2московский ордена
Разновидности армирующих волокон
жүктеу/скачать 3,84 Mb. Pdf көрінісі
|
Композиционные материалы в строительстве уч.пособ
- Бұл бет үшін навигация:
- Неметаллические волокна
- Полимерные волокна
| 3.5. Разновидности армирующих волокон
К основным требованиям, предъявляемым к армирующим волокнам в бетонах, относятся прочность, деформативность, химическая стойкость материала волокон, адгезия к материалу матрицы и коэффициент линейного расширения. Решающую роль в выборе армирующего компонента будет играть вопрос его себестоимости и объем производства. Существует волокнистые материалы на металлической и неметаллической основе. В качестве металлической фибры в фибробетонах широкое распространение получила стальная проволока диаметром 0,1–0,5 мм и длиной 10–50 мм, полученная либо специаль- ным штампованием, либо нарезкой на отрезки определенной длины. Лучшими прочностны- ми показателями обладают бетоны с фиброй диаметром 0,3 мм и длиной 25 мм. Увеличение диаметра металлической фибры свыше 0,6 мм способствует снижению прочности и эффек- тивности ее применения при дисперсном армировании. Неметаллические волокна могут быть представлены стеклянными, базальтовыми, ас- бестовыми и другими волокнами. Обычно они имеют диаметр порядка нескольких десятков микрометров и длину 20–40 мм. Стеклянные волокна, имея высокую прочность на растяже- ние в пределах 1500–3000 МПа, разрушаются под действием щелочной среды цементной матрицы. Поэтому при использовании данного вида волокна необходимо проводить специ- альные мероприятия, предохраняющие их от разрушения. Полимерные волокна получили широкое применение в дисперсном армировании ячеи- стых бетонов, гипсобетонов и других материалов с низким модулем упругости. Такие волокна не подвергаются коррозии под воздействием щелочной среды гидратирующегося портланд- цемента. Обладая меньшим модулем упругости, чем у цементного камня, они имеют темпе- ратурный коэффициент линейного расширения, превосходящий цементный камень в 3–9 раз. 20 Основным недостатком полимерных органических волокон, к которым относится нейло- новая, полиэтиленовая, полиэфирная, полиакрилатная и полипропиленовая фибра, явля- ется невысокая прочность сцепления с цементной матрицей, что требует наносить на во- локна покрытие. Нейлоновое волокно, разработанное в 1938 г. американской компанией DuPont, является первым синтетическим волокном, рекомендованным для армирования бетонных конструк- ций при действии динамических нагрузок. Однако эти волокна состоят из элементарных ни- тей и имеют ряд недостатков: отличаются низкой технологичностью, имеют повышенную стоимость по сравнению с полипропиленовыми волокнами, что служит причиной их недос- таточно широкого применения. Прочностные и эксплуатационные свойства сходны со свой- ствами полипропиленовых волокон. Полипропиленовые волокна впервые были получены в 1963 г., а для дисперсного армиро- вания бетонов впервые применены в 1983 г. (Великобритания). Ранее полипропиленовые во- локна производили из пленки путем ее продольной нарезки, дальнейшего вытягивания и скручивания, при этом диаметр получаемых волокон составлял 0,02–0,038 мм (рис. 3.3). Применение полипропиленовых волокон имеет существенные преимущества по сравнению с нейлоновыми ввиду меньшей стоимости и повышенного адгезионного взаимодействия ме- жду волокном и цементной матрицей. Рис. 3.3. Внешний вид полипропиленового волокна Основным существенным недостатком синтетических волокон является низкая смачи- ваемость, что влечет за собой отсутствие надлежащего сцепления с цементным камнем и вы- зывается, прежде всего, механической анкеровкой волокна. Дисперсное армирование бетона синтетическими волокнами не способствует повышению прочности при сжатии, но при ударных воздействиях прочность значительно повышается за счет сил трения, возникающих при выдергивании волокон в процессе разрушения материала. В последнее время значительный интерес представляет применение ресурсосберегающих технологий при переработке и утилизации отходов промышленного производства. Продуктом переработки автомобильных шин могут служить вискозные, капроновые, полиамидные синте- тические материалы, применяемые в качестве шинного корда, отличающиеся невысокой стои- мостью по сравнению с полиэтиленовыми, нейлоновыми и полипропиленовыми. Оптимальное содержание таких волокон в бетонной смеси составляет 0,6–1,0 %. В табл. 3.2 приведены ос- новные свойства волокон, применяемых при изготовлении производстве шинного корда. 21 |