2московский ордена
Технология получения стеклофибробетона
жүктеу/скачать 3,84 Mb. Pdf көрінісі
|
Композиционные материалы в строительстве уч.пособ
| Технология получения стеклофибробетона. Получение высокопрочных дисперсно-
армированных бетонов на основе цементного вяжущего и стекловолокна возможно в случае соблюдения следующих требований: − армирование стекловолокном равной прочности; − модуль упругости стекловолокна должен быть выше модуля упругости матрицы; − в процессе перемешивания бетонной смеси, формования изделий или − нанесения слоя бетона стекловолокна не должны снижать прочность; − при получении стеклофибробетонных композитов на основе цементных вяжущих стекловолокно должно способствовать созданию высокой адгезионной прочности ме- жду волокном и цементной матрицей; − равномерное распределение стекловолокнистого наполнителя по всему объему бетона в процессе перемешивания бетонной смеси; − применение в качестве матрицы химически инертных по отношению к стекловолокну материалов и высокая прочность при сдвиге. Экспериментально установлено, что пре- дел прочности дисперсно-армированного стекловолокном бетона при осевом растяже- нии, независимо от вида вяжущего и химического состава волокон, возрастает про- порционально увеличению содержания волокна. При содержании волокон в композите менее 1 % его разрушение наступает практически одновременно с разрушением це- ментного камня, т.е. в момент начала трещинообразования в цементной матрице. Одной из самых главных проблем применения стекловолокна в цементных композитах является его относительно низкая химическая стойкость по отношению к цементной матри- це, проявляющей агрессивность и подвергающей его разрушению под действием Ca(OH) 2 . Влияние продуктов гидратации цемента на свойства стекловолокна можно существенно сни- зить за счет введения в портландцемент активных минеральных добавок различного проис- хождения и связывающих свободный Ca(OH) 2 по схеме: 1) Ca(OH) 2 + SiO 2 + (n − 1)H 2 O = CaO ∙ SiO 2 ∙ nH 2 O (концентрация CaO меньше концентрации SiO 2 ); 2) 2Ca(OH) 2 + SiO 2 + (n − 2)H 2 O = 2CaO ∙ SiO 2 ∙ nH 2 O (концентрация CaO выше концентрации SiO 2 ). Для изготовления стеклофибробетонов применяются материалы, соответствующие ГОСТам: − мелкозернистые бетоны со средней плотностью более 2000 кг/м 3 с водопоглощением менее 8 % по массе в соответствии с ГОСТ 26633–2015 «Бетоны тяжелые и мелкозер- нистые. Технические условия»; − песок кварцевый с крупностью зерен 1,5–2,5 мм в соответствии с ГОСТ 8736–2014 « Песок для строительных работ. Технические условия». Мелкий заполнитель для фиб- робетона принимается с учетом вида фибры, размера изделия и конструктивных осо- бенностей, класса бетона, применяемой технологии бетонирования; − портландцемент по ГОСТ 31108–2016 «Цементы общестроительные. Технические усло- вия», глиноземистый цемент марок не ниже М400 по ГОСТ 969–91 «Цементы глино- земистые и высокоглиноземистые. Технические условия», микрокремнезем, вяжущее низкой водопотребности (ВНВ). 33 Повышение содержания стекловолокна в бетоне до 10 % способствует увеличению проч- ности при растяжении более чем в 2 раза по сравнению с прочностью неармированной це- ментной матрицы. Положительно влияют добавки некоторого количества асбеста, мрамор- ной пыли, тонкомолотого кирпича или керамики, минеральной ваты и т.д. Получение стеклоармированных композиций возможно двумя основными способами: пневмонабрызгом и предварительным перемешиванием (премиксингом). Пневмонабрызг применяется для получения плоских или криволинейных тонкостенных конструкций, а также для создания защитно-конструкционных покрытий. Он заключается в одновременной подаче раствора и волокна на большой скорости под давлением. В соответ- ствии с этим способом рубленая фибра смешивается с предварительно приготовленным рас- твором в пистолете-распылителе, работающим под давлением. Далее полученная стеклофиб- робетона смесь подается вместе с сжатым воздухом, наносится на заданную вертикальную или горизонтальную поверхность. Этот способ является наиболее эффективным при произ- водстве стеклофибробетона. Выполнение работ пневмонабрызгом может осуществляться как в заводских условиях, так и непосредственно, на стройплощадке в съемной или несъемной опалубке. По технологии пневмонабрызга рекомендуемая длина волокна находится в преде- лах 10–50 мм при его максимальном содержание в цементном растворе в случае произволь- ной ориентации 3–5 % по объему, при направленной ориентации — 10–12 %. На рис. 3.9 показана технологическая схема для получения стеклофибробетона двумя основными методами: набрызгом и «премиксингом». В технологии набрызга применяется пистолет-распылитель с рубящим устройством в комплекте, растворонасос с регулируемой скоростью подачи стеклобетонной смеси к пистолету-распылителю, растворосмеситель для приготовления мелкозернистой смеси, компрессор с системой воздухоподготовки. В техно- логии предварительного смешивания используется циклический передвижной растворосме- ситель принудительного действия, устройство для рубки и дозирования фибры. Рис. 3.9. Технологические схемы производства изделий из стеклофибробетона набрызгом и премиксингом 34 При армировании стеклофибробетона дискретными щелочестойкими фибрами проявля- ется зависимость его свойств от типа и длины волокна и произвольной или направленной ориентации в объеме бетона, технологии производства и др. Обладая исключительными свойствами по прочности при сжатии и ударных воздействи- ях, повышенными показателями прочности при изгибе и растяжении, превышающими ха- рактеристики обычного неармированного бетона в 10–15 и 4–5 раз соответственно, стекло- фибробетон не подвержен коррозии и относится к негорючим материалам. Применение стекловолокна способствует получению изделий с гладкой поверхностью, рекомендуется для изготовления тонкостенных изделий с поперечным сечением 5–20 мм небольшой массы. Стеклофибробетонные изделия проявляют высокую химическую стойкость и, как след- ствие, отличаются долговечностью, что делает их применимыми в путепроводах и в конст- рукциях автомобильных тоннелей, пролетных строений, в системах дорожного водоотвода. Возможность быстрого переоснащения линии стеклофибробетонных изделий позволяет про- изводить широкую номенклатуру продукции, включающую архитектурные облицовочные панели, изделия для навесных фасадов, ограждения балконов и лоджий, элементы дренаж- ных систем и др. При устройстве защитных и гидроизоляционных покрытий возможно применение стекло- цементных материалов с содержанием стекловолокна в количестве 2–3 % от массы вяжущего. В последние годы большое внимание уделяется использованию в фибробетонах базаль- тового волокна. Такие бетоны получили название базальтофибробетоны (БФБ). Учитывая, что базальт составляет 65 % земной коры, это практически неиспользованный резерв для по- лучения эффективных волокон. Из БФБ изготовляются сваи трубчатых изделий и многих других, в том числе мостовых конструкций, дорожных покрытий. 35 |