Свойства зоны контакта проволоки и цемента

Исследование дифракции рентгеновских лучен свидетельствует об обогащении Са(ОН), в зоне контакта стальной проволоки и гидратированного цемента. В цементном камне на расстоянии около 10 мкм от стальной проволоки концентрация Са (ОН), значительно выше (на 20—40%), чем у взятых из объема образцов. Обогащение извести происходит, вероятно, в контактных зонах проволоки и цементного камня. Относительная прочность вещества зоны может быть определена при построении профилограммы микротвердости образцов от зоны их контакта в сторону объема вещества. Как показали Бодуэн и Фельдман, микротвердость цементной пасты связана с прочностью на сжатие. В пределах 250 мкм от поверхности проволоки микротвердость была значительно меньше, чем в контактной зоне образца. Уменьшение микротвердости соответствует повышению пористости приблизительно на 25%. Такое повышение […]

Измерение сцепления.

Один из наиболее распространенных методов испытания при оценке прочности сцепления заключается в испытании на выдергивание одного волокна. Повышение прочности сцепления, определяемое при испытании на выдергивание, не отражается на повышении прочности композиции при растяжении. Очевидно, что напряжение в цементной матрице при сжатии в большинстве испытании на выдергивание отличается от растягивающего напряжения в матрице при испытании композиции на растяжение при изгибе. Взаимодействие волокон не отражено в испытаниях на выдергивание одного волокна. Однако ценные сведения можно получить из убывающей части графика смещения нагрузки при выдергивании, построенного по результатам испытаний одного волокна.

Пинчин обнаружил, что если период гидратации менее 60 недель, то систематическое изменение как разрушающей сцепление нагрузки, так и переноса напряжения при трении незначительно. Это свидетельствует, вероятно, а том, что в самой контактной зоне быстро достигается стадия, когда прекращаются гидратация и нарастание прочности Усадка матрицы не вызывает предсказанного анализом на основе теорем упругости улучшения переноса напряжения от волокна к матрице.

Высказывалось предположение, что неупругие свойства зоны контакта волокна и матрицы вызваны наличием микротрещин. Известно, что разрушающая сцепление нагрузка возрастает вместе с шероховатостью поверхности проволоки. В то же время при передаче напряжения, следующей за нарушением сцепления, не проявляется никакой зависимости нагрузки. При выдергиваний от шероховатости проволоки. Таким образом, передача напряжения при трении играет, по-видимому, главную роль в определении свойств композитов. Соответствующее значение повышения нарушающей сцепление нагрузки не выяснено.

Пинчин и Табор исследовали влияние степени несоответствия волокон и матрицы, т. е. различия между радиусом проволоки и радиусом отверстия в матрице в отсутствие проволоки на передачу напряжения. Они обнаружили, что передаваемое на волокно напряжение пропорционально несоответствию волокна и матрицы, т. е. увеличение нагрузки при выдергивании вызвано единственно увеличением несоответствия волокна и матрицы. Наблюдалось также, что перемещение проволоки, происходящее вслед за применением ограничивающего сжатия, вызывало значительное сокращение передачи напряжения при трении из-за уменьшения несоответствия волокна и матрицы. Это объяснялось уплотнением цементного материала у поверхности проволоки. Уплотнение происходит, вероятно, в результате процесса скольжения, а не под воздействием нормально приложенной нагрузки.

Изучалось также влияние выдергивания волокон на наклонные и параллельные волокна. На величину нагрузки при выдергивании воздействуют два механизма: угловое трение и действие шпонок; в результате требуется увеличивать нагрузку, чтобы сохранить постоянной длину выдергивания. При испытаниях на выдергивание под нагрузкой группы параллельных волокон не происходит существенного уменьшения никакой нагрузки: нагрузка на волокно приблизительно соответствует нагрузке, измеренной при испытании для одного подокна. Нагрузка на волокно, работа и длина выдергивания значительно уменьшаются с увеличением числа наклонных волокон на единицу площади. Было предложено много версий, объясняющих механизм разрушения волокнистых композитов, механизмы нарушения сцепления и выдергивания волокон зависят от диаметра волокна и прочности сцепления в зоне контакта. Степень волокнистости пучков волокон действует на процессы в контактной зоне, управляющие микро-и макромеханикой композитов. Разрушение стекловолокнистых композитов объясняется изменениями в физических свойствах пучков волокон и микроструктурными изменениями в затвердевшей матрице.

Повышенная гидратация уменьшает пористость контактной зоны, а повышение хрупкости матрицы в зоне контакта привело бы к понижению вязкости разрушения материала.

Есть основания предположить, что как статическое напряжение, так и динамическое (или напряжение трения скольжения) в зоне контакта способствуют росту прочности композитов. Другие показали, что не существует взаимосвязи между прочностью сцепления волокна, определенной при испытаниях выдергивание, и свойствами композитов.

Было замечено, что гофрированные подокна с крупными завитками повышают нагрузку при выдергивании, не затрагивая свойств композитов.

Эффект зацепления волокна предоставляется более значительным, чем эффект какого бы то ни было заклинивания ориентации волокон, зависящей от свойств материала. Было сделано предложение, что для хрупких матриц, армированных хрупким волокном, можно улучшить вязкость и прочность, чередуя зоны сильного и слабого сцепления волокон и матрицы. Цементные композиты, например, портландцемент и микропористое вяжущее, имеющее прерывистое соединение матрицы с волокном в контактной зоне, могут способствовать воздействию различных волокон на повышение как вязкости, так и прочности при растяжении. Очевидно, что в таком случае слишком сильное сцепление может привести к повышению хрупкости контактной зоны.

Продолжая свое исследование Менаден предполагает, что поверхностная обработка волокон не оказывает значительного влияния на сцепление между стальным волокном и матрицами на основе цемента. В процессе выдергивания в контактной зоне стального волокна происходит местное растяжение.

Волокна, покрытые эпоксидной смолой, повышают прочность композитов как на сжатие, так и на растяжение; они дают повышенную прочность на выдергивание и большую устойчивость к постепенному нарушению сцепления во время разрушения при растяжении.

Похожие записи