Raimondirus.ru

RAiMONDI
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сравнительная оценка прочностных характеристик современных композитных материалов

Сравнительная оценка прочностных характеристик современных композитных материалов

Фаращук Н.Ф ., проректор по научной работе СГМА, проф., доктор химических наук
Цепов Л.М ., член-корреспондент РАЕН, профессор, доктор медицинских наук
Кириллов С.К ., профессор, доктор биологических наук
Николаев А.И ., доцент, кандидат медицинских наук
Адамов П.Г ., доцент, кандидат технических наук
Смоленская государственная медицинская академия

В настоящее время в терапевтической стоматологии применяется большое количество различных пломбировочных материалов.

На платном приеме широко используются универсальные микрогибридные композиты, компомеры и стеклоиономерные цементы. В последнее время появились новые группы композитных материалов – конденсируемые для жевательных зубов, микронаполненные – для эстетической реставрации фронтальных зубов и жидкотекучие композиты.

Однако в бюджетных лечебных учреждениях в силу экономических причин по-прежнему широко используется силико-фосфатный цемент «Силидонт», применяются композиты химического отверждения и недорогие светоотверждаемые композиты, например «Призмафил» (СтомаДент), «Alpha-Dent» (Alpha-Dent) и другие.

Обычно выбор пломбировочного материала производится эмпирически, исходя из финансовых возможностей пациента и личных предпочтений врача. При этом физико-механические свойства материалов, как правило, не учитываются. Отсюда – довольно большой процент неудач даже при пломбировании новыми дорогостоящими композитами. На рисунке 1 представлено нарушение краевого прилегания пломб и появление краевых дефектов.

Мы объясняем это явление несоответствием физико-механических характеристик пломбировочного материала тем условиям, в которых находится пломба в полости рта. Например, материал для пломбирования кариозной полости I класса по Black в первую очередь должен иметь высокую прочность на сжатие и создавать минимальное напряжение на границе «пломба-зуб» в процессе полимеризации (т.к. полости I класса имеют высокое значение С-фактора). Материал для пломбирования кариозных полостей II класса по Black должен обладать высокой прочностью на излом и надежно обеспечивать герметизм на границе «пломба-зуб» в области придесневой стенки. Материал для пломбирования кариозных полостей IV класса, в которых пломба испытывает значительные разнонаправленные нагрузки, кроме приемлемых эстетических характеристик, должен обладать высокой прочностью на диаметральное растяжение, на излом и на скручивание.

Наиболее частым осложнением в клинике терапевтической стоматологии является разрушение композитных пломб в кариозных полостях I и II классов в молярах под действием жевательных нагрузок (рис 2). Одна из причин этого – недостаточная механическая прочность некоторых современных универсальных композитов, в которых прочностные характеристики зачастую приносятся в жертву эстетическим свойствам. Ведь, как известно, чем меньше размер частиц наполнителя, тем лучше эстетичность материала, но тем ниже его прочность. И напротив: если увеличивать размер частиц наполнителя, увеличивается прочность материала, но ухудшаются его эстетические свойства (рис. 3).

В связи с этим актуальным вопросом для практической стоматологии является сравнение прочностных характеристик современных композитных пломбировочных материалов, применяемых для пломбирования жевательных зубов.

Целью настоящего исследования явилось лабораторное изучение прочности на излом современных светоотверждаемых композитных материалов, применяемых в клинике терапевтической стоматологии для пломбирования жевательных зубов.

Материал и методы исследования

Исследование проводилось в лаборатории стоматологического материаловедения Смоленской государственной медицинской академии (руководитель лаборатории – профессор Н.Ф. Фаращук).

  • Valux Plus (3M ESPE);
  • Filtek Z250 (3M ESPE);
  • Charisma (Heraeus/Kulzer);
  • Herculite XRV (Kerr);
  • Spectrum TPH (Dentsply);
  • Призмафил (СтомаДент);
  • Filtek Р 60 (3M ESPE).
Читайте так же:
Наназашвили древесно цементные композиции

Исследование проводилось в соответствии с ГОСТ Р 51202-98.

Образцы материалов изготавливались при помощи специальной формы, изображенной на рисунке 4. Она позволяет получать образцы пломбировочного материала в виде брусков длиной 25 миллиметров и сечением 2 на 2 миллиметра. Материалы помещались в прорезь формы и отверждались светом полимеризационной лампы «Degulux» в течение времени, рекомендованного фирмой-производителем. После отверждения образцы выдерживались в дистиллированной воде в термостате при температуре 37°С в течение 24-х часов.

