillägnande av naturkrafter, energi och substans, och för det tredje människans förhållande till de naturliga förutsättningarna för hennes existens som social varelse.

Vidare är det uppenbart att den största spannmålsproduktionen sker i ett tidigare skede av växtutvecklingen än den maximala totala nettoproduktionen (ansamling av torrsubstans) (Fig. 15, 2>). De senaste åren har spannmålsskördarna ökat avsevärt på grund av att man har ägnat uppmärksamhet åt grödans struktur. Det har utvecklats sorter med ett högt förhållande mellan kornvikt och halmvikt, som dessutom snabbt producerar löv, så att bladindexet når 4 och förblir på denna nivå ända till skörden, som utförs i ögonblicket av den största ackumulering av näringsämnen (se Loomis et al., 1967; Armie och Greer, 1967). Sådant artificiellt urval ökar inte nödvändigtvis den totala torrsubstansproduktionen för hela anläggningen; det leder till en omfördelning av denna produktion, som ett resultat av att mer produktion faller på spannmål och mindre på blad, stjälkar och rötter (se tabell 36).

Sedan trettio- och fyrtiotalet av vårt sekel, i samband med utvecklingen av användningen av atomenergi, har miljön blivit avsevärt förorenad med radioaktiva ämnen och strålningskällor. Särskilt farliga föroreningar i samband med utveckling, testning och användning ( atombomber släpptes på Hiroshima och Nagasaki) av kärnvapen. Strålningsmetoder för oxidation av paraffiner vid tillverkning av tvättmedel gör det möjligt att ersätta ätbara fetter med syntetiska hartser. Radioaktiva isotoper (märkta atomer) som introduceras i processer och kemiska föreningar ökar möjligheterna till forskning och förbättring av teknik. Vid tillverkning av konstfibrer används radioaktiva isotoper för att avlägsna statisk elektricitet. Metoden för upptäckt av röntgenfel har blivit utbredd för att upptäcka defekter i gjutgods och svetsar. [...]

Nästa förmodade steg på vägen för livets uppkomst är uppkomsten av protoceller. Den enastående sovjetiske biokemisten A.I. Oparin visade att i stående lösningar av organiska ämnen bildas coocervater - mikroskopiska "droppar" avgränsade av ett semipermeabelt skal - det primära membranet. De kan koncentrera organiska ämnen, reaktioner och ämnesomsättning med miljön är snabbare; de kan till och med dela sig som bakterier. En liknande process under upplösningen av artificiella proteinoider observerades av Fox, som kallade dessa droppar mikrosfärer. [...]

Protozoer finns överallt i avloppsvatten, silt, exkrementer, jord, damm, vatten i floder, sjöar, hav, vid reningsverk som arbetar under aeroba förhållanden. De deltar aktivt i mineraliseringen av organiska ämnen under naturliga och konstgjorda förhållanden för rening av naturligt och avloppsvatten. Men man bör komma ihåg att vissa protozoer är orsakerna till sjukdomar hos människor och djur. [...]

Bearbetningen av de insamlade skogsfröråvarorna börjar med utvinning av frön från kottarna av ekonomiskt värdefulla arter (tall, europeisk gran, sibirisk lärk). För dessa ändamål används naturlig (luft-sol) och konstgjord torkning, den senare utförs i speciella kammare av ananastorkar. Stationära (Fig. 1.3) och mobila kottetorkar ShP-0.06 (Fig. 1.4), SM-45 ställ- och trumtyper används som ingår i kottebearbetningskomplexen och har lokaler för mottagning av skogsfröråvaror, lager för dess lagring och tekniska byggnad. Den innehåller torkkammare, i vilka uppvärmd atmosfärisk luft tillförs inte högre än 45 ° C för gran och 50 ° C för tall. Med detta torkläge, som är nära naturligt, sker varken ångning eller överhettning av fröna. En ökning av torkningstemperaturen över de angivna gränserna leder till komprimering av reservnäringsämnet i fröets celler, vilket försvagar den vitala aktiviteten hos dess embryo. Metabolismen störs, enzymernas arbete hämmas vid tidpunkten för fröns groning, patogena bakterier och svampsporer utvecklas, vilket leder till att frön dör. [...]

Det antropogena, konstgjorda ekologiska systemet är en annan sak. Alla naturlagar är giltiga för den, men till skillnad från naturlig biogeocenos kan den inte betraktas som öppen. Tänk till exempel på ekosystemet för en konstgjord luftningsanläggning för avloppsvattenrening - en luftningstank. När man går in i luftningstanken sorberas de ämnen som finns i avloppsvattnet av ytan på det så kallade aktiva slammet, d.v.s. flockiga kluster av bakterier, protozoer och andra organismer. Dels assimileras dessa ämnen av organismerna av aktivt slam, dels sorberas de och det aktiverade slammet lägger sig på botten av luftningstanken. Med ett kontinuerligt flöde av avloppsvatten ackumuleras ämnena som finns i dem i luftningstanken, och koncentrationen av aktivt slam i luftningstanken minskar, och dess ökning är otillräcklig för att upprätthålla den koncentration som krävs för sorption av skadliga ämnen. I slutändan störs jämviktstillståndet för ett sådant ekosystem, kvaliteten på behandlingen minskar och oönskade processer uppstår, till exempel "svällning" av slam i samband med den massiva reproduktionen av svampar och trådiga alger som hämmar bakterier. Som ett resultat slutar systemet att fungera. [...]

