2.1.4. Основные характеристики базальтового волокна
Альтернативным вариантом армирования состава разрабатываемого композита является «рубленное» базальтовое волокно (рис. 2.5) длиной 10 – 12 мм и средним диаметром 4,5 мкм. Исходное базальтовое волокно, производимое ООО «Уральский завод изоляции» в г. Сарапул Удмуртской Республики, состоит из волокон длиной 70 - 120 мм. Базальтовые волокна обладают высокой прочностью и химической стойкостью в щелочной среде, которая преобладает в составе ангидритового композита.
Рис. 2.5. Внешний вид базальтового волокна при 200-кратном увеличении
Подготовка сырья для приготовления полистиролбетона
Для приготовления образцов полистиролбетона предварительно в воде растворяли соль, являющуюся активатором твердения, в количестве 0,6 % от массы вяжущего и воздухововлекающую добавку в качестве смолы древесной омыленной (СДО) в количестве 0,1 % от массы вяжущего.
Также предварительно в воду добавляли льняную костру, в количестве 20 % от массы вяжущего (альтернативный вариант базальтовое волокно).
Для изготовления образцов полистиролбетона применялась следующая последовательность. В сухое вяжущее необходимого помола одновременно вводили растворенные в воде соль и СДО и льняную костру (базальтовое волокно). Затем смесь тщательно перемешивалась в течение 2-3 минут до образования однородной массы. Затем добавлялись пенополистирольные гранулы в количестве 200-250 % от массы вяжущего. Далее приготовленная таким образом полистиролбетонная смесь выливалась в формы, где происходил процесс подвспучивания.
Физико-механические методы исследования полистиролбетона
Для определения прочностных характеристик исследуемого состава использовались образцы - кубики 10х10х10 см. Распалубка образцов производилась через 24 часа, образцы до момента испытания хранились при Т = 20 °С и относительной влажности воздуха 60 %. Испытания производились в возрасте 7 и 28 дней на лабораторном прессе ИП-500 со скоростью нагружения 0,1 МПа/с. Кубики испытывались на определение предела прочности при сжатии на прессе ИП - 500.
Для достижения необходимой тонкости помола ангидрита использовалась планетарная мельница МЛ-1, позволяющая регулировать тонкость помола.
Комплекс методов физико-химических исследований полистиролбетона
При исследовании полистиролбетона был использован комплекс методов физико-химического анализа структуры и свойств материалов: растровая электронная микроскопия (РЭМ), поляризационная микроскопия, рентгенофазовый анализ.
2.4.1. Рентгенофазовый анализ вяжущего в ангидритовых композициях
Сущность рентгеновских методов анализа заключается в изучении дифракционной картины, получаемой при отражении рентгеновских лучей атомными плоскостями в структуре кристаллов. Применение рентгеновского излучения для исследования веществ основано на том, что его длина волны сопоставима с расстоянием между упорядоченно расположенными атомами в решетке кристаллов, которая для него является дифракционной решеткой.
Рентгенофазовый анализ при исследовании исходных материалов и новообразований в структуре затвердевших композиций проводился на дифрактометре общего назначения ДРОН-3 с использованием метода порошка [126], с применением съемки с дифрактометрической регистрацией. Для обеспечения возможности автоматизированной обработки дифракционных спектров запись сигнала производилась в цифровой форме. В последующем данные обрабатывались вручную с использованием графического редактора "Grapher" (версия 2.04) или расшифровывались с помощью специально разработанной программы для рентгенофазового анализа кристаллических новообразований . В качестве катода рентгеновской трубки использовали в зависимости от состава компонентов кобальт, медь, железо.
Задачи, решаемые с использованием рентгенофазового анализа, заключались:
- в фазовом анализе исходных компонентов и новообразований;
- в выявлении динамики изменений в фазовом составе твердеющих композиций с течением времени.
При идентификации фаз в ходе качественного рентгенографического анализа учитывались следующие обстоятельства:
- в связи с исследованием многофазных композиций величины межплоскостных расстояний на эталонной и расшифровываемой рентгенограммах могут отличаться друг от друга на величину до 1 %;
- надежность идентификации устанавливали при совпадении не менее 4 наиболее интенсивных отражений для данного соединения;
- при сравнении интенсивностей дифракционных максимумов исследуемой и эталонной рентгенограмм учитывалось, что соотношения интенсивностей и характер отражений меняются в зависимости от состава композиции, размера кристаллов, условий съемки.