Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Температурные условия в момент формирования структуры цементного камня имеют важное значение и для стеклоармированных композиций на его основе как при испытаниях на сжатие, так и при испытаниях на растяжение. На рис.1.4 приведены данные испытаний на растяжение шести серий образцов на основе глиноземистого цемента, направленно армированных стеклянными (алюмоборосиликатными) волокнами, которые в течение первых 3 сут выдерживались в термостате при различных температурах (от 0 до 30°С с интервалом 6°С) и влажности воздуха 95 ± 5%. Затем все серии образцов хранились в лабораторных условиях при температуре 20 ± 5°С и естественных изменениях влажности окружающей среды. Прочность образцов, выдержанных первые 3 сут при 18°С, была принята за 100%. Данные об изменениях прочности остальных серий образцов приведены на рис. 1.4,а. На рис. 1.4,6 приведены данные тех же испытаний, но за 100% приняты значения прочности всех шести серий образцов в возрасте 3 сут. Как видно, температурные условии влияют на показатели начальной прочности образцов при их растяжении (см. рис1.4,а). Диапазон в различиях прочности образцов в последующие сроки их хранения в нормальных условиях сохраняется и составляет примерно 30—35% (см. рис1.4,б). Хотя прочность на растяжение стеклоармированных композиций определяется в основном сопротивлением армирующих волокон, влияние цементного камня оказывается достаточно заметным, главным образом в обеспечении монолитности работы системы в целом, а также в перераспределении усилий и создании условий, обеспечивающих совместность работы волокон в армированном материале.
Таким образом, для оценки прочности конструкционных материалов на основе глиноземистого цемента необходимо учитывать условия их изготовления и последующей эксплуатации. В нормальных условиях отсутствует опасность существенных снижений прочности бетона, и его несущая способность в процессе эксплуатации может быть достаточно высокой. При условии длительного воздействия повышен-S- 120 Г
s
X ш
і
CL С
О
о
X 3-
О
CL С
ш *
2
Q-XZ
О
о
JT
о
о. с:
Рис.1.4 Влияние температуры и времени на прочность при растяжении стеклоармированных образцов на основе глиноземистого
цемента
1...6 — твердение образцов в первые 3 сут, соответственно при 0; 6; 12; 18; 24; 30°С
12
ВРЕМЯ, MEC
ных температур (что проектировщикам должно быть заранее известно) прочностные параметры этого бетона должны определяться не в нормальных условиях, а в соответствии с той активностью вяжущего, которая и является действительной при повышенных температурах. В данном случае необходим дифференцированный подход как к вопросам оценки несущей способности материала, так и к определению рациональной области его применения и эксплуатации.
Гипсовые вяжущие. Стальная арматура в гипсовых изделиях подвергается интенсивной коррозии. Это связано главным образом с нейтральностью среды твердения гипсового камня (рН = 6,5—8). Вместе с тем, среда гидратации гипсовых вяжущих оказывается практически инертной ко всем видам минеральных волокон. Поэтому они являются эффективным армирующим материалом для гипсовых изделий.
Для дисперсно армированных конструкций целесообразно использовать строительный и высокопрочный (технический) виды гипса. Для производства гипса в нашей стране имеются неисчерпаемые запасы сырья (природный гипсовый камень). Изделия на основе гипса быстро приобретают высокую прочность, обладают высокой огнестойкостью, малой теплопроводностью. Циклы изготовления конструкций с применением гипса имеют, как правило, небольшую продолжительность, что обеспечивает высокую производительность технологического процесса.
Процесс твердения полуводного гипса описывается реакцией его гидратации CaSO4 • 0,5Н20 + 1,5Н20 = CaSO4 • 2Н2 О + Q.
Для регулирования сроков схватывания гипсового теста (в том числе и в стеклоармированных композициях) используются добавки-замедлители, включая различные клеи, буру и другие подобные им вещества. В связи с недостаточной водостойкостью изделий на основе гипса их применение рекомендуется в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 75%.
В прошлые годы значительные объемы гипса использовались для производтва штукатурных растворов. Повышение индустриальности строительных конструкций, улучшение качества их поверхности существенно сократило объемы штукатурных растворов, привело к необходимости расширения номенклатуры и производства сборных гипсовых конструкций, в связи с чем появилась необходимость в решении новых задач, связанных с изысканиями эффективных материалов для армированияэтих конструкций. Исследования показывают, что для армирования указанных конструкций могут использоваться практически любые виды стандартных нещелочестой-ких стеклянных волокон массового производства. В данном случае важное значение приобретают работы, направленные на повышение водостойкости стеклоармированных гипсовых конструкций, что позволит значительно расширить область их применения.
Определенный интерес представляет применение в дисперсно-армированных конструкциях бетонов на основе гипсоцементнопуццолановых вяжущих, которые включают 50—80% гипсового вяжущего, 15-20% портландцемента и 10—25% гидравлических добавок. Важно, что гипсоцементнопуццолановые вяжущие (ГЦПВ) в отличие от обычного гипса обладают более высоким уровнем водостойкости. ЦНИИПромзданий совместно с МИСИ им. В.В. Куйбышева (ныне МГСУ) были проведены специальные исследования по определению оптимальных составов ГЦПВ для стеклоармированных композиций. Наиболее предпочтительными оказались составы 75:10:15 и 80:16:4 (гипс:пуццолановый портландцемент.трепел), при этом значения рН среды твердения не превышали 10—11. Испытания показали, что водопоглоще-ние у образцов на основе ГЦПВ меньше, чем у образцов из гипса. Прочность на сжатие стеклоармированных композиций на основе ГЦПВ при твердении их во влажных и водных условиях повышалась с течением времени, а прочность аналогичных образцов из гипса заметно снижалась. Прочность при растяжении в подобных композициях определяется в основном сопротивлением армирующих волокон, причем стабильность прочности во времени тем выше, чем ниже при прочих равных условиях значения рН среды твердения вяжущего.