Modern intensiv teknik för produktion av vitaminmjöl består i snabb (på några minuter) torkning av grön fytomassa i en ström av hett kylmedel och efterföljande malning av dess partiklar till en storlek av 1,5 ... 2 mm. Näringsämnen och vitaminer bevaras bättre med intensiv konstgjord torkning än med naturlig ventilation. En kränkning av tekniken för höghastighetstorkning leder dock till en försämring av sammansättningen av näringskomponenterna i trägrönt och minskar deras smältbarhet. Det är nödvändigt att noggrant kontrollera värmebärarens temperatur och passagehastigheten för råvaror, beroende på fukthalten i grön fytomassa, omgivningstemperatur och andra parametrar. [...]

Vid ingången och nära kupan skapas ett slags brum av virvlande svärmbin. Efter att ha stigit upp i luften cirklar bina en stund på kort avstånd från kupan. Sedan börjar de samlas på en gren eller stam (vid frånvaro ordnar de konstgjorda platser - "scions"), livmodern går med dem. Samlingen av en svärm på ett ställe påskyndas av det faktum att bina i gruppen där drottningen befinner sig, lyfter på buken och öppnar körtlarna som utsöndrar ett ämne med stark lukt och slår kraftigt med vingarna och sprider lukten i Plats. [...]

Tillsammans med detta är det nödvändigt att uppmärksamma problemet i samband med djurens ekologiska nisch, det vill säga funktionen som de utför i biogeocenosen. Tack vare denna funktion, kännetecknas av konsumtion och omvandling av växtätare organiskt material växter bibehålls det normala tillståndet för naturliga biogeocenoser. Men i förhållandena för boskapskomplex som artificiella ekosystem störs detta, vilket leder till ogynnsamma förändringar i naturen. [...]

Särskilda skyddsåtgärder grundvatten från föroreningar syftar till att fånga upp förorenat vatten genom dränering, samt att isolera föroreningskällor från resten av akvifären. Mycket lovande i detta avseende är skapandet av konstgjorda geokemiska barriärer baserade på omvandling av föroreningar till stillasittande former. För att eliminera lokala föroreningshärdar genomförs långvarig pumpning av förorenat grundvatten från speciella brunnar. [...]

Ett klassiskt exempel på användningen av riktad störning är att skydda ekskogarna i USA från zigenarmalen. I en av varianterna av skogsskydd användes det faktum att en liten rörlig hane hittar en större, inaktiv hona genom lukten av ett attraktivt ämne som släpps ut av den, och på ett ganska stort avstånd (tiotals och hundratals meter). Genom speciella studier har forskare lyckats identifiera den kemiska sammansättningen av detta ämne (attraherande medel) och skapa en konstgjord analog av det. Med denna analog impregnerades (eller täcktes) små bitar av specialpapper, som spreds över skogarna från flygplan, vilket skapade en doftbakgrund och förhindrade orienteringen av män på jakt efter honor.

Djuprening av avloppsvatten kan utesluta inträngning av N och P i vattenkroppar, eftersom med mekanisk rening minskar innehållet av dessa element med 8-10%, med biologisk rening - med 35-50% och med djuprening - med 98-99 %. Dessutom har ett antal åtgärder tagits fram för att bekämpa övergödningsprocessen direkt i vattendrag, till exempel en artificiell ökning av syrehalten med hjälp av luftningsanläggningar. Sådana installationer finns för närvarande i Sovjetunionen, Polen, Sverige och andra länder. Olika herbicider används för att minska tillväxten av alger i vattendrag. Det visade sig dock att för de brittiska förhållandena kommer kostnaden för djuprening av avloppsvatten från näringsämnen att vara lägre än kostnaden för herbicider som spenderas på att minska tillväxten av alger i vattendrag. För de senare är det viktigt att minska koncentrationen av nitrater, som är farliga för människors hälsa. Världshälsoorganisationen har antagit den högsta tillåtna koncentrationen av nitrater i dricksvatten lika med 45 mg / l, eller i termer av kväve, 10 mg / l, samma värde antas enligt sanitära standarder för vatten i reservoarer. Mängden och arten av kväve- och fosforföreningar påverkar vattenförekomsternas totala produktivitet, vilket gör att de ingår bland de viktigaste indikatorerna för att bedöma graden av förorening av vattenkällor. [...]

Högbelastade biofilter eller aerofilter skiljer sig från droppfilter i hög oxiderande effekt, vilket uppnås genom den speciella designen. I denna struktur är kornstorleken på lasten större än i droppfilter, den sträcker sig från 40 till 05 mm. Detta bidrar till att belastningen på spillvätskan ökar. Den speciella designen av botten och dräneringssystemet ger konstgjord blåsning av strukturen med luft. Den relativt höga rörelsehastigheten för avfallsvätskan i biofiltrets kropp säkerställer ett konstant avlägsnande från det av de fördröjda svårporiga olösliga ämnena och döda biologiska filmer.

Till skillnad från kemisk (ingrediens) förorening är sådana former fysisk (eller parametrisk) förorening associerad med en avvikelse från normen för de fysiska parametrarna i miljön. Tillsammans med termisk (termisk) är farliga typer av föroreningar ljus - ett brott mot den naturliga belysningsregimen på en viss plats som ett resultat av exponering för artificiella ljuskällor, vilket leder till anomalier i djurs och växters liv; buller - som ett resultat av en ökning av intensiteten och frekvensen av buller över den naturliga nivån; vibration; elektromagnetisk, som ett resultat av förändringar i miljöns elektromagnetiska egenskaper på grund av närvaron av kraftledningar, kraftfulla elektriska installationer, olika typer av sändare och leder till lokala och globala geofysiska anomalier och förändringar i fina biologiska strukturer; radioaktivt - överskottet av den naturliga nivån av radioaktiva ämnen i miljön. [...]