Затем производилось определение прочностных характеристик материалов.

Для этого применяли устройство, которое представляет собой две линейных опоры для образца. Расстояние между ними – 20 миллиметров. На середину образца действует постоянно увеличивающаяся нагрузка (рис. 5). В процессе исследования сначала происходит обратимая эластическая деформация материала. После достижения предела эластичности начинается необратимая пластическая деформация, а затем образец ломается. Сила, необходимая для перелома образца, называется пределом прочности материала на излом (рис. 6).

Результаты и их обсуждение

Как показали наши исследования, прочностные характеристики протестированных материалов отличаются довольно значительно. В среднем,образцы, изготовленные из композитов (толщиной со спичку!), выдерживают нагрузку 3-5 килограммов (рис. 7).

Обращает на себя внимание тот факт, что прочность материала «Призмафил» (рис. 8) отечественного производства не уступает, а зачастую и превосходит прочность некоторых современных импортных композитов. Полученные в ходе исследования результаты и наш собственный клинический опыт позволяют рекомендовать «Призмафил» для более широкого клинического применения, особенно при пломбировании кариозных полостей в жевательных зубах.

В то же время следует помнить о том, что адгезивная система «Призмафила» обеспечивает надежную связь материала только с протравленной эмалью и стеклоиономерным цементом; адгезией к поверхности дентина она не обладает. Поэтому, при пломбировании «Призмафилом» следует применять либо бондинг-технику (рис.9), либо технику открытого (рис 10) или закрытого сэндвича (рис. 11) в сочетании со стеклоиономерным (стеклополиалкенатным) цементом, например «Дентисом», «Кемфилом Супериор» или «БейзЛайном» (рис. 12, 13, 14).

Цемент зуба: строение и функции. Общая характеристика и интересные факты

Цемент зуба: строение и функции

Цементом называют специфическую минерализированную костную ткань, которая небольшим слоем кроет корень и соединяется с эмалью вблизи шейки зуба. Является аналогом грубоволокнистой костной ткани, но не включает сосуды. Трофика осуществляется путем диффузии из периодонта и дентина. Не подвергается постоянной перестройке, чем также отличается от костной.

Наибольшая масса цемента у верхушки корня и наименьшая у шейки.

В течение жизни ткань продолжает откладываться на поверхности корня зуба, а потому значительно увеличивается ее масса. Это свойство позволяет при помощи измерения толщины ткани определять возраст человека, что актуально для разного рода исследований — судебно-медицинских, археологических и других.

В сравнении с костью метаболизм цемента менее высок, что связано с отсутствием кровеносных сосудов. Благодаря этому возможно использование ортодонтических конструкций с целью смещения зубов без значительной резорбции корня зуба.

Распространенное заболевание, связанное с цементом — гиперцементоз. Травма или хроническое воспаление в области корня зуба может спровоцировать локальный, диффузный или генерализованный гиперцементоз.

Строение, типы цемента

Цемент представлен клетками и межклеточным веществом. Клетки — цементоциты, цементокласты и цементобласты.

Читайте так же:
Как очистить емкость от цементного раствора

Гистологически выделяют 2 типа цемента: бесклеточный и клеточный.

Бесклеточный цемент, или как его называют — первичный, клеток не содержит — лишь обызвествленное межклеточное вещество. Толщина его — 23-40 мкм. Покрывает шейку зуба.

Вторичный цемент (или клеточный) кроет небольшим слоем корень, располагаясь ниже шейки зуба. Цементоциты, отростчатые клетки, в большом количестве содержатся в межкорневых отделах и в области верхушечной части корня. Также выделяют цеметобласты, которые расположены на поверхности цемента. Цементоциты же локализуются в толще цемента зуба. Вторичный цемент локализуется на бесклеточном либо на дентине.

В сравнении с первичным вторичный образуется гораздо быстрее. Цементоцитами характеризуются множеством ветвящихся отростков и наличием большого ядра. Погибая, они оставляют лакуны в более глубоких слоях. Ближе к периферии цементобласты схожи с цементобластами и более «активны». Последние способствуют отложению цемента.

Межклеточное вещество представлено коллагеновыми волокнами,
которые с учетом местоположения разделяют на несколько видов:

прорастающие в дентин;

выходящие в периодонт;

локализованные в пределах цемента, внутренние;

прорастающие в надкостницу альвеол.

