33. Основні властивості скловолокна.

Очень высокие значения прочности и удельной прочности стекло­пластиков обеспечивается большей прочностью стекловолокна и способностью композиции к ее эффективному использованию, посколь­ку отношение E_f/ E_m равно для нее приблизительно 20. Lаже при объемной доле стекловолокна около 10% оно воспринимает на себя до 70% всей нагрузки

Проблема совместимости стекло волокнистой арматуры с цементной матрицей при изготовлении изделий является одной из важнейших в создании композиционных материалов.

Для получения высокопрочных композиций необходимо выполнять оп­ределенные требования: армирующие волокна должны быть одинаковыми по прочности, их упругость должна быть выше, чем у матричного материала; в процессе получения изделий волокна не должны терять прочность, должны иметь хорошее сцепление с матрицей, равномерно распределяться по всему объему матрицы; матрица должна быть химически инертна по отношению к волокнам, иметь достаточно высокую прочность при сдвиге.

34. Основні поняття, характеристика і класифікація композиційних матеріалів.

композиционные материалы - материалы, которые образованы объемными сочетаниями химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними. Отличаются такие материалы свойствами, которыми не может обладать ни один из компонентов взятий в отдель­ности.

промышленности, подразделяются на три основных класса:

1. дисперсно-твердеющие;

2. упрочненные частицами;

3. армированные волокнами.

Эти три класса отличаются друг от друга своей микроструктурой. дисперсно-твердеющие композиции характеризуются микроструктурой, представляющей собой матрицу из элементарного вещества, в которой равномерно распределены мельчайшие частицы размером от 0,01 до 0,1 мкм в количестве от I до 15 об. %. Композиции, упрочненные дисперсными частицами, характеризуются тем, что размер частиц в них превышает 1,0 мкм, а их концентрация превышает приблизительно 25 об.%. Размеры армирующей фазы в волокнистых композиционных материалах перекрывают целый диапазон - диаметр волокон изменяется в пределах от долей микрона до нескольких десятков и сотен микрон, а их объемная доля колеблется от нескольких процентов до 70% и выше.

Отличительная особенность микроструктуры армированных волокном мате­риалов состоит в том, что один из размеров армирующей фазы велик, в то время как упрочняющие частицы в композициях двух других классов почти изометричны ( равноосны ).

35. Основні способи отримання композиційних матеріалів з волокнистими наповнювачами.

В производстве формованных изделий, особенно тонких листовых элементов для стеновых плит, можно вдавливать вяжущее в виде густого раствора между армирующими волокнами или пряжей либо пропитывать вяжущими волокнистые материалы. Количество стекло волокнистой арматуры составляет 10...15% по массе изделия.

Представляет интерес способ введения волокон в бетонную смесь, апробированный в Англии. Волокна из барабанов поступают на вибросито, где расщепляются, после чего подаются на конвеер и затем вдуваются сжатым воздухом в бетономешалку с предварительно загруженными в нее исходными компонентами бетонной смеси. Такая технология позволяет исключить комкуемость волокон и обеспечивает необходимую однородность композиционного материала.

Технологические приемы укладки, уплотнения и отделки армированными волокнами бетонных материалов практически не отличаются от традиционных. Укладку осуществляют в подготовленную для формирования изделий оснастку, Для уплотнения используют различные виды площадочных и глубинных вибромеров, вибростолы, дисковые валки и др.

Важной проблемой возникающей при армировании волокнами бетонных материалов, является снижение удобоукладываемости бетонной смеси по мере увеличения в ней содержания волокнистого наполнителя. Для повышения удобоукладываемости бетонной смеси с волокнистым наполнителем увеличивают содержание воды, доводя В/Ц до 0,7. Шсле формования изделия вакуумируют.

Для изготовления армированных стекло волокном листов и плит используют гидровакуумную технологию. При содержании волокна 10-15% по массе и длине отрезков 20...50 мм минимальный расход воды состав­ляет 70% по массе цемента. Гидровакуумированием отформованных изделий В/Ц суспензии уменьшают от 0,7 до 0,35.

Иногда раствор и бетон на форму/ с перфированным поддоном, покрытым бумагой, обладающей высокой прочностью в увлажнен­ном состоянии, или пористым пластиком. Бумага и пластик выполняют роль фильтра, позволяющего снизить содержание воды в формуемом изделии.

Для лучшего распределения волокнистых материалов в водной смеси, содержащей цемент или гипс, их обрабатывают водным раствором полиме­ра, например, метилцеллюлозой.

Большое значение с технологической точки зрения имеют различного рода добавки, вводимые в бетонную смесь для улучшения ее качества. Зарубежом широко используют воздухововлекающие добавки, замедляющие или ускоряющие схватывание, снижающие водосодержание и водопотребность, уменьшающие усадку и т.д.

Если при армировании короткими волокнами в основном используется метод непосредственного перемешивания компонентов и при этом распо­ложение волокон в матрице носит случайный характер, то при армировании длинными волокнами следует стремится к направленной их ориентации по отношению к действующим усилиям.

В ряде случаев непрерывная стекловолокнистая арматура ( нити, лента ) наматывается или укладывается паралельными рядами с одновременным или поеледовательным набрызгом раствора.