Lagen om straffansvar för miljöskador trädde i kraft den 1 januari 1991, även i Tyskland. Enligt den nya lagen innebär straffrättsligt ansvar inte bara kemiska utan också fysiska effekter på miljön (chock, buller, strålning, värme- och ångamissioner etc.). Straffrättsliga påföljder tillämpas både vid oavsiktlig förorening och vid en gradvis ökning av miljöförstöringen. Förfarandet för att bevisa skuld underlättas avsevärt: det räcker för offret i sitt vittnesmål att övertyga de utredande myndigheterna om att företaget är kapabelt att orsaka den resulterande skadan. Det högsta bötesbeloppet (oavsett antalet offer) är satt till 160 miljoner mark. Lagen föreskriver i förväg 96 typer av produktionsanläggningar som är föremål för straffrättsligt ansvar. De avser följande industrier och verksamheter: värmeförsörjning, gruvdrift, energi, glas och keramik, järnmetallurgi, stålproduktion, kemi, läkemedel, oljeindustri, produktion av konstgjorda ämnen, träbearbetning, massa och papper och livsmedelsförädling, återvinning och bearbetning avfall, lagring av farliga ämnen.

Om du frågar forskare, vilka av upptäckterna av XX-talet. det viktigaste, då kommer knappast någon att glömma att nämna artificiell syntes kemiska grundämnen... På kort tid - mindre än 40 år - lista kända kemiska grundämnen ökade med 18 namn. Och alla 18 syntetiserades, på konstgjord väg.

Ordet "syntes" betecknar vanligtvis processen att erhålla från ett enkelt komplex. Till exempel är växelverkan mellan svavel och syre den kemiska syntesen av svaveldioxid SO 2 från grundämnen.

Syntesen av grundämnen kan förstås på följande sätt: konstgjord produktion från ett grundämne med lägre kärnladdning, ett lägre ordningsnummer för ett grundämne med ett högre ordningstal. Och själva processen kallas en kärnreaktion. Dess ekvation är skriven på samma sätt som ekvationen för en vanlig kemisk reaktion. På vänster sida finns reaktanter, till höger - de resulterande produkterna. Reaktanterna i en kärnreaktion är målet och den bombarderande partikeln.

Alla element i det periodiska systemet (i fri form eller i form av en kemisk förening) kan tjäna som mål.

Rollen för att bombardera partiklar spelas av α-partiklar, neutroner, protoner, deuteroner (kärnor i den tunga isotopen av väte), såväl som de så kallade multipelladdade tunga jonerna av olika element - bor, kol, kväve, syre, neon, argon och andra element i det periodiska systemet.

För att en kärnreaktion ska inträffa är en kollision av en bombarderande partikel med kärnan i målatomen nödvändig. Om partikeln har tillräckligt hög energi kan den penetrera så djupt till kärnan att den smälter samman med den. Eftersom alla ovanstående partiklar, förutom neutronen, har positiva laddningar, ökar de dess laddning, när de smälter samman med kärnan. Och en förändring i värdet på Z betyder omvandling av element: syntesen av ett element med ett nytt värde på kärnladdningen.

För att hitta ett sätt att accelerera de bombarderande partiklarna, ge dem en stor energi, tillräcklig för deras sammansmältning med kärnor, uppfanns och konstruerades en speciell partikelaccelerator, cyklotronen. Sedan byggde de en speciell fabrik för nya grundämnen - en kärnreaktor. Dess direkta syfte är att generera kärnenergi. Men eftersom det alltid finns intensiva neutronflöden i det, är det lätt att använda dem för artificiell syntes. Neutronen har ingen laddning, och därför är det inte nödvändigt (och omöjligt) att accelerera den. Däremot visar sig långsamma neutroner vara mer användbara än snabba.

Kemister var tvungna att verkligen bryta sina huvuden och visa genuina mirakel av uppfinningsrikedom för att utveckla sätt att separera små mängder nya grundämnen från målämnet. Lär dig att studera egenskaperna hos nya grundämnen när det bara fanns några få kvantiteter av deras atomer ...

Genom ansträngningar från hundratals och tusentals forskare i periodiska systemet arton nya celler fylldes.

Fyra - inom dess gamla gränser: mellan väte och uran.

Fjorton - för uran.

Så här hände allt...

Teknetium, prometium, astatin, francium ... Fyra platser i det periodiska systemet förblev tomma under lång tid. Dessa var celler nr 43, 61, 85 och 87. Av de fyra grundämnen som var tänkta att ta dessa platser förutspåddes tre av Mendeleev: ekamarganese - 43, ekaiod - 85 och ekatsium - 87. Den fjärde - nr 61 - skulle tillhöra sällsynta jordartsmetaller ...

Dessa fyra element var svårfångade. Forskarnas ansträngningar för att hitta dem i naturen förblev misslyckade. Med hjälp av den periodiska lagen är alla andra platser i det periodiska systemet sedan länge fyllda - från väte till uran.

Mer än en gång har vetenskapliga tidskrifter rapporterat upptäckten av dessa fyra element. Ekamarganets "upptäcktes" i Japan, där de gav det namnet "nipponium", i Tyskland kallade de det "mazurium". Element nr 61 "upptäcktes" i olika länder minst tre gånger, det fick namnen "Illinium", "Florence", "Ony Cycle". Ekaiod har också hittats i naturen många gånger. Han fick namnen "Alabamy", "Helvetius". Ekatsiy fick i sin tur namnen "Virginia", "Moldavia". Några av dessa namn letade sig in i olika uppslagsböcker och tog sig till och med in i skolböckerna. Men alla dessa upptäckter bekräftades inte: varje gång visade en noggrann kontroll att ett misstag hade gjorts, och oavsiktliga försumbara föroreningar förväxlades med ett nytt element.

