Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
В качестве дисперсной арматуры для бетонных матриц могут использоваться непрерывные стеклонити, получаемые из жгута, а также нарезаемые из него короткие отрезки волокон, длина которых устанавливается в основном в зависимости от технологических требований.Обычно длина отрезков составляет 20-40мм. Для армирования могут использоваться также срезы стекловолокна, стеклохолсты, вуали, нетканые стеклосетки и другие подобные им переработанные стекломатериалы (рис1.7). Рис. 1.7. Стекловолокнистые материалы, используемые в качестве арматуры
а _ стекложгут; б — нетканые стеклосетки; в — стеклохолст; г — стеклосрезы; д — рубленое волокно
Представляют определенный интерес изложенные в работе [10] данные, которые рассматривают стекловолокнистые армирующие структуры, создаваемые в объеме формуемого изделия до введения в этот объем материала матрицы (в отличие от технологии введения стекловолоконной арматуры в мартицу). В их числе выделяются сложные иерархические стрктуры армирования для элементов, имеющих сложное конструктивное решение и воспринимающих в процессе эксплуатации сложные виды загружения. В частности, разработаны комбинации, состоящие из стохастической сетки, совмещенной с регулярной структурой из направленных нитей (двухуровневое армирование). Возможны более сложные комбинации, состоящие из нескольких слоев с двухуровневой структурой, рассматриваются также модификации стеклофибровой арматуры в виде плоскопараллельных систем стохастических армирующих стержней или в виде однослойного или многослойного ковра, представляющего систему армирования из "пушистых нитей". Как видно, технологические и конструкционные возможности, которые появляются при армировании бетонных матриц искусственными высокопрочными волокнами, сущетвенно более широкие в сравнении с методами традиционной технологии и принципами армирования, используемыми в железобетоне, армоцементе, асбестоцементе.
Технические показатели щелочестойких стекловолокон и изделий из них отечественного производства (НПО "Стекло").
Щелочестойкое стекловолокно получают из расплава стекла цирконийсодержа-Щего состава. Волокна выпускают для получения из них рассыпающихся нитей, ро-вингов, нетканных сеток. Диаметр элементарных волокон (моноволокон) 10-15мкм. Марка волокон СЦ-6. Марка ровинга РЦР (ровинг цементостойкий рассыпающийся).
2 — 111чл Марка сеток НПСС-ТН-300 (нетканная перекресная стеклянная сетка, склеенная термопластичными нитями). Волокно получают двухстадийным способом в стекловаренной печи, питаемой стеклянными шириками. Технологические операции включают подачу стеклянных шариков в стеклоплавильный сосуд, их плавление, формование волокон, нанесение на них замасливателя, соединение волокон в нить, намотку волокон на бобину. Температура выработки волокон - 1240°С. Волокна и изделия из них имеют достаточно высокую исходную прочность на разрыв (табл.1.7) и рекомендуются для армирования матриц на основе бетона.
Таблица 1.7
Технические показатели щелочестойких стекловолокон и изделий из них
Стекловолокно Ровинг Сетка
Плот- Прочно- Модуль Линейная Разрыв- Поверх- Нагрузка
ность, сть при упруго- плотность ная ностная при разрыве
разрыве, сти, (масса 1км нагруз- плотно- полоски
ровинга ка не сть, 500x100мм в
в г), менее, продольном
направлении
не менее
г/см3 МПа МПа текс. Н(кгс) г/м2 Н(кгс)
2,6 2000 75000 2600±200 600(60) 300 1760(180)
Исследования свойств стекловолокон
Конструкционные качества стекол обусловливаются в значительной мере их структурным строением. Структурное строение стекол определяет во многом их поведение при механических воздействиях, меру химической устойчивости к активным средам, диэлектрические, оптические и другие свойства. Современные физические концепции представляют стекло как твердое тело в виде переохлажденной жидкости с фиксированной микронеоднородной структурой [8, 34]. В процессе формирования подобных структур при охлаждении в расплаве стекла возникает система, состоящая из микроструктурных образований, строение которых в центральной части аналогично недеформированной кристаллической решетке, но при удалении от центра к периферии эти образования деформируются и соответствующие участки периферийной области приобретают аморфное строение. Химические представления основываются на том, что структура стекла, как и структура кристаллического тела, представляет собой непрерывную сетку, в узлах которой расположены атомы, атомные группы или ионы. Пространственная сетка может состоять из достаточно длинных кремнекисло-родных цепочек, лент и даже колец. Вместе с тем, в отличие от правильной кристаллической сетки структурная сетка стекла является неправильной и принцип ее построения иной, чем кристаллической сетки.
Тонкие нити из стекла обладают более высокой прочностью по сравнению с прочностью массивных образцов. Такая зависимость прочности от масштабного фактора у стекол проявляется в значительно большей мере, чем у многих других конструкционных материалов, в том числе и у стальной арматуры. Например, прочность при растяжении образцов массивного стекла колеблется в пределах 50—ЮОМПа, а прочность стеклянных волокон диаметром Юмкм изменяется от 1500 до 2500МПа, т. е. при прочих равных условиях намного выше прочности образцов массивного стекла.
