Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Исследования в области создания приемлемых для армирования бетона волокон органичекого происхождения продолжаются в настоящее время. Значительных результатов в этом направлении достигла японская компания "Kurary Co., LTD". Ею разработаны модификации полипропиленовых волокон-фибр с высокими параметрами прочности и модуля упругости под фирменным названием "Куралон К-11"(ТМ) (табл.1.13), которые рекомендуются в качестве армирующих компонентов для цементных композитов (табл.1.14).
Известно, что производство фибр из полипропилена организовано также в настоящее время на московском нефтеперерабатывающем заводе [2]. Важное значение в данном случае преобретают вопросы, касающиеся контроля качества этих Таблица 1.12
Технические характеристики волокон шинного корда_
Разрыв- Удли- Проч- Модуль Плот-
Число эле- ная наг- нение, ность Юнга ность
Волокно ментарных рузка, на рас-
волокон в тяже-
нити ние,
H % M Па M Па г/см3
Полиамидное 140 130 24 720 1900 0,9
Вискозное 800-1000 165 14 660 5600 1,2
сверхпрочное
Таблица 1.13 Технические характеристики волокон "Куралон" (Япония)
Матрица Цемент Бетон Раствор
Марка волокна А-8 RMH RF4000 RF1500 REC15 RECS100L RF350
Длина (мм) 4,6 4,6 30 30 — — 12
Диаметр (мкм) 14 14 660 400 40 100 200
Прочность при растяжении, МПа 1500 1900 800 900 1600 1100 900
Модуль Юнга, МПа 36000 41000 29000 29000 40000 25000 29000
Таблица 1.14
Пример состава фибробетона с применением волокон "Куралон" (Япония)
Цемент, кг/м3 Песок, кг/м3 Зола, кг/м3 Суперпластификатор В одо понижающая добавка Вода, л/м3 Содержание фибр по объему, %
700 500 300 Определяют в лаборатории Определяют в лаборатории 345 2
волокон в условиях их промышленного производства, а также характеристик строительных композитов с применением этих волокон.
Комплексом ценных, а по ряду показателей уникальных механических и физико-химических свойств обладают органические волокна на основе ароматических полиамидов (арамидов), а также получаемые из химических волокон: вискозных, полиак-рилонитрильных (ПАН) волокон или из нефтянных и камнеугольных пеков углеродные волокна [9]. В процессе окисления и высокотемпературной обработки (карбонизации и графитизации) химических волокон в вакууме или в инертной среде (азоте, гелии, аргоне) осуществляется переход от органического состояния к формированию структуры углеродного волокна. Нефтяные и камнеугольные пеки являются более Доступными и дешевыми исходными материалами для получения волокон. Волокна при этом формуются из расплава, пропуская его через фильеры, после чего отформованное волокно вытягивают до уровня 100000-500000%. В данном случае достигается высокая ориентация макромолекул в структурном строении волокна. Процессы
карбонизации и графитизации пековых волокон осуществляют аналогично ПАН-во-локнам. Модуль упругости углеродных волокон выше чем у стали, а прочность соизмерима с прочностью стеклянных волокон. При этом углеродные волокна обладают высокой устойчивостью к воздействиям кислот, щелочей, а также к другим химически активным средам. В Японии получен опыт по использованию углеродных волокон для > армирования бетона в реальных конструкциях сооружений.
Вместе с тем, как отмечалось выше, широкое применение углеродных волокон для дисперсного армирования бетонных матриц может быть возможным лишь в будущем при условии существенного снижения стоимости этих волокон. Наибольшую перспективу в данном направлении имеют технологии, основанные на применении для этих целей в качестве исходного сырья нефтяных и камнеугольных пеков.
Литература
1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий. M., 1984.—672с.
2. Волков И.В., Газин Э.М. Фибровая арматура для бетонов // Труды 1-й Всеросий-ской конференции по проблемам бетона и железобетона. — M., 2001. — С.1171-1179.
3. Данилова С.Г., Мелихова Е.А. Методика определения химической устойчивости комплексных стеклонитей для армирования изделий на гидравлическом вяжущем // Исследование химически устойчивых стекол, волокон и материалов на их основе — Труды ГИС. — M., 1985. — С.14-20.
4. Дулеба М.Т. Синтез и исследование стекол, устойчивых в среде твердеющего портландцемента // Автореф. дисс. на соискание канд. техн. наук. Киев: КПИ.
— 1973.—20с.
5. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушения. — M., 1982. — 196с.
6. Зак А.Ф. Физико-химические свойства стеклянных волокон. — M., 1962. — 297с.
7. Иоффе А.Ф. Физика кристаллов. — Л., 1929. — 278с.
8. Кобеко П.П. Аморфные вещества.— M., — Л., 1952. — 128с.
9. Композиционные материалы. Справочник. — M., 1990. — 510с.
10. Краснов М.А. Технологический прорыв и государственные интересы России // Жизнь и безопастность. — 2000.— № 3-4. — С.464-474.
11. Курбатов Л.Г., Рабинович Ф.Н. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами // Бетон и железобетон — 1980.— № 3. — С.6-7.
12. Махова М.Ф. Базальтоволокнистые материалы // Обзор ВНИИЭСМ.