En lång och svår sökning har äntligen lett till upptäckten i naturen av ett av de svårfångade elementen. Det visade sig att ecacesium, som borde inta 87:e plats i det periodiska systemet, uppstår i sönderfallskedjan av den naturliga radioaktiva isotopen uran-235. Det är ett kortlivat radioaktivt grundämne.

Element nummer 87 förtjänar att berättas mer i detalj.

Nu läser vi i vilket uppslagsverk som helst, i vilken lärobok om kemi som helst: francium (ordningsnummer 87) upptäcktes 1939 av den franska vetenskapsmannen Marguerite Perey. Detta är för övrigt det tredje fallet när äran att upptäcka ett nytt grundämne tillhör en kvinna (tidigare upptäckte Marie Curie polonium och radium, Ida Noddak - rhenium).

Hur lyckades Perey fånga det svårfångade elementet mer och mer? Låt oss gå tillbaka många år. År 1914 studerade tre österrikiska radiokemister - S. Meyer, W. Hess och F. Paneth - det radioaktiva sönderfallet av aktiniumisotopen med ett masstal på 227. Det var känt att det tillhörde aktinouranfamiljen och sänder ut β-partiklar; därför är produkten av dess sönderfall torium. Forskare hade dock en vag misstanke om att aktinium-227 i sällsynta fall även avger alfapartiklar. Detta är med andra ord ett exempel på en radioaktiv plugg. Det är lätt att räkna ut: under en sådan transformation bör en isotop av element nummer 87 bildas. Meyer och hans kollegor observerade alfapartiklar. Ytterligare forskning krävdes, men avbröts av första världskriget.

Margarita Perey följde samma väg. Men till hennes förfogande fanns känsligare instrument, nya, förbättrade analysmetoder. Det var därför hon var framgångsrik.

Francium klassificeras som ett av de artificiellt syntetiserade grundämnena. Men ändå upptäcktes grundämnet först i naturen. Det är en isotop av francium-223. Dess halveringstid är bara 22 minuter. Det blir tydligt varför det finns så lite Frankrike på jorden. För det första, på grund av sin bräcklighet, har den inte tid att koncentrera sig i några märkbara kvantiteter, och för det andra kännetecknas själva bildningsprocessen av en låg sannolikhet: endast 1,2% av aktinium-227 kärnor sönderfaller med utsläpp av α- partiklar.

I detta avseende är det mer lönsamt att förbereda francium på konstgjord väg. Tjugo isotoper av Frankrike har redan erhållits, och den längsta livslängden av dem är francium-223. Genom att arbeta med absolut obetydliga mängder salter från Frankrike kunde kemister bevisa att det i sina egenskaper är extremt likt: cesium.

Punkterna 43, 61 och 85 förblev svårfångade. I naturen kunde de inte hittas på något sätt, även om forskare redan hade en kraftfull metod, som omisskännligt indikerar sättet att söka efter nya element - den periodiska lagen. Tack vare denna lag var alla kemiska egenskaper hos ett okänt element kända för forskare i förväg. Så varför misslyckades sökningarna efter dessa tre element i naturen?

Genom att studera egenskaperna hos atomkärnor kom fysiker till slutsatsen: element med atomnummer 43, 61, 85 och 87 kan inte ha stabila isotoper. De kan bara vara radioaktiva, med korta halveringstider, och måste försvinna snabbt. Därför skapades alla dessa element på konstgjord väg av människan. Sätten att skapa nya grundämnen angavs av den periodiska lagen. Låt oss försöka använda den för att skissera vägen för syntesen av ecamangane själva. Detta element nr 43 var det första artificiellt skapade.

De kemiska egenskaperna hos ett grundämne bestäms av dess elektronskal, och det beror på laddningen av atomkärnan. Element 43 ska ha 43 positiva laddningar i sin kärna och 43 elektroner ska kretsa runt kärnan. Hur kan man skapa ett grundämne med 43 laddningar i en atomkärna? Hur kan du bevisa att ett sådant element har skapats?

Låt oss noggrant överväga vilka grundämnen i det periodiska systemet som finns i det tomma utrymmet som är avsett för element nummer 43. Det ligger nästan i mitten av den femte perioden. På motsvarande platser i den fjärde perioden är mangan, och i den sjätte - rhenium. Därför bör de kemiska egenskaperna hos det 43:e grundämnet likna dem hos mangan och rhenium. Det är inte utan anledning som D.I. Mendeleev, som förutspådde detta element, kallade det ekamarganese. Till vänster om den 43:e cellen finns molybden som upptar cell 42, till höger i den 44:e cellen - rutenium.

Därför, för att skapa element nr 43, är det nödvändigt att öka antalet laddningar i kärnan i en atom med 42 laddningar med ytterligare en elementär laddning. Därför, för syntesen av ett nytt element nr 43, är det nödvändigt att ta molybden som råmaterial. Den har 42 laddningar i sin kärna. Det lättaste grundämnet, väte, har en positiv laddning. Så man kan förvänta sig att grundämnet #43 kan erhållas som ett resultat av en kärnreaktion mellan molybden och väte.

Egenskaperna för grundämnet nr. 43 bör likna dem för mangan och rhenium, och för att upptäcka och bevisa bildandet av detta grundämne är det nödvändigt att använda kemiska reaktioner som liknar dem genom vilka kemister bestämmer förekomsten av små mängder av mangan och rhenium. Det är så det periodiska systemet gör det möjligt att kartlägga vägen för att skapa ett konstgjort grundämne.

På exakt samma sätt som vi precis har beskrivit skapades det första konstgjorda kemiska elementet 1937. Han fick ett betydande namn - technetium - det första elementet som produceras med tekniska, konstgjorda medel. Så här syntetiserades teknetium. Molybdenplattan utsattes för intensivt bombardement av kärnor av den tunga isotopen av väte - deuterium, som accelererades till en enorm hastighet i cyklotronen.

