Механические свойства базальтофиброцемента

УДК 691.32

Боровских И.В. – ассистент; Морозов Н.М.  – кандидат технических наук, старший преподаватель; Хозин В.Г. – доктор технических наук, профессор

E-mail: borigor83@list.ru

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАЗАЛЬТОФИБРОЦЕМЕНТА

АННОТАЦИЯ

В статье исследовано влияние различных суперпластификаторов на механические свойства портландцемента, дисперсно-армированного тонким (d=10мкм) базальтовым волокном. Установлено, что совместное применение эффективных суперпластификаторов и оптимального количества  базальтового волокна позволяет повысить прочность цементных композиций на сжатие более чем на 60%, а на растяжение при изгибе и при раскалывании более чем в два раза.  

Borovskih I.V. – assistant; Morozov N.M. – candidate of technical sciences, senior lecturer; Khozin V.G. – doctor of technical sciences, professor

Kazan State University of Architecture and Engineering

MECHANICAL PROPERTIES BASALTFIBERCEMENT

ABSTRACT

In article influence of various supersofteners on mechanical properties portlandcement, dispersno-reinforced thin (d=10mkm) is investigated by a basalt fibre. It is established that joint application of effective supersofteners and optimum quantity of a basalt fibre allows to raise durability of cement compositions on compression more than on 60 %, and on a stretching at a bend and at splitting more than twice.

Одной из главных проблем при использовании цементных бетонов является низкая прочность материала на изгиб и растяжение. В рядовых бетонах (с прочностью до 50МПа) отношение прочности на изгиб к прочности на сжатие составляет 1/8, в высокопрочных бетонах это отношение увеличивается и достигает 1/10-1/12. Прочность на изгиб цементного камня, как наиболее хрупкого из компонентов бетона, даже ниже чем у бетонов, и это отношение составляет 1/14-1/16 . Таким образом, дисперсное  волокно должно быть распределено именно в тонкозернистой структуре бетона и эффективно взаимодействовать с цементным камнем для обеспечения высокой адгезии и прочности материала на растяжение и увеличения его трещиностойкости. В связи с этим привлекает внимание базальтовое волокно. По прочности оно превосходит сталь, и обладает, за счет малого диаметра волокон (10мкм), гораздо большей удельной поверхностью сцепления с цементным камнем, чем стальное, имея с ним химическое сродство. При этом относительное удлинение при разрыве базальтовой фибры в два раза ниже, чем стальной, что позволяет ей более эффективно препятствовать образованию микротрещин в бетоне при нагружении.

Важное значение имеет как количество вводимого волокна, так и вид применяемого суперпластификатора. В настоящее время имеется ряд эффективных суперпластификаторов на поликарбоксилатной основе, позволяющих значительно повысить прочность цементных вяжущих. Химические добавки дают возможность с самого начала осуществлять направленное воздействие на формирование структуры цементного камня и оптимизацию его заданных качественных характеристик. Известно также существенное изменение дисперсности и морфологии гидратных фаз, формирующихся в цементном камне в присутствии поверхностно-активных веществ[1].

В качестве пластификаторов были выбраны: суперпластификатор С-3 на нафталинформальдегидной  основе, Melment  на меламинформальдегидной  основе  и Melflux 2651F на основе модифицированного полиэфиркарбоксилата. В качестве вяжущего использовали портландцемент ПЦ500Д0 ОАО «Вольскцемент». В качестве дисперсной арматуры использовалось: базальтовое моноволокно диаметром 10мкм, длиной 9-12мм полученное из базальтового ровинга (комплексной нити из непрерывного базальтового волокна) производства ООО «Каменный век» (г. Дубна).

Влияние базальтового волокна и различных пластификаторов на прочностные показатели цементного камня на сжатие и растяжение при раскалывании оценивалось на образцах кубах размером 2х2х2 см, на изгиб на образцах призмах 2х2х8см, приготовленных из пластифицированного цементного теста нормальной густоты. Образцы до испытаний на прочность хранились в течение 28 суток в нормально-влажностных условиях.

На рис.1-3 представлены концентрационные зависимости прочности ЦК при сжатии, изгибе, растяжении при раскалывании с оптимальными дозировками пластификаторов [2].