Также межклеточное вещество представлено минерализованными гликозамингликанами и матриксом. Межклеточные волокна образуются собственными клетками (то есть клетками цемента) и идут параллельно корню. Под прямым углом к зубу проходят волокна периодонтальной связки, которые также входят в состав альвеолярной кости.

Функции цемента

Как было отмечено выше, цементобласты — функциональные клетки, и именно благодаря им откладываются последующие слои цемента. Откладываются слои ткани на протяжении всей жизни человека, и за всю жизнь увеличение толщины происходит в 2-3 раза. Отложение цемента необходимо для поддержания нормальной длины зуба в процессе естественного стирания, и происходит «выталкивание» зуба. Эту компенсационную функцию, которая необходима для сохранения нормальных размеров клинической коронки при помощи наслоения тканей, называют пассивным прорезыванием зуба. В ряде случаев наслоение может усиливаться на верхушке корней зубов при утрате «противолежащего» зуба на противоположной зубной дуге.

Цемент зуба необходим для крепления к шейке зуба и корню периферических волокон периодонта.

Итак, функции:

Обеспечение крепления волокон периодонта к зубу. Цемент является значимой составляющей поддерживающего аппарата зуба.

Защита дентина от неблагоприятных факторов.

Участвует в восстановительных процессах при образовании резорбционных лакун.

Компенсирует длину зуба при естественном изнашивании эмали, «выталкивая» зуб.

Особо важное клиническое значение имеет соединение цемента и эмали. Цементно-эмалевая граница.

обнаженный дентин — у пожилых людей;

захождение цемента на эмаль.

Если, например, наличие полости между цементом и эмалью является причиной гиперчувствительности в области шейки зуба. Также причиной может послужить покрытие дентина небольшим слоем цемента. Боль возникает при высокой или низкой температуре употребляемой пищи, при прикосновении стоматологическими инструментами. Цемент — защита дентина.

Своевременное профилактическое посещение стоматологического кабинета поможет предупредить развитие серьезных заболеваний.

Как и из чего делают цемент: состав цемента, маркировка смесей и сфера их применения

Самым распространенным скрепляющим материалом в строительстве является цемент, который изготавливается на основе магнезиальных или карбонатно-силикатных горных пород. Последняя разновидность занимает более 90% рынка и называется портландцементом. Процесс производства включает несколько этапов, ассортимент выпускаемых минеральных вяжущих материалов широкий, узнать по маркировке область применения порошка будет полезно каждому строителю.

Читайте так же:
Облицовка стен цементным камнем

материалы для заливки пола

Из чего делают цемент — основное сырье

Исходными материалами для производства служат твердые полезные ископаемые, вблизи которых и располагают цементные заводы.

  • мел — мягкая горная порода белого цвета, состоит из карбоната кальция с примесью магния, оксидов металлов и зерен кварца;
  • мергель — естественная смесь из 50-75% кальцитовых производных с 25-50% силикатных глинистых образований, хорошо подходит для производства цементного клинкера;
  • ракушечник — это известняк из раковин морских животных, его метаморфизованная давлением при высокой температуре разновидность называется мрамором;
  • доломит — помимо кальциевого карбоната СаСО3, имеет в составе магниевую составляющую: MgCO3.

Глинистые породы, привносящие в клинкер силикаты, это лесс, суглинки и глинистые сланцы. Для удешевления производства и придания цементу особых свойств в технологии используют легирующие добавки — глинозем, железо, кремний, отходы металлургических заводов.

Что такое цементный клинкер

По химическому составу прокаленный щебень каждого из производителей может отличаться, приводится усредненный расклад в процентах:

  • СаО — 67;
  • SiO2 — 22;
  • Al2O3 — 5;
  • Fe2O3 — 3.

Щебень из печи — не единственный компонент в производстве портландцемента. Для замедления времени схватывания конечного продукта размол гранул до тонкодисперсного порошка производится с добавлением в клинкер до 6% сульфата кальция CaSO3, содержащегося в гипсе или гипсовом камне.

Измельчение ингредиентов осуществляется шаровыми мельницами с перекачиванием готового продукта в многотонные силосы пневматическим транспортом.

