Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Работы, относящиеся к исследованиям стеклоармированных композиций на основе цементных вяжущих, получили свое отражение в трудах К.Л.Бирюковича, П.П.Будникова, М.Т.Дулебы, М.А.Краснова, Т.Г.Маркаряна, Р.М.Мхикяна, А.А.Пащенко, В.М.Рудого, В.П.Сербина. Большая заслуга в исследованиях сталефибробетонных конструкций принадлежит Г.И.Бердичевскому, И.В.Волкову, Ф.А.Гофштейну,К.М.Королеву, О.В.Коротышевскому, Л.Г.Курбатову, И.А.Лобанову, В.П.Романову, К.В.Таланто-вой, Г.К.Хайдукову, Г.А.Шикунову, В.В.Шугаеву, Ф.Ц.Янкеловичу.
Значительный вклад в организацию и развитие научно-исследовательских и опытно-промышленных работ в области дисперсно армированных бетонов внесли Б.А.Крылов, Л.Г.Курбатов, К.В.Михайлов, Д.Л.Орлов, Г.К.Хайдуков. В настоящую книгу включены результаты исследований, выполненных автором в ЦНИИПромзданий Госстроя СССР начиная с 1964г и с 1994г в ОАО "ЦНИИПромзданий". Работы выполнялись в сотрудничестве с рядом научно-исследовательских и учебных институтов (НИИЖБ, ЛенЗНИИЭП, Ростовский Водоканалпроект, ЛатНИИС-троительства, Карагандинский Промстройпроект, ВНИИСтроммаш, НИИЦемент, Киевский Политехнический институт, МИСИ (МГСУ) им. В.В.Куйбышева, МХТИ (МГХТУ) им. Д.И.Менделеева).
Целью работы над книгой являлось обобщение и систематизация результатов исследований, относящихся к теоретическим и практическим аспектам применении дисперсно армированных бетонов в строительстве. Книга содержит данные об особенностях и свойствах исходных материалов, используемых для получения дисперсно армированных бетонов, в том числе сведения о минеральных вяжущих и армирующих волокнах, об их взаимодействии в композиции. Представлялось целесообразным осветить общие закономерности дисперсного армирования бетонов, рассмотреть причины, приводящие к существенному изменению свойств композиции в зависимости от структуры ее армирования, вида используемых материалов и технологических методов совмещения бетонной смеси с армирующими волокнами. Освещаются данные, относящиеся к технологии изготовления дисперсно армированных конструкций, вопросы их проектирования, опыт применения и результаты экономических сопоставлений.
Автор с благодарностью примет все замечания и пожелания как по форме представленного материала, так и по его содержанию. I. ИСХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ВОПРОСЫ
ТЕОРИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ГЛАВА 1
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫХ БЕТОНОВ
1.1. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ
Свойства минеральных вяжущих веществ подробно исследованы и описаны в технической литературе [1, 27, 35]. Менее изучены вопросы влияния минеральных вяжущих на свойства дисперсно-армированных композиций и, в первую очередь, на их способность оказывать сопротивление во времени силовым и другим видам воздействий. Характер такого влияния зависит в значительной мере от вида вяжущих и армирующих волокон, используемых для получения композиционных материалов. Особое значение при этом имеют химические и физико-механические взаимодействия в контактной зоне между бетонной матрицей и волокнами.
Большое внимание в настоящее время уделяется композиции "бетон — минеральное волокно". Существуют две точки зрения в оценке взаимодействий, протекающих в этой композиции. Одна из них основывается на том, что физико-механические свойства данной композиции и прежде всего характеристики ее длительной прочности зависят главным образом от развития в процессе гидратации вяжущих кристаллизационного давления, обусловливаемого эпитаксическим ростом кристаллогидратов на поверхностных дефектах волокон, способным нанести им значительные повреждения и соответственно привести к заметному снижению прочности композиции. По нашему мнению, данное представление преувеличивает роль влияния механических воздействий в бетоне на армирующие волокна. Установлено, например, что в цементном камне на глиноземистом цементе, армированном стеклянными волокнами, снижение прочности во времени при прочих равных условиях меньше, чем в композиции на основе портландского цемента. Вместе с тем, процессы кристаллизации новообразований в цементном камне на глиноземистом цементе протекают более интенсивно по сравнению с портландцементом и кристаллический сросток цементного камня более плотный при равных условиях твердения. Соответственно механические воздействия, обусловненные ростом кристаллогидратов глиноземистого цемента на армирующие волокна, более активные. Другой, наиболее вероятный подход — это превалирующее значение в подобных системах химических взаимодействий между продуктами гидратации вяжущего и армирующими волокнами.
Представляется целесообразным рассмотреть здесь только те характерные особенности вяжущих веществ, которые имеют наиболее важное значение для обеспечения необходимых конструкционных качеств дисперсно армированных бетонов. При этом ограничимся рассмотрением свойств портландского (силикатного) и глиноземистого (алюминатного) цементов, а также гипсовых вяжущих. Новообразования, возникающие в процессе гидратации этих вяжущих, существенно различаются по своему составу и свойствам и соответственно по характеру их возможного взаимодействия с различными видами армирующих волокон. С этой точки зрения другие разновидности минеральных вяжущих веществ (шлакопортландцемент, пуццолановый и магнезиальный цементы, гипсоцементнопуццолановые вяжущие) занимают промежуточное положение, поэтому их свойства под данным углом зрения здесь не рассматриваются. Портландцемент. Среда гидра ги рующихся портландских цементов является активной щелочной средой (рН = 13 и более). Это определяет влияние такой среды на армирующие волокна. Продукты гидратации портландских цементов надежно предохраняют от коррозии металлическую арматуру, но оказываются достаточно агрессивными по отношению к любым видам минеральных (стеклянных, базальтовых) волокон. Основными составляющими портландцементного клинкера являются силикаты кальция: алит - ЗСаО • SiO2 (или C3S) в количестве 45-55%, белит -2СаО • SiO2 (или C2S) 20-25%, трехкальциевый алюминат - ЗСаО • AI2O3 (или C3A) 8-13% и четырехкальциевый алюмоферрит - 4СаО • AI2O3 • Fe2O3 (или C4AF) 12-18 %. Для регулирования сроков схватывания в портландцемент также вводится 3—5 % гипса.
