Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Соответствущие преобразования можно произвести, исходя из уравнения (1.4,6), при этом получим:
2 г-\2 2 VRrric г2 = R —--(1.7)
P v '
Для волокна, полностью прореагировавшего с CaO (при г =0), уравнение (1.4,6) примет вид:
pnl0Rl = Ymcu2nR0l0, (1.8)
где I0 и R0 — соответственно длина рассматриваемого волокна для единицы его массы и исходный радиус волокна; тси — предельное количество CaO, поглощенное единицей поверхности волокна в момент времени Tu.
С учетом (1.8) для вычисления у получено следующее выражежение:
PR0
г = <1-9> Подстановкой (1.9) в (1.7) найдено r2 = R2 - 2Rm° . ^0 или после сокраще-
P 2 Шеи
г2 =R2-Rmc-3-. (1.10)
Шеи
В уравнении (1.10) исследуемый коэффициент ~у = RQ/mCu • Соответственно можно записать г2 = R2 -Rmc •у
или г = ^R(R-mcy). (1.11)
2
Отсюда следует ^ = 1 - . (1.12)
Если экспериментально установлено значение коэффициента у и известно количество тс, поглощенное волокном любого і - го диаметра в какой-либо период времени т., то уравнение (1.11) позволяет вычислить величину рабочего радиуса г исследуемого волокна в этот момент времени, глубину поражения (коррозии) этого волокна и соответственно уровень снижения его прочности, соответствующий выражению: 1 - I2ZR2.
На рис. 1.17,а приведены вычисленные по формуле (1.11) кривые, характеризующие изменение глубины поражения - коррозии (t = R- г) волокон разных диаметров для алюмоборосиликатного состава при воздействии на них насыщенного раствора Ca(OH) При определении необходимых для расчета параметров т и вычисления
^ С
значений коэффициента убыли проанализированы и использованы описанные ранее результаты экспериментальных исследований, посвященных изучению устойчивости волокон разных диаметров и разного химического состава к воздействиям среды гидратирующихся цементов.5 7
Время, месяцы
10 30 50 70 90 Диаметр волокон, мкм
110
Рис.1.17. Влияние щелочной среды на состояние стеклянных волокон алюмоборосиликатного
состава:
а - глубина поражения волокон в зависимости от изменения их диаметров и времени воздействия щелочной
среды; б - изменения относитильных значений прочности волокон; 1-8 — волокна диаметром 120; 100; 75; 50; 30; 20; 10 и 8мкм соответственно; 9-12 — время воздействия
щелочной среды 3; 6; 8 и 12мес соответственно
На рис.1.17,6 представлены полученные в результате расчета кривые для рассматриваемых волокон алюмоборосиликатного состава, характеризующие изменение относительных уровней снижения их прочности (Nf^JNf0) при воздействии щелочной среды в зависимости от диаметров волокон и времени воздействия этой среды.
Хотя, как видно из рис.1.17,б, относительный уровень снижения прочности у волокон большого диаметра ниже при прочих равных условиях, но абсолютные значения прочности этих волокон также ниже по сравнению с более тонкими волокнами. На рис.1.18 приведены кривые, иллюстрирующие полученные расчетом изменения абсолютных значений снижения прочности рассматриваемых волокон при воздействии той же щелочной среды в пределах I года.
Как видно, при изучении данных процессов особое значение имеют два аспекта проблемы: очевидная связь между устойчивостью волокон и их химическим составом (фактор, определяющий условия химической совместимости компонентов и,
1000 900
800
л
І 700
х
§
g600 о
§500
X T
%400
300 200
100
\
I л \
I I \ \ \
I I \ \
\ 1
<1 4
10 20 30 70
Диаметр, мкм
90 1
Рис. 1.18 Прогнозируемые уровни снижения прочности во времени для стеклянных волокон алюмоборосиликатного состава при изменении их диаметров:
1-3 — воздействие щелочной среды соответственно 3; 8 и 12мес; 4 — линия смещения пиков прочности
Осоответственно, границы стабильного существования композции) и зависимость рассматриваемых процессов от изменения диаметров используемых волокон (геометрический фактор, проявляющийся через отношение поверхности, вступающей в реакцию, к объему образца-волокна).
Очевидно также, что наиболее активно реагируют стандартные волокна алюмо-боросиликатного состава, поэтому они являются хорошей моделью для анализа исследуемых процессов. На рис. 1.19,а приведены кривые, характеризующие количество Ca(OH)2 (в пересчете на CaO), поглощаемое с течением времени 1 г алюмоборо-силикаткых волокон разных диаметров.
Диаметр волокон, мкм
Диаметр волокон, мкм
Рис. 1.19. Характер взаимодействия алюмоборосиликатных волокон разных диаметров с насыщенным раствором Ca(OH)2:
а — поглощение CaO во времени единицей массы волокна; б — то же, единицей поверхности
1-5 — время, соответственно 12, 8, 6, 4 и 3 мес.
Из данных рис. 1.19,а следует, чем меньше диаметр волокон, соответственно, чем больше их удельная поверхность, тем активнее взаимодействие с щелочным раствором. Интенсивность поглощения CaO алюмоборосиликатными волокнами диаметром 8мкм через 8мес после начала испытаний в насыщенном растворе Ca(OH)2 была практически исчерпана; при этом прочность волокон (сопротивление разрыву) снизилась до нулевого уровня. Вполне очевидно, что сечение волокон в этой ситуации подверглось полной коррозии. Те же процессы при испытаниях волокон большего диаметра развиваются медленнее, и общее количество CaO, поглощаемое за тот же период, ниже.