Основные характеристики продукта

Показатели плотности цемента: насыпная — 900-1100 кг/м³, с уплотнением — 1400-1700. Значения истинного удельного веса достигают 3 т/м³. Существует несколько технических характеристик, по которым судят о качестве вяжущего порошка:

  1. Тонина помола — определяет активность цемента: чем меньше частички, тем большую поверхность в один слой они покрывают. Контрольные замеры выполняют рассеиванием на сите с ячейкой 80 мкм.
  2. Водопотребность — количество влаги, необходимой для гидратации цемента и придания тесту пластичности. Излишняя вода в растворе приводит к образованию пор и трещин, снижению прочности.
  3. Морозостойкость — способность изделий на основе цементного порошка выдерживать многократные заморозки и оттаивания без разрушения. Необходимого показателя добиваются специальными добавками при замешивании раствора.
  4. Время схватывания — в зависимости от густоты замеса находится в диапазоне 0,7-10 часов. Показатель зависит и от количества гипса, добавляемого в клинкер при размоле.
  5. Прочность определяется по разрушению образца, изготовленного из цемента от каждой партии выпущенного раствора. Возраст кубиков устанавливается стандартом — 28 дней.

На все отгружаемые цементным заводом объемы заполняют паспорта качества, в которые вносят перечисленные характеристики. Потребители самостоятельно проводят входной контроль, чтобы подтвердить добросовестность поставщика.

Что такое марка цемента

После добавления воды масса перемешивается и остается твердеть на 28 дней. Заливается одновременно 6-10 металлоформ.

Из них произвольно отбирается 6 образцов и раздавливается под прессом. Среднее арифметическое давление рассчитывается по 4 кубикам, разрушившимся под наибольшей нагрузкой. Значения, измеренные в кг/см², укажут на марку цемента по ГОСТ 10178-85. Отображение напряжения в метрической системе единиц выполняется по ГОСТ 31108-2003 в МПа. Здесь распределение осуществляется по классу прочности цемента.

Получается, что для оценки прочностной характеристики одновременно пользуются старой и новой классификациями. Цифровой ряд марок: М200, М300, М400, М500, М600. Соответствующие значения класса твердости: В15; В22,5; В32,5; В42,5; В52,5.

Маркировка цемента

Маркировка цемента

Приведенные обозначения прочностных показателей портландцемента — это только небольшая часть зашифрованной в полной маркировке информации о свойствах изготовленного цемента.

Читайте так же:
Затирка цементом расход цемента

В условиях одновременного использования стандартов с прежними обозначениями и от 2003 г. многие коды несут идентичные сведения.

Производители цементов стараются донести информацию о качестве и свойствах продукции, применяя термины обоих стандартов.

Что обозначает маркировка цемента по виду добавок

Помимо основных компонентов, в состав вяжущего минерального вещества вводятся присадки, позволяющие применять цемент в бетонах специального назначения. Информация об особых свойствах закладывается в маркировку продукции. Буквами шифруются порошок и добавки:

  • ПЦ — портландцемент без улучшающих присадок;
  • ШПЦ — при размоле клинкера добавлен шлак в количестве ≥20%, продукт называется шлакопортландцементом;
  • ППЦ — пуццолановый цемент, используется при бетонировании в обводненных условиях (пуццоланы — это продукты деятельности вулканов: пепел, туфы, пемза);
  • СПЦ, ССПЦ, ССШПЦ — сульфатостойкие вяжущие, противокоррозионные;
  • Б — быстротвердеющий порошок;
  • БЦ — белый цемент; клинкер для его производства изготавливают из каолина и светлых сортов известняка;
  • Г — быстросхватывающийся глиноземистый порошок, сырьевыми составляющими для обжига являются карбонатные породы и бокситы;
  • ГФ — гидрофобный цемент для бетонных изделий в воде;
  • ПЛ — пластифицированный, обеспечивает удобство укладки раствора даже при низких температурах;
  • ВРЦ — влагонепроницаемый расширяющийся цемент, твердеет в любой среде.

В маркировке ГОСТ 10178-85 количество добавок обозначается буквой и числом процентов: Д0, Д5, Д20. В конце шифра указывается стандарт, по которому изготовлен продукт. Пример: ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85 — портландцемент прочностью 400 кг/см² с добавками в количестве 20%, быстротвердеющий, пластифицированный.

Расшифровка маркировки цемента по новым нормативам

У каждого объединения есть признаки, указывающие на особенности изготовления:

  • I — портландцемент бездобавочный, состоит на 95-100% из цементного клинкера;
  • II — эта группа подразделяется на подклассы А с добавками 6-20% и В — 21-35%. Здесь же находятся пуццолановые цементы, содержащие <20% пуццолана, и композитные, в которых присадки суммарно не превышают того же значения;
  • III — шлакопортландцемент при содержании шлаков 36-65%;
  • IV — пуццолановый цемент с добавкой 21-35%;
  • V — композиционный порошок, включающий в состав 11-30% шлака и в тех же пределах пуццолан.

