Для выяснения поведения волокон в различных матрицах были выполнены исследования.

В матрицы помещали алюмоборосиликатное стекловолокно в виде стеклянной нити марки БС-10, щелочное — в виде стеклонитей марки С-7А-7 и минеральной ваты в виде волокна диаметром 6.. .8 мкм и длиной до 50 мм, полученного центробежно-фильерно-дутьевым методом с Мк, равным 1,25. Снижение прочности определялось по сравнению с прочностью волокон, находящихся в матрице в течение 28 сут., твердевших в нормальных условиях.

Полученные результаты показали, что в составах, содержащих большее количество клинкерной части наблюдается более заметное снижение прочности волокон. Это объясняется тем, что в начальные сроки твердения рассматриваемых матриц имеет место повышенная концентрация гидроксида кальция и повышенное значение рН среды, что и приводит к интенсивному химическому взаимодействию волокна со средой матрицы. Для снижения концентрации гидроксида кальция и рН среды необходимо снизить содержание портландцемента в смешанном вяжущем. Это легко достигается в КГБ, т. к. со держание в нем цемента может приниматься в количестве от 5 до 15 %. Кроме того, для интенсивного связывания извести в состав КГБ вводится аморфный кремнезем в виде микрокремнезема в сочетании с менее активными кремнеземистыми добавками.

На основе полученных данных установлено, что стойкость волокон значительно снижается в матрицах, имеющих рН среды выше 10. Значение рН ниже 10 достигается в составах ФГЦПВ, содержащих значительное количество пуццолановой добавки (выше минимально необходимого по ТУ 21-31 -62-89) и в матрицах из композиционного гипсового вяжущего.

Результаты исследований показывают, что на основе ФГЦП вяжущих и КГБ можно получать матрицы, которые являются достаточно инертными по отношению к некоторым видам минеральных волокон.

Для установления стойкости наиболее распространенных видов волокон в среде этих вяжущих проведены специальные исследования.

Стойкость волокон оценивали по изменению прочности и массы образцов в процессе ускоренных и длительных испытаний. Результаты испытаний позволяют отметить, что матрица из КГБ обеспечивает наилучшую сохранность волокна всех видов. По степени снижения прочности волокна наиболее стойким является минеральная вата и щелочное стекловолокно. В портландцементной матрице все изученные волокна имеют недостаточную стойкость и не могут применяться для создания волокна со держащих композиций.

Матрицы на основе КГБ, ГЦПВ и ФГЦПВ могут быть рекомендованы для создания волокно содержащих композиций

Изучали также влияние дисперсного армирования различными волокнами на свойства композиций. В качестве основного критерия для оценки эффективности композиций принят предел прочности на растяжение при изгибе. Поскольку этот показатель наиболее полно реагирует на дисперсное армирование, на сохранность волокон, на адгезию волокна к матрице и другие факторы.

Для исследований были приняты составы КГБ и ФГЦПВ, на которых изучали стойкость волокон.

Лучшие результаты по прочности на изгиб обеспечивает состав на щелочном стекловолокне. Прочность на изгиб изученных вяжущих путем их армирования стекловолокном может быть повышена в 2...3 раза по сравнению с неармированным камнем.

Для оценки стойкости разработанных композиций во времени образцы, изготовленные из ФГЦПВ, КГБ и портландцемента с использованием стекловолокон БС и Щ, испытывали в различные сроки твердения

Ударную прочность образцов с дисперсным армированием стекловолокном оценивали по результатам испытаний образцов-балочек длиной 160 мм и сечением 20x40 мм на маятниковом копре.

Результаты испытаний показали, что ударная прочность образцов из КГБ возрастает линейно. При увеличении содержания волокна с 0,2 до 0,75 % ударная прочность возрастает в среднем в 2,8 раза. Длина волокна в пределах 7... 12 мм на ударную прочность не влияет.

Достаточно показательным является коэффициент трещиностойкости (Кт), вычисляемый как отношение прочности при изгибе к прочности на сжатие. Так для КГБ, армированного стекловолокном, этот коэффициент увеличивается с 0,25 до 0,8 при степени армирования от 0 до 0,8 %.

В настоящее время армирование стекловолокном гипсовых материалов и изделий применяется достаточно редко ввиду появления на рынке других волокон, характеризующихся не только достаточной долговечностью, но и технологичностью. И все же опыт применения стеклогипса показывает его высокую эффективность, возможность использования дисперсного и направленного армирования. Особенно эффективно использование стеклогипса в отделочных и декоративных материалах. Изготовляются сухие строительные смеси, содержащие стекловолокно, выпускаются плиты облицовочные декоративные для стен, подвесных потолков, стеклогипс применяется при изготовлении архитектурных и декоративных деталей для интерьеров и фасадов. Перспективы применения гипсовых изделий, армированных дисперсными волокнами, в т.ч. стеклянными, достаточно очевидны. Это отделочные, декоративные материалы и изделия, пеногипсовые изделия, несъемная опалубка, коробы для вентиляционных систем, огнезащитные составы и др.

Источник: Сборник технической информации, вып. 1, 2005 г., 52 с. ГУП НИИМосcтрой

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка добавок для бетонов, цемента, ССС можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок добавок для бетонов, цемента и сухих строительных смесей в России».

Коровяков В.Ф., д.т.н., 1-й заместитель директора ГУП «НИИМосстрой» по научной работе

Раздел – стройхимия