Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
При растяжении рассматриваемых материалов величина ползучести при напряжениях в них Ofbt < 0,6Rfbt с течением времени заметно уменьшается, и линии соответствующих графиков асимптотически стремятся к горизонтальному положению. Величина установившихся деформаций в данном случае линейно связана с напряжениями в материале. При напряжениях Gfbt > 0,6Rfbt деформации ползучести не стабилизируются и образцы с течением времени разрушаются.
Прочность стеклоармированного материала на сжатие (испытывались призмы сечением 20 х 20мм, длиной 80мм с направленной ориентацией волокон) определяется главным образом прочностью матрицы. Повышение содержания волокон в матрице может привести к снижению ее сопротивления сжатию. При содержании в образцах 10% волокон прочность на сжатие композиции уменьшалась на 30%. Это объясняется тем, что при достаточно большой дисперсности распределения тонкие и весьма гибкие волокна могут ослабить сечение цементной (гипсовой) матрицы и привести к снижению ее прочности на сжатие. Рис.4.11. Пределы изменения прочности стеклоарми-рованных образцов на основе цементного (гипсового, гипсоцементно-пуццоланового) вяжущего при осевом растяжении в зависимости от содержания волокон (про-цента армирования) в образцах 1 — предел прочности; 2 — напряжения, соответствующие моменту образования визуально фиксируемых трещин; 3 - предел пропорциональности, соответствующий моменту образования трещин в образцах; 4 — предел прочности неармированных матриц
б)
Е, МПа ¦ 103
10^1,%
\хи%
]Hf,%
Рис. 4.12. Зависимость напряжений при образовании трещин в образцах (а) и модули их деформаций (б) от содержания волокон в объеме образцов при их растяжении
1 и 2 — гипс соответственно технический и строительный (данные, соответствующие завершению упругой стадии работы образцов); 3— модуль деформаций армирующих волокон без учета работы матрицы
На рис.4.12 приведены графики, характеризующие зависимость напряжений ^fgcrcB момент образования трещин в стеклоармированных образцах на основе различных видов гипса от процентного содержания направлено распределенных в них армирующих волокон [21]. Величина Gfgcrc зависит от прочности матрицы (гипсового камня) при растяжении Rgf и от содержания в ней стеклянных волокон. При /If > 1 % значения CFf^crc можно вычислить по формуле Gfg crc = Cp1Rgt +(p2Hf, где (P1 - коэффициент, равный 1,25 (определяется экспериментально) ; (р2 - коэффициент, определяемый как тангенс угла наклона прямолинейной части графика к горизонтальной оси (см.рис.4.12,а) . Независимо от марки гипса (р2 = 2,7. Отсюда Ofg crc = 1,25Rgf +2Jnf.
Изменения значений модуля деформаций стеклогипсовых образцов при растяжении в зависимости от /If показаны на рис.4.12,б. С увеличением содержания стеклянных волокон с направленной их ориентацией в матрице модуль деформаций материала возрастает [21]. При /If > 1% зависимость между Efg и /If линейна. Отсюда
Efg =E0+ (P3Hf, (4.11)
где E0 - модуль деформаций материала, значение которого определяется точкой пересечения прямолинейной части графика (см.рис.4.12,6) с ординатой.
Величина E0 зависит от марки гипса (по экспериментальным данным [21] E0 = 30000 + 430Rgi (р3 — коэффициент, выражаемый тангенсом угла наклона прямолинейной части графика (см. рис.4.12,б) к горизонтальной оси (р3 = 9500. Подставляя значения E0 и (р3 в (4.11), получаем [21]: Efgt = 30000 + 430Rg + 9500?.
Прочность при сжатии стеклогипсовых образцов с направленной ориентацией-волокон может быть вычислена по формуле [21]:
Rfg =<P4R9-<PsVf
где (р4 — коэффициент перехода от марки гипса к призменной прочности неармированного гипсового камня (по нашим данным ф4 = 1,25); (ps — коэффициент, определяемый как тангенс угла наклона линий на графике Rfg — Jif к горизонтальной оси, ф= 10.
Таким образом, Rfg = 1,25 Rg -10 [If
С увеличением содержания волокон в стеклоармированных образцах значительно возрастает сопротивление образцов ударным нагрузкам. Для определения параметров ударной вязкости подвергались испытаниям стеклоармированные призмы на основе различных видов гипса сечением 10x15мм, длиной 120мм с направленной ориентацией волокон в образцах. Испытания осуществлялись на маятниковом копре УММ-10 [21]. Результаты испытаний приведены в табл.24.
Таблиц а 4.6 Данные испытаний опытных образцов из стеклогипса на действие ударной нагрузки
Ударная вязкость, Дж/см2-10~2, при содержании волокон в образцах, %
0,42 1,26 2,51 3,77 0,42 1,26 2,51 3,77
Гипс технический Гипс строительный
123 354 520 600 107 265 320 458
Теплофизические испытания стеклоармированных образцов показали, что с увеличением содержания волокон теплопроводность несколько снижается. Результаты определения теплопроводности даны в табл.4.7 [17].
Таблица 4.7
Данные теплофизических испытаний стеклоармированных образцов
Гипсовый камень Коэфицент теплопроводности, Вт/(м- °С) при влажности образцов, % по массе
0 15 22,5
Неармированный 0,30 0,52 0,65
Армированный стеловолокном ^ur % 5 0,25 0,48 0,57
