Сопротивляемость стеклоцемента при нагрузках

0

При всех видах напряженного состояния для стеклоцемента характерно вязкое разрушение. Это, наряду с высокой трещиностойкостью при растяжении обуславливает высокую сопротивляемость материала ударным нагрузкам. По величине ударной вязкости стеклоцемент приближается к стеклопластикам строительного назначения и более чем на порядок опережает асбестоцемент. Увеличение содержания волокна, повышение марки цемента и введение в состав матрицы полимеров способствуют повышению ударной вязкости стеклоцемента.

При ударных нагрузках в стеклоцементе отсутствуют признаки хрупкого разрушения. Типичная картина разрушения — смятие сжатой зоны, растрескивание матрицы в растянутой зоне и расслоение образцов.

Такой характер разрушения стеклоцемента при ударе свидетельствует о недостаточной величине адгезионной связи стеклянного волокна с цементной и полимерцементной матрицами. Повысить адгезионную связь можно за счет аппретирования волокон веществами, способными образовывать между стеклянным волокном и матрицей из неорганического вяжущего межфазный слой, обладающий высокой адгезией как к волокну, так и к матрице. Разработка составов аппретов для стеклоцемента — важная и перспективная задача, так как она позволит не только повысить их ударную прочность, но и обеспечить существенное улучшение всех физико-механических свойств стеклоцемента.

 

Поведение стеклоцемента при повторных циклических нагрузках характеризует его как упруговязкопластический материал, в котором при постоянной скорости нагружения возникают упругие мгновенные, вязкие и пластические деформации. В случае сжатия и изгиба стеклоцемента пластические деформации начинают появляться при напряжениях, превышающих предел пропорциональности. При растяжении пластические деформации не появляются вплоть до напряжений, вызывающих образование трещин в матрице. При разгрузке деформации исчезают в обратном порядке. При этом возможны два случая: уровень предельного напряжения ниже или выше предела пропорциональности. В первом случае образующаяся в результате нагрузки и разгрузки петля упругого гистерезиса по истечении определенного времени после полной разгрузки замыкается. При повторных циклах нагрузки и разгрузки с постоянным режимом нагружения и достаточным временем выдержки между отдельными циклами петли упругого гистерезиса замыкаются под влиянием последействия, а форма замкнутой петли при каждом цикле остается неизменной. Если уровень максимального напряжения цикла выше предела пропорциональности (второй случай применим только при сжатии и изгибе стеклоцемента), петля упругопластического гистерезиса оказывается разомкнутой на сумму остаточной упругой и остаточной пластической деформаций. При последующих циклах накапливаются остаточные пластические деформации. Причем приращения остаточной пластической деформации после каждого последующего цикла одинаковы и все петли упругопластического гистерезиса разомкнуты на несколько меньшей — на основе глиноземистого цемента и гипса, Все остальные виды стеклоцемента на основе портландцементных матриц характеризуются снижением прочности до возраста 1... 2 с последующей ее стабилизацией.

Стеклоцемент с полимерцементными матрицами системы портландцемент — поливинилацетат (ПВА) и алюмоборосиликатными волокнами при выдерживании на воздухе характеризуется двумя этапами изменения прочности во времени при растяжении вдоль волокон: первый — рост прочности до максимальной, второй — стабилизация прочности на уровне максимальной. Прочность такого стеклоцемента увеличивается пропорционально увеличению полимерцементного отношения матриц и объемного содержания волокна. При полимерцементном отношении 0,05; 1; 0,2 и 0,4 стабилизировавшаяся прочность при растяжении вдоль волокон такого стеклоцемента в 1,4; 1,8; 3 и 4 раза, соответственно, превосходит тот же показатель стеклоцемента с цементными — бесполимерными матрицами. Стеклоцемент того же состава, выдерживаемый в воде с двухсуточного возраста, характеризуется более интенсивным, чем на воздухе, ростом прочности при растяжении в возрасте до 1...2 мес, после чего наступает постепенное (с затуханием в возрасте 12...15 мес) снижение прочности. При этом наблюдается тенденция К нивелированию прочности стеклоцемента с различным полимерцементным отношением.

При гидротермальной и автоклавной обработке стеклоцемента на основе волокон алюмоборосиликатных и из стекол составов № 1 и 2 с полимерцементной матрицей (портландцемент+ПВА) его прочность растет пропорционально увеличению полимерцементного отношения, причем прочность автоклавированных композиций в 4...5 раз ниже, чем пропаренных. Начиная с полимерцементного отношения 0,25 разница между ними несколько уменьшается. Введение в состав матриц водных дисперсий других полимеров: латекса ДВХБ-70, эмульбита, кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 принципиально не влияет на описанные закономерности и долговечность стеклоцемента с полимерцементными матрицами.

Введение в состав матриц полимеров существенно (на порядок и более) повышает коэффициент использования прочности волокон, который растет с увеличением полимерцементного отношения и достигает наибольшего значения при использовании в качестве полимерной добавки водной дисперсии поливинилацетата. Коэффициент использования прочности волокон примерно одинаков при введении в состав цементной матрицы эмульбита, латекса ДВХБ-70 и кремнийорганической жидкости ГКЖ-94.

Таким образом, введение полимеров в состав портландцементной матрицы, как и защитные покрытия волокна, обеспечивает возможность получения стеклоцемента со стабильной во времени прочностью. В то же время полимерцементные матрицы обладают значительно большей усадкой и могут, в свою очередь, вызвать снижение прочности материала. Для уменьшения деформаций усадки необходимо использовать композиции с большим объемным содержанием стеклянного волокна (больше 10 %), вводить в состав матриц наполнитель мелкий кварцевый песок, золу-унос ТЭС, применять расширяющиеся цементы.

 

Сопротивляемость стеклоцемента при нагрузках

 

 

Рис. 1. Зависимость прочности при растяжении (а и б), долговечности (в) и коэффициента использования прочности волокна (г) однонаправленного стеклоцемента на основе алюмоборосиликатного волокна диаметром 15 мкм (Vст= 10 %) от полимерцементного отношения при естественном твердении (сплошная линия) пропаривании (штриховая) и автоклавировании (штрихпунктирная линия):

1 — ПВА (1' — выдерживание на воздухе до стабилизации прочности: 1— то же, в воде); 2 — латекс ДВХБ-70; 3 —эмульбит; 4 — ГКЖ-94 (*— пребывание в воде 100 сут., **—то же,150 сут).

 

Используемая литература: Бирюкович К. Л. и др.
Б64 Стеклоцемент в строительстве / К. Л. Бирюкович, Ю.
Бирюкович, Д. Л. Бирюкович.— К.: Буд1вельник, 1986.— 96
ил.— Библиогр.: с. 96.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Строительсво

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.