Виды композиционных материалов
Фибробетон это бетон, армированный искусственными волокнами – фибрами, равномерно рассредоточенными в объёме бетонной матрицы. Для дисперсного армирования используют различные виды металлических и неметаллических волокон минерального или органического происхождения.
Рабочий состав жаростойкого сталефибробетона на 1 м3 смеси: цемент 530кг, песчано-гравийная смесь 1670 кг, вода – 200 л, стальные фибры 180200 кг, добавки – 1 кг. Наилучшие показатели имеют бетоны с применением стальных фибр диаметром 0,3 – 1 мм, длиной 80120 диаметров. При увеличении длины фибр ухудшается удобоукладываемость бетонной смеси. Для лучшего сцепления фибр с бетоном применяют проволоку периодического профиля с загнутыми концами.
В зависимости от вида обработки стальной проволоки (травление, окисление, нанесение полимерных или металлических покрытий) и механической обработки прочность сцепления усилия выдёргивания составляет 25200Н.
Для армирования бетонов используются также джутовых, сизалёвых (грубое волокно, получаемое из листьев агавы), целлюлозных, нейлоновых, полиэтиленовых, полипропиленовых и др. волокон, которые не поддаются химической коррозии под воздействием щелочной среды гидратирующих цементов.
Использование волокон растительного происхождения требует повышения водоцементного соотношения из-за высокого водопоглощения. Синтетические волокна имеют плохую смачиваемость, малое сцепление с цементным камнем.
Для получения высокопрочных композиций необходимо выполнить следующие требования: армирующие волокна должны быть одинаковыми по прочности, их упругость должна быть выше, чем у матричного материала, в процессе изготовления изделий волокна не должны терять прочность, должны иметь хорошее сцепление с матрицей, равномерно распределяться по всему объёму, матрица должна быть химически инертной к волокнам, должна иметь высокую прочность при сдвиге.
Разновидностью долговечного стеклоцемента на основе портландцемента является полимерстеклоцемент, в котором армирование осуществляется отрезками стекловолокна покрытого защитным полимерным составом. Покрытие полимеризуется в твердеющей цементной среде. Это покрытие защищает стеклянные нити от щелочной коррозии.
Показатели полимерстеклоцемента: прочность на изгиб 2035 МПа, на сжатие 4575 МПа. Стеклоцемент текстолитовый представляет собой рулонный материал. Это стекловолокно пропитанное водоцементной или водополимерцементной суспензией. В качестве матрицы используется малощелочные вяжущие вещества – глиноземистый цемент, в качестве арматуры – стекловолокнистые рулонные материалы из бесщелочного стекла. Используется в качестве гидрозащитного покрытия тепловой изоляции трубопроводов и оборудования.
Полимерцементные бетоны содержат от 0,2 до 12% добавки синтетической водорастворимой смолы, латекса, поливинилацетата или каучука. Эти бетоны имеют повышенную прочность при растяжении и изгибе, высокую морозостойкость, хорошие адгезионные свойства, непроницаемость, высокую износостойкость. Эти бетоны используются в условиях агрессивной агрессивности (цоколи, фундаменты, сваи, трубы).
Применение дисперстно-армированных материалов позволяет снизить массу и материалоёмкость конструкций в 56 раз, уменьшить стоимость в 23 раза, снизить трудоёмкость изготовления и монтажа, увеличить прочность конструкций по сравнению с конструкциями и изделиями из традиционных материалов.
Использование полимерцементных и полимерных бетонов позволят значительно увеличить срок службы конструкций, работающих в агрессивной среде. С развитием конкуренции в строительстве и производстве строительных материалов роль эффективных композиционных строительных материалов будет повышаться, как наиболее экономичных.