De tunga vätekärnorna, som fick mycket hög energi, trängde in i molybdenkärnorna. Efter bestrålning i en cyklotron löstes molybdenplattan i syra. En obetydlig mängd av ett nytt radioaktivt ämne isolerades från lösningen med samma reaktioner som är nödvändiga för analytisk bestämning av mangan (analog av grundämne nr 43). Detta var det nya grundämnet, teknetium. Dess kemiska egenskaper studerades snart i detalj. De motsvarar exakt positionen för elementet i Mendeleev-tabellen.

Nu har teknetium blivit ganska överkomligt: ​​det bildas i ganska stora mängder i kärnreaktorer. Teknetium har studerats väl och används redan i praktiken. Med hjälp av teknetium undersöks processen för metallkorrosion.

Metoden med vilken det 61:a elementet skapades är mycket lik metoden med vilken teknetium erhålls. Element # 61 måste vara ett sällsynt jordartsmetall: Cell 61 är mellan neodym (# 60) och samarium (# 62). Det nya grundämnet erhölls först 1938 i en cyklotron genom att bombardera neodym med deuteriumkärnor. Det 61:a grundämnet isolerades kemiskt först 1945 från de fragmenteringselement som bildades i en kärnreaktor till följd av uranklyvning.

Grundämnet fick det symboliska namnet promethium. Detta namn gavs till honom av en anledning. En forntida grekisk myt berättar att titanen Prometheus stal eld från himlen och gav den till människor. För detta straffades han av gudarna: han var kedjad vid en klippa, och en enorm örn plågade honom dagligen. Namnet "promethium" symboliserar inte bara den dramatiska vägen för bortförandet av kärnklyvningsenergi från naturen av vetenskapen och behärskning av denna energi, utan varnar också människor för en fruktansvärd militär fara.

Prometium erhålls nu i betydande mängder: det används i atombatterier - likströmskällor som kan fungera utan avbrott i flera år.

På liknande sätt syntetiserades det tyngsta halogen-ekajodelementet nr 85. Det erhölls först genom att bombardera vismut (nr 83) med heliumkärnor (nr 2) accelererade till höga energier i en cyklotron.

Heliumkärnorna, det andra grundämnet i det periodiska systemet, har två laddningar. Därför, för syntesen av det 85:e elementet, togs vismut - det 83: e elementet. Det nya elementet heter astatom (instabil). Det är radioaktivt och försvinner snabbt. Dess kemiska egenskaper visade sig också exakt motsvara den periodiska lagen. Det ser ut som jod.

Transuraniska element.

Kemister lägger ner mycket arbete på sitt sökande efter grundämnen som är tyngre än uran i naturen. Mer än en gång i vetenskapliga tidskrifter har det varit triumferande tillkännagivanden om den "pålitliga" upptäckten av ett nytt "tungt" grundämne med en atommassa som är större än uranets. Till exempel har element nr 93 "upptäckts" i naturen många gånger, det fick namnen "bohemer", "sequans". Men dessa "upptäckter" visade sig vara resultatet av misstag. De kännetecknar svårigheten med exakt analytisk bestämning av obetydliga spår av ett nytt okänt element med outforskade egenskaper.

Resultatet av dessa sökningar var negativt, eftersom det praktiskt taget inte finns några element på jorden som motsvarar de celler i det periodiska systemet, som borde vara placerade bakom den 92:a cellen.

De första försöken att på konstgjord väg få nya grundämnen tyngre än uran är förknippade med ett av de anmärkningsvärda misstagen i vetenskapens utvecklingshistoria. Det märktes att under påverkan av neutronflödet blir många grundämnen radioaktiva och börjar sända ut β-strålar. Atomkärnan, som har förlorat sin negativa laddning, skiftar i det periodiska systemet en cell till höger, och dess serienummer blir en till - elementen omvandlas. Så under påverkan av neutroner bildas vanligtvis tyngre grundämnen.

De försökte också agera på uran med neutroner. Forskare hoppades att uran, precis som andra grundämnen, skulle ha β-aktivitet och, som ett resultat av β-sönderfall, skulle ett nytt grundämne med en siffra högre efter ett dyka upp. Han kommer att ockupera den 93:e cellen i Mendeleev-systemet. Det föreslogs att detta element skulle likna: rhenium, därför hette det tidigare ekarenium.

De första experimenten verkade omedelbart bekräfta detta antagande. Ännu mer fann man att inte ett nytt element dyker upp utan flera. Fem nya grundämnen tyngre än uran har rapporterats. Förutom ekarenia "upptäcktes" ekaosmia, ekairidium, ekaplatin och ekazoloto. Och alla upptäckter visade sig vara ett misstag. Men det var ett underbart misstag. Det ledde vetenskapen till fysikens största prestation i mänsklighetens hela historia - till upptäckten av uranklyvning och behärskning av atomkärnans energi.

Inga transuraniska element har faktiskt hittats. I de märkliga nya elementen försökte man förgäves hitta de påstådda egenskaperna som element från ekarenia och ecazolot skulle ha haft. Och plötsligt, bland dessa grundämnen, upptäcktes oväntat radioaktivt barium och lantan. Inte transuran, men de vanligaste, men radioaktiva isotoper av element, vars platser är i mitten av Mendeleevs periodiska system.

En liten tid gick, och detta oväntade och mycket märkliga resultat förstods korrekt.

