Армирующие материалы
Известно, что усадка и коэффициент температурной деформации (КТД) полимербетонов на основе фурановых смол составляют соответственно 0,1% и (11 — 12) • Ю-6. Эти характеристики довольно близки к аналогичным у цементных бетонов. Поэтому армополимерные конструкции на основе фурановых смол в большинстве случаев армируют стальной арматурной, используя при этом основные положения, разработанные применительно к железобетону, и учитывая характерные особенности полимербетонов, приведенные в соответствующих нормативных документах {139]. В то же время для армополи- мерных конструкций, которые должны обладать высокими электроизолирующими свойствами — электроизоляторов, траверс электропередач, для электролизных ванн и т. д. — используют дисперсное армирование стеклянными волокнами или стеклопластиковую арматуру. Применение такой арматуры обеспечивает получение конструкций с высокими диэлектрическими параметрами и способствует повышению их эксплуатационных характеристик и долговечности.
Предпосылками к возможности армирования поли - мербетонных конструкций стекловолокном являются: высокое временное сопротивление стекловолокна воздействию нагрузок (алюмоборосиликатное стекловолокно диаметром 3—11 мк имеет временное сопротивление 2— 2,5 тыс. МПа), малый КТД (КТД стекла меньше КТД полимербетона на 15—30%, что в сочетании со сравнительно низким модулем упругости стекловолокна (70— 80 тыс. МПа) обеспечивает возможность их совместной работы даже при значительных перепадах температур). Для ряда специальных конструкций дисперсное армирование стекловолокном — весьма эффективный способ повышения несущей способности.
Следует отметить, что исследования влияния дисперсного армирования на свойства цементных и полимербетонов полимерными волокнами показали, что эти волокна имеют высокую деформативность и в 4—5 раз более низкий, чем у бетонов, модуль упругости. Поэтому такие волокна вряд ли могут выполнять роль эффективной арматуры для полимербетонов.
Второй способ предусматривает использование стекловолокна в составе высокопрочной стеклоиластиковой арматуры. Стеклопластикозая арматура — пучок продольно ориентированного стекловолокна, объединенный в стержень полимерным связующим и поперечной обмоткой. Стеклопластиковая арматура (СПА) диаметром 6— 16 мм разработана Институтом строительства и архитектуры Госстроя БССР совместно с НИИЖБом. Выпускаемая арматура имеет следующие характеристики:
Плотность, т./м3 . . ............................................................ 1.9
Предел прочности при растяжении, МПа. . . 1400 Модуль упругости при растяжении, МПа. . .(45—50) 105 Относительное удлинение при разрыве, % . . . 0.0: Коэффициент однородности................................................... 0 S5
Стеклопластиковая арматура обладает высокой коррозионной стойкостью и является хорошим диэлектриком. Благодаря сравнительно низкому модулю упругости стеклопластиковая арматура, как правило, используется в предварительно напряженных конструкциях. Предварительное обжатие полимербетона способствует предотвращению усадочных трещин в таких конструкциях и повышает их трещиностойкость при эксплуатации.
Составы полимербетонов на основе метилметакрилате и полиэфирных смол типа ПН-1 имеют в 1,5—2 раза более высокую усадку и КТД.
Исходя из этого они не могут быть армированы стальной арматурой.
В лаборатории НИИЖБа были проведены предварительные исследования, убедительно показавшие, что для армополимербетонов, обладающих высокой усадкой и КТД, хорошие результаты могут быть получены при использовании высокопрочной алюминиевой арматуры.
В зависимости от легирующих добавок деформируемые алюминиевые сплавы подразделяют на термически неупрочияемые и термически упрочняемые. Сплавы первой группы характеризуются относительно невысокой прочностью и большой пластичностью, хорошо свариваются и обладают более высокой коррозионной стойкостью. Сплавы второй группы в результате закалки и последующего старения резко увеличивают прочностные характеристики.
Физико-химические свойства различных алюминиевых сплавов достаточно устойчивы и в среднем составляют:
Плотность, т/м3 . . . ................................................ 2J
Предел прочности при растяжении, МПа. 400—500
|
При 70°С. . » —40—+50°С » 100°С. . |
|
Коэффициент Пузссоиз КТД....".. . |
Модуль продольной упругости. МПа:
76-Ю3 71•103 65-103 0,3
(22—24) • 10-6
Арматура из алюминиевых сплавов имеет достаточно высокую стойкость при воздействии пресной воды, сернистых соединений (сероводорода, сернистого ангидрида), высококонцентрированной азотной кислоты и серной кислоты любых концентраций. Сравнительно быстрое разрушение такой арматуры происходит в щелочной среде, соляной кислоте, при действии соединений хлора, фтора и других галогенов.
|
ФАМ ММА ПН |
|
(для сравнения) 0,1—0,15 0,15—0, 20,2—0,25 11 — 12 15—18 18—24 |
|
Линейная усадка, % КТД - Ю6.................... |
Перечисленные свойства и характеристики арматуры из алюминиевых сплавов показывают, что такая арматура с успехом может применяться для многих видов полимербетонов.