У каждой из присадок в обозначении своя буква: И — известняк, З — зола уноса, МК — микрокремнезем, К — композитная добавка, Г — глиеж, Ш — шлак, П — пуццолан. После следует цифра класса прочности, за ней буквы: Н — нормальное время твердения, Б — быстрое схватывание. Пример: шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н ГОСТ 31108-2003. Расшифровывается так: прочность цемента 32,5 МПа, он нормально-твердеющий, содержит 36-65% шлака.

Марки цемента и их применение

Действия по обустройству в зависимости от твердости вяжущего порошка:

  • М200 — цемент предназначен для штукатурных работ, изготовления бетона М100;
  • М300 — соответствует монолиту М200, применяется для бетонирования подстилающих поверхностей под фундаменты, заливки оснований под малоэтажные строения;
  • М400 — строительство железобетонных сооружений прочностью М300, дорожных покрытий, тротуарной плитки, бордюрных камней, опорных конструкций;
  • М500 — все виды наружных бетонных работ, изготовление аэродромных плит и гидротехнических сооружений из монолита М400.
Читайте так же:
Вреден цемент для рук

Составы растворов могут различаться и задаются под условия возводимого объекта. Рецептура смесей определяется проектом.

Плиты ЦСП и другие композитные материалы на основе цемента

ЦСП плита (цементно-стружечная плита)Одним из главных строительно-отделочных материалов нашего времени по праву могут считаться различные композитные плиты. Сегодня их можно встретить практически на любом строительном объекте. Например, та же ЦСП плита (цементно-стружечная плита) является великолепным решением для обустройства чернового пола под любой вид декоративного покрытия. В отличие от того же ДСП и фанеры, такой материал прекрасно взаимодействует со всеми видами клеевых составов, в том числе содержащих в себе влагу.

Добиться столь уникальных эксплуатационных свойств удалось благодаря сочетанию весьма неожиданных компонентов. Так, хорошо зарекомендовавший себя в промышленности ацэид 400 (ацэид плита) производится по технологии, предусматривающей армирование цементного состава волокнами хризолита. Все это подарило конечному продукту устойчивость перед воздействием высоких температур и электрического тока.

Особенности и роль цемента в ацэид плитах и других материалах

Цемент является довольно распространенным вариантом основы для многих продуктов строительного производства. Его уникальные свойства великолепным образом сочетаются с доступной ценой. Благодаря этому те же асбестоцементные листы стали любимым товаром не только у профессиональных строителей, но и у тех, кто столкнулся со стройкой или ремонтом впервые.

Где именно могут применяться композитные плиты на основе цемента:

  • Наружная или внутренняя отделка всех типов зданий;
  • Кровля и перекрытия этажей;
  • Инженерные конструкции;
  • Ограды, перегородки, малые архитектурные формы;
  • Решение задач промышленности и сельского хозяйства.

Основными поставщиками соответствующих изделий выступают самые разные компании. В каком-то случае это могут быть сами производители, хотя чаще их продукция реализуется посредством магазинов разнообразных представителей. Первенство лидеров в этом случае принадлежит интернет-площадкам.

Добавлено: 17.09.2018 20:45:58

Еще статьи в рубрике Статьи про современные строительные материалы, применяемые при строительстве:

Советы по выбору бетонной смеси для разных целей

  • Советы по выбору бетонной смеси для разных целей

Прочность любого здания зависит от правильности закладки основания. При строительстве частного дома, цеха или промышленного комплекса фактором, который определяет его эксплуатационные .

Бетон – это материал без которого не обойдется ни одна строительная работа. .

Круг нержавеющий (СПб и регион — оптовые поставки) из высоколегированной стали в ассортименте всех востребованных типоразмеров — с доставкой и гарантией .

ППУ изоляция используется при строительстве водопроводов и теплотрасс. Она защищает опоры трубопроводов и сами трубы от температурных перепадов, повышая экономию энергоресурсов. .

Малярный скотч предназначен в основном для разграничения цветов при окрашивании поверхности. Тем не менее, он применяется во многих сферах для решения .

Сертификат, подтверждающий группу пожарной опасности кровельного покрытия ROCKROOF КП0. Показатель влияет на значения максимально допустимых площадей различных кровельных конструкций без устройства .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector