Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
б) получение базальтоволокнистых материалов с применением в качестве матрицы цементных вяжущих (раствора, бетона) с использованием грубых волокон диаметром до 10Омкм и более.
При этом для композиций на основе "базальтовые волокна — полимерные связующие" уже в настоящее время можно выделить области применения, в которых строители могут добиться успеха. Это, например, трубопроводы различного назначения, базальтопластиковая арматура, кровельные и гидроизоляционные покрытия, опалубочные изделия. Здесь лишь необходимо произвести определенный объем НИОКР и разработать нормативную базу.
Особое место занимают вопросы применения грубых базальтовых волокон для армирования бетонных матриц. Здесь можно вспомнить, что еще в самом начале тонкие базальтовые волокна были получены в качестве замены стеклянных волокон в предположении, что они (волокна из базальта) будут обладать более высоким уровнем щелочеустойчивости по сравнению со стандартными стеклянными волокнами. К сожалению, эти надежды в полной мере не оправдались.
Тем не менее, интерес к базальтовым волокнам сохранялся, их исследования продолжались. В конечном счете было установлено, что удовлетворительные результаты могут быть получены при использовании грубых базальтовых волокон диаметром порядка ЮОмкм, которые способны выполнять функции армирующих компонентов в бетонных матрицах на основе портландцементов и сохранять свои свойства в течение достаточно длительного времени. Нельзя не заметить, что даже тонкие базальтовые волокна в более нейтральных (в химическом отношении) композициях на основе глиноземистого цемента и гипса также сохраняют сравнительно высокий уровень прочности в образцах [26]. Важное значение в данном случае имеет водородный показатель (рН) среды твердения вяжущих веществ, в большой мере определяющий их химическую активность по отношению ко всем видам минеральных волокон. Очевидно также, что если для тонких волокон значительную роль играет кинетическая область, т.е. химическая реакция на их развитой поверхности, то для грубых волокон лимитирующими являются диффузионные процессы и соответственно при этом возрастают возможности более длительной работы таких волокон в бетонных матрицах.
В результате проведенных исследований [26] были установлены рациональные области применения рассматриваемых волокон в конструкциях зданий промышленного назначения.
Эти работы получили дальнейшее развитие. ЦНИИПромзданий совместно с лабораторией базальтовых волокон Института материаловедения АН Украины, НПО "Стеклопластик" при взаимодействии с Управлением строительства норильского горно-металлургического комбината (НГМК) проведена комплексная работа [25], целью которой являлось изучение возможности получения базальтовых волокон из горных пород, залегающих в районе Норильска, выявление рациональных областей применения этих волокон для строительных и промышленных объектов НГМК с последующим освоением производства изделий многофункционального назначения на основе подобных волокон. Предпосылкой для проведения работы являлось освоенное ранее в Норильске производство минваты, используемой для теплоизоляции строительных конструкций. Исходное сырье для производства минваты — горные породы-габбродолериты, залегающие в районе Норильска. Поэтому были основания считать, что указанные горные породы могут оказаться эффективным сырьем для получения различных видов волокон, в том числе непрерывных диаметром 6-1 Омкм и грубых коротких волокон диаметром до 10Омкм и более.
Работы по организации производства базальтовых волокон в различных районах нашей страны в силу указанных выше причин можно отнести, как уже отмечалось, к перспективному направлению. Что касается вопросов организации производства базальтовых волокон на базе НГМК, то здесь необходимо было учитывать особенности северного региона, связанные прежде всего с тем, что транспортные расходы по доставке различных видов продукции из центральных районов России в этот регион превышают, как правило, стоимость самой продукции, включая стоимость значительных объемов материалов на основе стеклянных волокон, потребителем которых является НГМК. В этой ситуации проблема получения базальтового волокна из горных пород, залегающих непосредственно в районе Норильска, приобретала особую актуальность.
Лабораторные и опытно-промышленные исследования проводились с участием кандидатов техн. наук Д.Д.Джигириса и М.Ф.Маховой (ЛБВ), ст. научн. сотрудника В.Н.Зуевой (НПО "Стеклопластик"). Были отобраны пробы горных пород из трех различных месторождений Норильска и прилегающих к нему районов: Норильск-1, карьер рудника "Медвежий ручей" (габбродолериты, долериты, базальт); Талнах, месторождение "Озеро Лесное", карьер "Скальный" (долериты, базальт); Кайеркан, угольный разрез №2 (базальты).
Лабораторные исследования проб горных пород показали, что из базальта месторождения Норильск-1 и долерита месторождения "Озеро Лесное" непрерывные и грубые волокна формуются в достаточно широком температурном интервале и имеют высокое качество: непрерывные волокна по прочности не уступают стандартным промышленным волокнам, а грубые прочнее в 1,4 раза. Базальт Кайерканского месторождения также отличается хорошим качеством и может быть рекомендован для получения непрерывных кислотостойких волокон. Наиболее предпочтительным, благодаря более высокой однородности, для получения рассматриваемых волокон является долерит.
