4.7. Выводы

На основе данных табл. 4.2 строят графические зависимости:

1) объемной доли макропор поризованного бетона от средней плотности V_мп = f(_ср);

2) предела прочности при сжатии от объемной доли макропор R_сж = f(V_мп);

3) коэффициента использования потенциала прочности матрицы от объемной доли макропор К_ипп= f(V_мп).

На основании анализа полученных зависимостей делается заключение о влиянии объемного содержания макропор на прочность композиционного материала и коэффициент использования потенциала прочности матрицы.

Лабораторная работа № 5

Изучение влияния объемной доли волокнистых включений на

структуру и свойства композиционного строительного материала

5.1. Цель работы:

Исследовать влияние на прочность композиционного материала степени наполнения мелкозернистой матрицы волокнистыми включениями (на примере дисперсно-армированного мелкозернистого бетона).

5.2. Вопросы для подготовки к работе

1. Что называют дисперсно-армированными бетонами?

2. Какие существуют схемы ориентации волокнистых включений в структуре композиционного материала?

3. Каков механизм влияния дисперсного армирования на физико-механические свойства композиционного материала?

5.3. Оборудование, инструменты и материалы:

1. Емкость для приготовления бетонной смеси.

2. Формы-призмы (4416 см).

3. Мерные цилиндры на 500 и 1000 мл.

4. Весы торговые с пределами взвешивания до 10 кг.

5. Секундомер.

6. Пресс гидравлический – УММ-20.

7. Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).

8. Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.П.).

9. Армирующее волокно (асбестовое, базальтовое или др.).

5.4. Рабочее задание

Произвести оценку пористости и прочности дисперсно-армированного мелкозернистого бетона с различным содержанием волокнистых армирующих включений. В качестве матрицы принимается мелкозернистый бетон оптимального состава (по данным лабораторной работы №2), включениями являются волокна с диаметром 20…200 мкм. На основании полученных результатов работы проводится анализ влияния объемного содержания волокон на прочность при изгибе и сжатии композиционного материала и использование потенциала прочности матрицы в прочности композита.

5.5. Порядок выполнения работы

Для выполнения лабораторной работы подгруппа разбивается на 3 звена. Каждое звено формует 2 серии из шести образцов-призм размером 4416 см. Серии образцов отличаются содержанием армирующих волокнистых включений. Объемное содержание волокон в 1 м³ бетона назначается преподавателем в зависимости от применяемого вида волокна и определяется в диапазоне от 0 до 0,05 м³/м³, что обеспечивает соответствие количества армирующих элементов концентрации трещин в единице объема бетона, чем достигается эффективное торможение процесса трещинообразования.

Состав смеси по расходу цемента, песка и воды во всех сериях должен быть одинаковым и аналогичным оптимальному мелкозернистого бетона по результатам лабораторной работы №2.

Расчет расхода волокон на 1 м³ бетонной смеси производят исходя из соотношений:

(5.1)

где V_бс – объем бетонной смеси, м³;

V_фибр – объем фибр, м³;

С_фибр – объемная доля волокон, м³/м³;

_д – истинная плотность волокон, кг/м³.

После твердения (образцы твердеют в нормальных условиях при t=205 ⁰С, W100%) образцы высушивают до постоянной массы и подвергают техническим испытаниям: их измеряют, взвешивают, а затем испытывают на прочность при изгибе и сжатии.