3547344033

6. Betony z matrycą cementową wzmacnianą włóknami 13

6.4. Wpływ pyłów krzemionkowych na właściwości fibrobetonów (na przykładzie włókien węglowych)

Z dotychczasowy ch badań wy nika, że skuteczność działania włókien jako rozproszonego mikrouzbro-jenia w kompozy tach cementowy ch oprócz ich rodzaju, zawartości i rozproszenia zależy w głównej mierze od wytrzymałości wiązania na styku wlókno-matryca. Możliwość rozproszenia krótkich włókien w matry cy cementowej i ograniczenie ich wpływu na urabialność dodatkiem pyłu krzemionkowego i super-plastyfikatorów zwiększyło zainteresowanie tymi kompozytami. Stw ierdzoną znaczną poprawę: odporności na pękanie, rozciąganie, udamości, zmniejszenie skurczu, itp. tłumaczy się modyfikacją mikrostruktury' w warstwie przejściowej i zwiększeniem przyczepności włókien. Koncentrując się na wpływie rodzaju i zaw artości włókien na proces niszczenia kompozytów, nie należy zapominać o udziale w tych procesach pyłów krzemionkowy ch. Na podstawie ostatnich badań okazuje się, że w przy padku kompozy tu z włóknami PAN, optymalny dodatek pyłu odpowiadający największej poprawie właściwości mechanicznych betonu nic przekracza 10%. Udział produktów reakcji pucolanowcj w modyfikacji mikrostruktury' powoduje, że optymalizując skład betonu kompozytowego mikrokrzemionką, większego znaczenia nabiera w iek badanych próbek, bow iem zawartość włókien niezbędna do zwiększenia odporności na pękanie rośnie z wiekiem kompozytu [33],

Zastanówmy się teraz nad przebiegiem procesu pękania z jednej strony betonów' zwykłych z fibrą oraz betonów' wysokowartościowych także z dodatkiem włókien. Zatem w zwykłych betonach o zawartości włókien do 2%, zwiększenie odporności na pękanie ujawnia się głównie po przekroczeniu maksymalnego obciążenia i jest wyjaśnione dodatkiem energii na rozwieranie rysy i wywlekanie w łókien mostkujących niszczące pęknięcie. Natomiast w wysokowartościowych kompozytach, podobnie jak w metalach, na krzy wej obciążenie-ugięcie pomiędzy zakresem liniowo-sprężystym i maksymalnym obciążeniem pojawia się strefa odkształceń niesprężystych, w której rozproszenie energii jest związane z wystąpieniem zjawiska w ielokrotnego zary sowania. Aby doszło do znacznego zw iększenia odporności na pękanie poprzez wielokrotne zarysowanie niezbędne jest dostosowanie właściwości matrycy do w łókien tak, by rosnąca z obciążeniem energia była wydatkowana na tworzenie nowych rys, a nic na rozwieranie pierwszego pęknięcia. Minimalna zawartość włókien, przy której może wystąpić wielokrotne zarysowanie zależy od smuklości w łókna i przyczepności włókien do matrycy, przy czy m wzrost odporności na pękanie uwarunkowany jest wzrostem ilości włókien. Aby uzyskać kompozyt o znaczącej odporności na pękanie, przy minimalnym dodatku włókien należy w taki sposób zmodyfikować strukturę matry cy, aby zapewnić odpow iednio wysoką wytrzymałość wiązania matryca-włókno i zwiększyć odporność na pękanie samej matrycy [33],

Przejdźmy jednak do badań określających wpływ pyłu krzemionkowego i zawartości niskomoduło-wych, krótkich włókien węglowych typu „pitch" (l=3-r6 mm, d=15|im, wytrzymałość na rozciąganie ok. 800 MPa, moduł Younga ok. 40 GPa) na podstawowe w łaściwości mechaniczne i odporność na pękanie wysokowartościowych zapraw. Badania obejmowały dw ie serie prób tak z pyłem krzemionkowym, jak i bez.

Alma Mater

J.Jasiczak, P.Mikołajczak- Technologia betonu modyfikowanego domieszkami i dodatkami