ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОАРМИРОВАНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПЕНОБЕТОНА

Одним из основных путей повышения прочности изделий и, в частности, прочности на растяжение является их армирование волокнистыми материалами, та­кими, как стальные, стеклянные, органические волокна, а также ните­видные кристаллы.

При внешнем армировании хрупкой матрицы (какой является це­ментный камень) нитевидными кристаллами, которые в силу своих структурных и морфологических особенностей обладают значительно более высокими прочностями, чем массивные кристаллы, достигается увеличение прочности композиционного материала в несколько раз.

Образование тех или иных нитевидных кристаллов в результате твердения матрицы является наиболее эффективным способом ее арми­рования. В отличие от внешнего армирования такой способ упрочнения материала называется самоармированием. Варьируя составы вяжущих материалов и режимы их твердения, можно управлять структурой композиционного материала, создавая в нем направленную или войло-кообразную текстуру из нитевидных кристаллов — продуктов гидратации вяжущих.

В работе использовались два типа армирования цементной матрицы: внешнее армирование волокнами асбеста и самоармирование.

Первый тип армирования предположительно должен повысить устойчивость пеноцементной смеси в начальный период, когда из-за высокой подвижности цементного раствора, находящегося в межпоровом пространстве, возможны процессы коалесценции воздушных пузырьков и повышение плотности готового пенобетона, что нежелательно при получении теплоизоляционных пенобетонов.

Второй тип армирования должен повысить прочность цементных межпоровых перегородок. Известно, что при получении теплоизоляционных пенобетонов В/Ц достигает значений 0,6 и выше. Это обстоятельство приводит к снижению плотности цементного камня в перегородках, и , как следствие, к понижению его прочности.

Одним из путей повышения прочности композиционного материала является выращивание кристаллов на подложке из кристаллического кремнезема [2].

Кремнезем, как аморфный, так и кристаллический, при нормаль­ных условиях практически нерастворимое в воде вещество. Его растворимость при обычных температурах и атмосферном давле­нии измеряется десятыми и сотыми долями грамма на литр.

В настоящее время работами многих исследователей ус­тановлено, что растворимость SiO₂ в кристаллическом и аморфном состояниях определяется прежде всего температурой и составом растворителя. Для аморфного кремнезема наблюдается линейный характер зависимости концентрации раствора SiO₂ от температуры, начи­ная от низких ее значений до высокотемпературной области, од­нако прямая равновесной растворимости сдвинута в сторону меньших температур и значительно превышает растворимость кварца.

На растворимость раз­личных форм SiO₂ значите­льное влияние оказывает также щелочная среда. При изучении влияния рН в интервале температур от 0 до 200° учёными установлено, что рас­творимость аморфного крем­незема при температуре вы­ше 100° С в щелочном раст­воре прогрессивно возраста­ет, начиная от рН-7 [2]. Повышение растворимости кремнезёма в присутствии щелочей, помимо катализирующего их действия, многие учёные объясняют образованием легко растворимых растворов щелочных силикатов, дополнительно переводящих SiO₂ в раствор. Известно, что кристаллизационные процессы в системах ускоряются при наличии в ней кристаллов-затравок. Таким образом, в твердеющем цементном камне возможно создание условия для высокой скорости растворения аморфного кремнезема за счет высоких значений концентрации ионов кальция, образующихся при гидролизе силикатов кальция и для ускорения образования дополнительного количества гидросиликатов кальция из аморфного кремнезема и ионов кальция, путем введения в него кристаллических затравок- подложек.