Varför från atomkärnorna av uran, som står i slutet av det periodiska systemet för element, under inverkan av neutroner, bildas kärnor av element, vars platser är i dess mitt? Till exempel, när neutroner verkar på uran, visas element som motsvarar följande celler i det periodiska systemet:

Många grundämnen har hittats i den otroligt komplexa blandningen av radioaktiva isotoper som produceras i neutronbestrålat uran. Även om de visade sig vara gamla grundämnen, bekanta för kemister under lång tid, var de samtidigt nya ämnen, först skapade av människan.

I naturen finns det inga radioaktiva isotoper av brom, krypton, strontium och många andra av de trettiofyra grundämnena - från zink till gadolinium, som härrör från bestrålningen av uran.

Det händer ofta inom vetenskapen: det mest mystiska och svåraste visar sig vara enkelt och tydligt när det lösts och förstås. När en neutron träffar en urankärna delar den sig, delas i två fragment - till två atomkärnor med mindre massa. Dessa fragment kan vara av olika storlek, varför så många olika radioaktiva isotoper av vanliga kemiska grundämnen bildas.

En atomkärna av uran (92) sönderfaller till atomkärnor av brom (35) och lantan (57), fragmenten under klyvningen av en annan kan visa sig vara atomkärnor av krypton (36) och barium (56). Summan av atomnumren för de resulterande fragmenteringselementen kommer att vara lika med 92.

Detta var början på en kedja av stora upptäckter. Snart upptäcktes det att under inverkan av en neutron uppstår inte bara fragment - kärnor med lägre massa från kärnan i en atom av uran-235, utan också två eller tre neutroner emitteras. Var och en av dem, i sin tur, kan återigen orsaka klyvning av urankärnan. Och med varje sådan uppdelning frigörs mycket energi. Detta var början på människans behärskning av intraatomär energi.

Bland det enorma utbud av produkter som härrörde från bestrålningen av urankärnor med neutroner upptäcktes senare det första sanna transuranelementet nr 93, som hade förblivit obemärkt under lång tid. Det uppstod när neutroner verkade på uran-238. När det gäller kemiska egenskaper visade det sig vara mycket likt uran och liknade inte alls: rhenium, vilket man förväntade sig under de första försöken att syntetisera grundämnen som är tyngre än uran. Därför kunde de inte omedelbart hitta den.

Första konstgjorda element utanför " naturligt system kemiska element ", fick namnet Neptunus efter planeten Neptunus. Dess skapelse utökade gränserna för oss, bestämt av naturen själv. På samma sätt utökade den förutspådda upptäckten av planeten Neptunus gränserna för vår kunskap om solsystemet.

Snart syntetiserades också det 94:e elementet. Den fick sitt namn efter den sista planeten. Solsystem.

Den fick namnet plutonium. I Mendeleevs periodiska system följer det neptunium i ordning, på liknande sätt " sista planeten Solsystemet Pluto, vars bana ligger bortom Neptunus bana. Element nr 94 uppstår från neptunium under dess β-sönderfall.

Plutonium är det enda transuraniska grundämnet som nu produceras i kärnreaktorer i mycket stora mängder. Liksom uran-235 kan den klyvas av neutroner och används som bränsle i kärnreaktorer.

Grundämnena 95 och 96 heter americium och curium. De tas också emot nu i atomreaktorer. Båda grundämnena är mycket radioaktiva - de sänder ut α-strålar. Radioaktiviteten hos dessa grundämnen är så stor att koncentrerade lösningar av deras salter värms upp, kokar och lyser mycket starkt i mörker.

Alla transuraniska grundämnen - från neptunium till americium och curium - erhölls i ganska stora mängder. I sin rena form är det metaller med silverfärgad färg, alla är radioaktiva och liknar varandra i sina kemiska egenskaper något, men på vissa sätt skiljer de sig markant.

Det 97:e grundämnet, berkelium, isolerades också i sin rena form. För att göra detta var det nödvändigt att placera ett rent plutoniumpreparat inuti en kärnreaktor, där det var under inflytande av ett kraftigt flöde av neutroner i sex hela år. Under denna tid ackumulerades flera mikrogram av grundämnet nr 97. Plutonium extraherades från en kärnreaktor, löstes i syra, och det mest långlivade berkelium-249 isolerades från blandningen. Det är mycket radioaktivt - det sönderfaller på hälften på ett år. Hittills har endast några mikrogram berkelium erhållits. Men denna mängd räckte för forskare att noggrant studera dess kemiska egenskaper.

Element 98 är mycket intressant - kalifornium, det sjätte efter uran. Californium skapades först genom att bombardera ett curiummål med alfapartiklar.

Historien om syntesen av följande två transuraniska element är fascinerande: 99:e och 100:e. De hittades först i molnen och i "leran". För att studera vad som bildas vid termonukleära explosioner flög planet genom det explosiva molnet och prover av sediment samlades på pappersfilter. I detta sediment hittades spår av två nya grundämnen. För att få mer exakta uppgifter samlades en stor mängd "lera" in på platsen för explosionen - jord och sten som förändrats av explosionen. Denna "smuts" bearbetades i laboratoriet, och två nya element isolerades från den. De fick namnet Einsteinium och Fermi, för att hedra forskarna A. Einstein och E. Fermi, till vilka mänskligheten i första hand står i tacksamhetsskuld till upptäckten av sätt att bemästra atomenergi. Einstein tillhör lagen om ekvivalens mellan massa och energi, och Fermi byggde den första atomreaktorn. Nu erhålls einsteinium och fermium i laboratorier.

Element av det andra hundra.

För inte så länge sedan kunde knappast någon tro att symbolen för det hundrade elementet skulle ingå i det periodiska systemet.

Artificiell syntes av grundämnen gjorde sitt jobb: för en kort tid stängde fermi listan över kända kemiska grundämnen. Forskarnas tankar riktades nu i fjärran, till elementen i det andra hundra.

