Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Ц-26 диаметром 55мкм; 9 - волокно Щ-15Ж диаметром бОмкм; 10 - волокно 24а джиаметром 20мкм; 11 - волокно 81 г диаметром 20мкм; 12 - волокно 71-СТЦ диаметром 20мкм; 13 - волокно 31а
диаметром 20мкм
1 2345678 9 10 11 12 Время, мес
M
* Iі
С целью изучения процессов, протекающих в поверхностном слое волокон в насыщенном растворе Ca(OH)2, а также в цементных суспензиях и непосредственно в цементном камне, были проведены микроскопические исследования [20]. Исследования выполнялись с помощью оптического микроскопа МИН-8. Наблюдения показали, что взаимодействия в контактной зоне между волокнами и агрессивной средой определяются в значительной мере как химической природой стекла, из которого изготовлены волокна, так и степенью агрессивности самой среды (рис.1.13).
Поверхность бесщелочных волокон в насыщенном растворе Ca(OH)2 в портланд-цементных и шлакопортландцементных суспензиях (В/Ц=2) с течением времени покрывается слоем новообразований в виде мелкокристаллической "рубашки" с неравномерной по длине волокна толщиной. Участки коррозии на поверхности волокон хорошо наблюдаются через месяц после их пребывания в агрессивной среде. К этому времени поверхность волокон во многих местах значительно изъязвлена. К трем месяцам на значительной части поверхности появляются новообразования в виде сферолитов, срастающихся на отдельных участках в сплошную массу. Хорошо просматриваются также новообразования в виде игольчатых кристаллов. В насыщенном растворе Ca(OH)2 слой новообразований, как правило, прерывен, последние распологаются на поверхности волокон в виде чередующихся скоплений. В цементных суспензиях слой новообразований представляет собой сплошную и достаточно плотную оболочку, через которую поверхность волокон практически не просматривается. На поверхности волокон в портландцементом камне образуется кайма субмикрокристаллических новообразований, наблюдается растворение поверхностного слоя и утонение волокон. Диаметры волокон алюмоборосиликатного состава после шестимесячного их пребывания в портландцементном камне уменьшались в ряде случаев почти в 3 раза (от 6,7-8 до 2,5—Змкм), волокна становятся более хрупкими. Влияние щелочной среды на достаточно толстые волокна (диаметром 10Омкм и выше) менее ощутимо, однако и в этом случае волокна подвергаются коррозии. Характерным является то, что разрушение тонких волокон начинается, как правило, с конгруэнтного растворения их поверхности, при этом слой новообразований достаточно легко снимается по длине волокна. На поверхности толстых волокон каймы растворения практически не наблюдается, но имеется большое количество продуктов гидратации, волокно становится непрозрачным. Исследования показали, Рис.1.13. Микрофитографии волокон (х200-400)
а, б, в — алюмоборосиликатные соответственно диаметром 120мкм в насыщенном растворе Ca(OH)2 — 1мес; диаметром 8мкм в портландцементной суспензии — бмес; то же, в портландцементном камне — 1год; г — то же, в гипсоглино-земистом цементе — бмес; д, е, ж, з, и — цирконийсиликат-ные соотвественно 31а диаметром 20мкм; 71-СТЦ диаметром 20мкм, 23-РЦ диаметром 17мкм, Щ-15Ж диаметром бОмкм в насыщенном растворе Ca(OH)2 — 1 год; Щ-15Ж диаметром бОмкм в портландцементом камне — 1год.
что на поверхности волокон алюмоборосиликатного состава в цементном камне на глиноземистом или гипсоглиноземистом цементе каких-либо продуктов коррозии не наблюдается, волокна в этом случае оставались чистыми и сохраняли прозрачность.
Цирконийсиликатные волокна в меньшей степени взаимодействуют с жидкой фазой гидратирующихся портландцементов. Однако и в этом случае поведение волокон неодинаково. На поверхности волокон ЩС-1, ЩС-2 и 23-РЦ возникает кайма новообразований в виде скоплений из сильно поляризующих сростков игольчатых кристалликов, наблюдаются вполне заметные признаки коррозии. На поверхности волокон Ц-22 и Ц-26 появляется пленка толщиной примерно 2 мкм, состоящая из точечных новообразований, под пленкой волокно чистое и прозрачное. Пленка легко снимается с волокон (процесс, по-видимому, только в начальной стадии). Аналогичное состояние имели остальные виды рассматриваемых волокон цирконийсиликат-ного состава, за исключением 71-СТЦ, Щ-15Ж, 24а и 31 а. Поверхность этих волокон после пребывания в насыщенном растворе Ca(OH)2 в течение года оставалась в основном чистой, гладкой и прозрачной. Примерно такие же результаты были получены при содержании данных волокон в портландцементном камне. В этом случае на поверхности волокон имелись лишь отдельные и весьма небольшие участки новообразований. Наименее благоприятным для стеклоцементных образцов, как показали наблюдения, является при прочих равных условиях их пребывание при повышенной влажности воздуха и в воде.
Для выяснения фазового состава новообразований, возникающих на поверхно- сти стекла и стекловолокон после их взаимодействия с насыщенным раствором Ca(OH)2, были выполнены рентгенографические исследования (рис.1.14) [20]. Исследования показали, что основными продуктами взаимодействия исследуемых стекол с раствором Ca(OH)2 являются высокоосновные гидросиликаты кальция C2SH2, характеризующиеся дифракционными линиями с межплоскостными расстояниями ?/=(3,03; 1,81 и 1,82)Ю"10м. Интенсивность линий как для стекол (стеклопорошков), так и для волокон с невысоким уровнем щелочеустойчивости выражена при прочих равных условиях наиболее значительно. Процессы взаимодействия на поверхности стекол (стеклопорошков) с большой удельной поверхностью по сравнению с волокнами протекают соответственно наиболее интенсивно. Разрушение стекол сопровождается в ряде случаев образованием на их поверхности гидроалюминатов кальция типа C4AH13,с/=(7,86 и 2,88)10"10м. На рентгенограммах волокон 24а, 31а, 71-СТЦ и Щ-15Ж (рис.1.14,б) после пребывания их в растворе Ca (ОН) 2 в течение года продуктов взаимодействия (в отличие от стеклопорошков) не обнаружено, что указывает на сравнительно высокую коррозионную стойкость этих волокон.
