3. Свойства сырьевых материалов

Стеклопластиковая арматура представляет собой гетероген­ную систему, состоящую из ориентированных стеклянных воло­кон и полимерного связующего.

Свойства стеклопластиковой арматуры зависят от свойств и особенностей структуры стеклянных волокон и полимеров, а также от физико-химического взаимодействия этих компонен­тов, их поведения в процессе восприятия внешних нагрузок, воздействия агрессивных реагентов, изменений температурно-влажностного режима и других факторов. Познание свойств исходных материалов, используемых для изготовления армату­ры, позволяет при помощи соответствующего подбора этих материалов управлять свойствами стеклопластиковой арматуры, а при изучении свойств арматуры объяснить причины их измене­ния при различных внешних воздействиях на нее.

Высокопрочное стеклянное волокно в стеклопластиковой ар­матуре почти полностью воспринимает воздействие растягиваю­щих либо сжимающих усилий, определяет деформативность арматуры, обусловливает изменение прочностных характеристик арматуры при воздействии агрессивных сред, температуры, влаж­ности и т.д. Поэтому, как будет изложено далее, свойства арма­туры в известной степени "копируют" свойства стеклянного волокна.

Полимерное связующее выполняет роль клеящей среды, объ­единяющей отдельные волокна в монолитный стержень, и тем самым обеспечивает их совместную работу и защищает волокно от непосредственного воздействия влаги, различных химических реагентов и механических повреждений. В связи с этим в настоя­щей главе особое внимание уделяется стеклянному волокну как основному "рабочему" материалу в стеклопластиковом арматур­ном стержне.[3]

3.1 Стеклянное волокно

Стеклянное волокно, используемое для изготовления стекло­пластиковой арматуры, должно быть высокопрочным, химически стойкими обладать электроизолирующими свойствами.

Наиболее доступным для производства арматуры в настоя­щее время является алюмоборосиликатное стандартное стек­лянное волокно. Однако химическая стойкость его при воздей­ствии агрессивных сред недостаточно высока. Поэтому при изго­товлении стеклопластиковой арматуры из этого волокна к свя­зующему предъявляют повышенные требования по химической защите арматуры от воздействия агрессивных сред.

Следует отметить, что в научно-исследовательских организаци­ях нашей страны и за рубежом ведутся изыскания по синтезу со­ставов стекол для выработки высокопрочного стеклянного во­локна повышенной универсальной коррозионной стойкости. В частности, в ИСиА Госстроя БССР в содружестве с Белорусским политехническим институтом под руководством д-ра хим. наук, проф. Н.Н. Ермоленко, канд. тех. наук Ю.В. Кондратьевой синтезированы специальные составы стекол 7 Тк и 7 Тм для по­лучения стеклопластиковой арматуры с высокой стойкостью при воздействии кислот и щелочей. Однако до сего времени не организовано промышленное производство волокна из стекла этих составов. В связи с этим для изготовления стеклопластико­вой арматуры в настоящее время используется непрерывное стан­дартное алюмоборосиликатное волокно.

Диаметр непрерывного элементарного стеклянного волокна находится в пределах 2…100 мкм и зависит от скорости вытя­гивания волокна, а также диаметра фильер стеклоплавильного сосуда. Элементарные стеклянные волокна, вытягиваемые из сосуда, обрабатывают замасливателем либо аппретом для предо­хранения их от повреждений при дальнейшей переработке, улучшения адгезии волокна к полимерным связующим и повышения качества поверхности волокна. Кроме того, замасливатель и аппретирующие составы склеивают отдельные элементарные во­локна в первичные нити, которые сматывают затем на бобины. Масса стеклянного волокна на бобине достигает 0,5 кг. Число элементарных волокон в первичной нити обусловливается чис­лом фильер в стеклоплавильном сосуде и может быть равно 100, 200, 400 и более.

При дальнейшей переработке стеклянное волокно собирают в жгуты различной толщины. Толщина жгутов зависит от диаметра и числа сложений первичных нитей в жгуте, которое достигает 60. Жгуты сматывают в поковки, масса которых не превы­шает 20 кг.

Стеклопластиковую арматуру можно изготовлять из первично­го волокна, сматываемого с бобин, или из жгута, собранного в поковки. Наиболее приемлемым является использование стекложгута-ровинга, в котором в меньшей степени проявляется разнодлинность волокна и, как следствие, лучше используется его прочность.