Men på vägen fanns en barriär, som inte var lätt att ta sig över.

Hittills har fysiker syntetiserat nya transuraniska element på i princip två sätt. Eller så sköt de mot mål från transuraniska element, redan syntetiserade av a-partiklar och deuteroner. Antingen bombarderade de uran eller plutonium med kraftfulla neutronflöden. Som ett resultat bildades mycket neutronrika isotoper av dessa grundämnen, som efter flera på varandra följande β-sönderfall omvandlades till isotoper av nya transuraner.

Men i mitten av 1950-talet var båda dessa möjligheter uttömda. I kärnreaktioner var det möjligt att få fram viktlösa mängder einsteinium och fermium, och därför var det omöjligt att göra mål från dem. Neutronsyntesmetoden tillät inte heller en att avancera ytterligare fermium, eftersom isotoper av detta element genomgick spontan fission med en mycket högre sannolikhet än β-sönderfall. Det är tydligt att det under sådana förhållanden inte var meningsfullt att tala om syntesen av ett nytt element.

Därför tog fysiker nästa steg först när de lyckades ackumulera den minsta mängd element nr 99 som krävs för målet. Detta hände 1955.

En av de mest anmärkningsvärda prestationerna som vetenskapen kan vara stolt över är skapandet av det 101:a elementet.

Detta element fick namnet på den stora skaparen av det periodiska systemet av kemiska element Dmitry Ivanovich Mendeleev.

Mendelevium erhölls enligt följande. En bit av den tunnaste guldfolien belades med en osynlig beläggning av cirka en miljard Einsteiniumatomer. Mycket hög energi alfapartiklar, stansning guldfolie med baksidan, vid kollision med Einsteiniumatomer kan de ingå i en kärnreaktion. Som ett resultat bildades atomer av det 101:a elementet. Med en sådan kollision flög Mendelevium-atomerna ut från ytan av guldfolien och samlades på en annan, belägen i närheten, det tunnaste guldbladet. På detta geniala sätt var det möjligt att isolera det 101:a grundämnets atomer i ren form från en komplex blandning av Einsteinium och dess sönderfallsprodukter. Den osynliga plattan tvättades bort med syra och utsattes för radiokemisk forskning.

Det var verkligen ett mirakel. Det ursprungliga materialet för skapandet av det 101:a elementet i varje enskilt experiment var ungefär en miljard Einsteiniumatomer. Detta är väldigt obetydligt mindre än en miljarddels milligram, och för att få in einsteinium Mer var omöjligt. Det beräknades på förhand att av en miljard Einsteiniumatomer under många timmars bombardement med α-partiklar, kan bara en enda Einsteiniumatom reagera och därför kan endast en atom av ett nytt grundämne bildas. Det var nödvändigt att inte bara kunna upptäcka det, utan också att göra det på ett sådant sätt att man från en atom enbart ta reda på grundämnets kemiska natur.

Och det var gjort. Framgången med experimentet överträffade beräkningar och förväntningar. I ett experiment var det möjligt att lägga märke till inte en, utan till och med två atomer av ett nytt grundämne. Totalt erhölls sjutton Mendelevium-atomer i den första serien av experiment. Detta visade sig vara tillräckligt för att fastställa både faktumet av bildandet av ett nytt element och dess plats i det periodiska systemet och för att bestämma dess grundläggande kemiska och radioaktiva egenskaper. Det visade sig vara ett α-aktivt grundämne med en halveringstid på cirka en halvtimme.

Mendelevium, det första elementet i det andra hundra, visade sig vara en slags milstolpe i syntesen av transuraniska element. Fram till nu är det den sista av de som syntetiserats med de gamla metoderna - bestrålning med α-partiklar. Nu har mer kraftfulla projektiler kommit in på scenen - accelererade flerladdade joner av olika element. Definition kemisk natur Mendelevium med antalet atomer lade grunden för en helt ny vetenskaplig disciplin - enstaka atomers fysikaliska kemi.

Symbolen för element nr 102 Nej står inom parentes i det periodiska systemet. Och inom dessa parentes finns den långa och komplexa historien om detta element.

Syntesen av Nobelium rapporterades 1957 av en internationell grupp fysiker som arbetade vid Nobelinstitutet (Stockholm). För första gången användes tunga accelererade joner för att syntetisera ett nytt grundämne. De var 13 C-joner, vars flöde riktades mot curiummålet. Forskarna drog slutsatsen att de hade lyckats syntetisera isotopen av element 102. Den fick sitt namn efter grundaren av Nobelinstitutet, uppfinnaren av dynamit, Alfred Nobel.

Ett år gick och stockholmsfysikernas experiment reproducerades nästan samtidigt i Sovjetunionen och USA. Och en fantastisk sak kom fram: resultaten från sovjetiska och amerikanska vetenskapsmän hade ingenting att göra vare sig med Nobelinstitutets arbete eller sinsemellan. Ingen och ingen annanstans har kunnat upprepa de försök som gjorts i Sverige. Denna situation gav upphov till ett ganska sorgligt skämt: "Det finns bara ett nej kvar av Nobelium" (Nej - översatt från engelska betyder "nej"). Symbolen som hastigt placerades på Mendeleev-bordet återspeglade inte den faktiska upptäckten av elementet.

Den tillförlitliga syntesen av element nr 102 gjordes av en grupp fysiker från Laboratory of Nuclear Reactions vid Joint Institute for Nuclear Research. Åren 1962-1967. Sovjetiska forskare syntetiserade flera isotoper av element nr 102 och studerade dess egenskaper. Bekräftelse av denna information erhölls i USA. Men symbolen Nej, som inte har rätt att göra det, finns fortfarande i den 102:a cellen i tabellen.

