Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Графики (табл.4.5) показывают также, что при изменении коэффициента ориентации XorOJ 0,25 до 0,72 значения RfbtM Mfb возратают более чем в 2 раза. При изменении коэффициента сцепления (г]) от 0,6 до 1,2 значения Rfbt и Mfb снижаются соотвенствен-но на 18 и 16% при заданном постоянстве остальных варьируемых параметров.
Изложенные выше данные были использованы для выявления типов (представителей) сталефибробетонных конструкций, изготовление которых по методу ротационной технологии могло бы оказаться целесообразным и позволяло обеспечить соответствующий экономический эффект. Результаты этой части работы рассматриваются ниже (глава 12).
4.2. СТЕКЛОАРМИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА И ГИПСА
При рассмотрении композиций на основе цемента и гипса, направленно армированных непрерывными стекловолокнами, необходимо указать на различия между "идеальной" моделью композиции и реальным материалом. Дисперсное и направленное армирование предполагает равномерное рассредоточение волокон в объеме матрицы и их принудительную ориентацию в направлении действующих усилий. Расстояние между волокнами устанавливается исходя из размеров эффективной зоны матрицы, способной передать усилия при действии нагрузки на волокна. Количество волокон должно быть достаточно большим, они должны быть равнопрочными и одинаково выпрямленными (или натянутыми). В реальных композициях распределение волокон в матрице не всегда оказывается равномерным. Не все волокна отделены друг от друга (как правило, значительная часть волокон в матрице работает как совокупность в виде пучков). Не всегда волокна удается одинаково выпрямить (или с одинаковой степенью нянуть) в нужном направлении. Следует также учитывать, что волокна не обладают равнозначной прочностью, поскольку неравнозначно количество и качество микродефектов на их поверхности. Наконец, нельзя не отметить трудности обеспечения совершенных и непрерывных контактов на границе раздела между волокнами и матрицей.
Обычно разрушение рассматриваемых композиций начинается с возникновения микроразрывов, их слияния и образования трещины в объеме матрицы. Развитие этого процесса зависит в значительной мере от структуры армирования бетона, соотношения между упругими и прочностными характеристиками армирующих компонентов и бетонной матрицы, статистических параметров разбросов прочности дисперсной арматуры. В зависимости от этих факторов кинетика образования и развития трещин, рост деформаций и напряженное состояние дисперсно-армирован-ных бетонов могут существенно изменяться, что следует учитывать в расчетах дисперсно-армированных конструкций.
На основании анализа результатов экспериментальных исследований построены обобщенные диаграммы деформирования исследуемых композиций, рассматриваются особенности их напряженно-деформированного состояния на различных уровнях (стадиях) работы при растяжении [14, 15].
Были изготовлены и испытаны несколько серий опытных образцов с различным характером их армирования. Для изготовления образцов использовались глиноземистый и портландский цементы, а для части образцов — гипсовое и гипсоцемент-но-пуццолановое вяжущее. Армирование осуществляли стекловолокном алюмобо-росиликатного состава и базальтовыми волокнами диаметром Юмкм. Ориентацию а)
б)
в)
50
?5.40
§ зо
а:
П §20
с:
10
-
ix=10,06%y Jх=8,4%/
у /
JU1=Pj 43% у /
'ц=5,03%/
t |д=2,3%
со I К I
/?=2,5%^-
«о 6 С
<D 4
=3
а:
I2
с=
-С О
г)
20 40 60 80 100 О 10 20 30 40 50 60 70 О 10 20 30 40 50 60 Относительные деформации, є104
yi=4,72%^
^=2,48%
ю
зо
50
70
Рис.4.9. Диаграммы растяжения образцов, однонаправленно-армиро-ванных непрерывными волокнами алюмоборосиликатного состава (а), базальтовыми (б) и стальными (в), короткими базальтовыми волокнами (г) со свободной ориентацией в объеме матрицы
г*
непрерывных волокон производили в направлении продольной оси образца. Часть образцов армировали короткими волокнами длиной 10мм со свободной ориентацией их в объеме матрицы. Образцы выполнялись в виде призм с поперечным сечением 10x15мм и длиной 360мм, концы которых имели клиновидную форму. После изготовления образцы хранились на воздухе в нормальных условиях, а часть образцов на основе цементных вяжущих — в камере при повышенной (90 ± 5%) влажности окружающей среды. Деформации образцов при испытаниях измеряли с помощью спаренных рычажных тензометров с ценой деления 0,001мм на базе 2см.
Испытания показали, что вид минеральных вяжущих и волокон, использованных при изготовлении опытных образцов, не оказывает при прочих равных условиях существенного влияния на диаграмму деформации образцов в первые сроки после их изготовления. Поведение образцов как на основе цементного (независимо от вида цемента), так и гипсового камня при кратковременных испытаниях возрастающей нагрузкой было практически идентичным и обусловленным в основном хрупким (квазихрупким) характером восприятия нагрузки материалом матрицы.