Lawrence, element nummer 103 med symbolen Lw, uppkallat efter cyklotronens uppfinnare, E. Lawrence, syntetiserades 1961 i USA. Men detta är inte mindre en förtjänst för sovjetiska fysiker. De fick flera nya isotoper av Lawrence och studerade egenskaperna hos detta element för första gången. Lawrence föddes också genom användningen av tunga joner. Ett kaliforniummål bestrålades med borjoner (eller ett americiummål med syrejoner).

Element nr 104 erhölls först av sovjetiska fysiker 1964. Bombarderingen av plutonium med neonjoner ledde till dess syntes. Det 104:e elementet hette Kurchatovia (Ki-symbol) för att hedra den enastående sovjetiska fysikern Igor Vasilyevich Kurchatov.

De 105:e och 106:e elementen syntetiserades också för första gången av sovjetiska vetenskapsmän - 1970 och 1974. Den första av dessa, produkten av bombardementet av americium med neonjoner, fick namnet nielsborium (Ns) för att hedra Niels Bohr. Ett annat syntetiserades enligt följande: ett blymål bombarderades med kromjoner. Synteserna av de 105:e och 106:e elementen utfördes också i USA.

Du kommer att lära dig om detta i nästa kapitel, och vi avslutar detta med en kort berättelse om

hur egenskaperna hos grundämnena i andrahundratalet studeras.

Försöksledarna står inför en fantastiskt svår uppgift.

Här är dess initiala villkor: några få antal (tiotals, i bästa fall hundratals) atomer av ett nytt grundämne anges, och atomer med mycket kortlivade (halveringstider mäts i sekunder, eller till och med bråkdelar av en sekund). Det krävs att bevisa att dessa atomer är atomer av ett riktigt nytt grundämne (det vill säga att bestämma värdet på Z, såväl som värdet på masstalet A för att veta vilken isotop av det nya transuranet vi talar om ), och för att studera dess viktigaste kemiska egenskaper.

Atomräkning, obetydlig livslängd ...

Snabbhet och högsta uppfinningsrikedom kommer till hjälp för vetenskapsmän. Men en modern forskare - specialist på syntes av nya grundämnen - måste inte bara kunna "sko en loppa". Han måste vara flytande i teori.

Låt oss följa de grundläggande stegen genom vilka identifieringen av ett nytt element görs.

Det viktigaste visitkort först och främst används radioaktiva egenskaper - detta kan vara utsläpp av α-partiklar eller spontan fission. Varje α-aktiv kärna kännetecknas av specifika värden på α-partikelenergin. Denna omständighet gör det möjligt att antingen identifiera de kända kärnorna eller dra slutsatsen att nya har upptäckts. Till exempel, genom att studera egenskaperna hos alfapartiklar, kunde forskare få tillförlitliga bevis för syntesen av de 102:a och 103:e elementen.

Kraftiga fissionskärnor är mycket lättare att upptäcka än alfapartiklar på grund av fragmentens mycket högre energi. För deras registrering används register gjorda av glas av en speciell typ. Fragmenten lämnar knappt märkbara spår på plattornas yta. Plattorna behandlas sedan kemiskt (etsas) och undersöks noggrant i mikroskop. Glaset löses i fluorvätesyra.

Om en glasskiva, eldad av fragment, placeras i en lösning av fluorvätesyra, på platser där fragmenten har fallit, kommer glaset att lösas upp snabbare och hål bildas där. Deras dimensioner är hundratals gånger större än det ursprungliga spåret som lämnats av splittern. Brunnarna kan observeras med ett mikroskop med låg förstoring. Andra radioaktiva utsläpp orsakar mindre skada på glasytan och är inte synliga efter etsning.

Här är vad författarna till syntesen av Kurchatovia berättar om hur processen för att identifiera det nya elementet pågick: "Ett experiment pågår. Fyrtio timmar av kontinuerlig bombardering av neonkärnor vid ett plutoniummål. Under fyrtio timmar bär tejpen syntetiskt material. kärnor till glasplattorna. Till sist stängs cyklotronen av. Glasplattorna har förts över till laboratoriet för bearbetning. Vi ser fram emot resultatet. Det går flera timmar. Under mikroskopet hittades sex spår. Från deras position, halveringstiden beräknades, den visade sig ligga i tidsintervallet från 0,1 till 0,5 s.

Och här är hur samma forskare talar om bedömningen av den kemiska naturen hos Kurchatov och Nielsborium. "Schemat för att studera de kemiska egenskaperna hos element nr 104 är som följer. Rekylatomer lämnar målet i en ström av kväve, bromsar in i det och klorerar sedan. Föreningar av det 104:e elementet med klor penetrerar lätt genom ett speciellt filter, men alla aktinider passerar inte. Om 104:an skulle tillhöra aktinoidserien så skulle den ha fördröjts av filtret. Studier har dock visat att element 104 är en kemisk analog till hafnium. Detta är det viktigaste steget mot fyllning det periodiska systemet med nya grundämnen.

Sedan, i Dubna, studerades det 105:e grundämnets kemiska egenskaper. Det visade sig att dess klorider adsorberas på ytan av röret längs vilken de rör sig från målet vid en temperatur som är lägre än hafniumklorider, men högre än niobklorider. Endast atomer av ett grundämne nära tantal i kemiska egenskaper kunde bete sig på detta sätt. Titta på det periodiska systemet: den kemiska analogen av tantal är grundämne nummer 105! Därför har experiment på adsorption på ytan av atomer av det 105: e elementet bekräftat att dess egenskaper sammanfaller med de som förutsägs på basis av det periodiska systemet."