Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды



Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды
Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды

 


Владельцы патента RU 2547579:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к способу исследования процесса дисперсного армирования и микроармирования бетонов для повышения их трещиностойкости. Для этого изучают взаимодействие стекловолокна с цементным камнем в течение заданного времени. Предварительно стекловолокно наклеивают на пластиковую пластинку, вкладывают ее в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом. Пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном вкладывают таким образом, чтобы стекловолокно соприкасалось с цементным тестом. После отвердения цементные образцы извлекают из формы и отделяют волокно от пластинки. Затем волокно исследуют с помощью рентгеноспектрального анализа и электронной микроскопии. Способ позволяет определить элементный состав, структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем. Кроме того, оценивают стойкость стекловолокна по сравнению диаметра стекловолокна после испытания с диаметром исходного волокна. Изобретение позволяет сравнивать применение стекловолокон различного состава в качестве армирующих материалов. 7 ил.

 

Изобретение относится к способам исследования состава и структуры вещества и может быть использовано для определения оптимального вида стекловолокна для дисперсного армирования и микроармирования бетонов.

Дисперсное армирование бетонов применяют для повышения трещиностойкости бетонов. Одним из перспективных видов армирующих материалов является стекловолокно различного состава. Существенным препятствием для использования стекловолокна с этой целью является низкая щелочестойкость стекловолокна.

Известны способы исследования устойчивости стекол к воздействию щелочей, например способ, описанный в ГОСТ 19810-85. Стекло медицинское. Метод определения щелочестойкости. Способ заключается в воздействии на стекло кипящей смеси равных объемов раствора углекислого натрия (Na CO) концентрации 0,5 моль/дм и раствора гидроокиси натрия (NaOH) концентрации 1 моль/дм и определении отношения потери массы образца стекла после испытания к единице площади поверхности образца.

Недостатком известного способа является то обстоятельство, что он не позволяет определить состав и структуру продуктов взаимодействия стекла со щелочными компонентами.

Известен также способ определения щелочестойкости стекловолокна, описанный в работе Зак А.Ф., Физико-химические свойства стеклянного волокна. М.: Ростехиздат, 1962. 224 с. Волокно вводят в растворные образцы-балочки и определяют изменение прочности образцов при растяжении в зависимости от времени в сравнении с такими же образцами без волокна.

Этот способ также не дает возможности определить состав и структуру продуктов реакции между стекловолокном и щелочью.

Указанные способы по сути являются неполными моделями исследуемого процесса.

Критерием щелочестойкости стекловолокна в соответствии с указанными способами является изменение размера образца стекла или изменение диаметра стекловолокна в растворе щелочи, измеренное под микроскопом. Однако взаимодействия стекловолокна с моделью цемента не учитывают ни состава цемента, ни влияния продуктов взаимодействия минералов цемента с водой, ни реального соотношения компонентов системы «стекловолокно-цемент-вода».

Наиболее близким к предлагаемому является способ, описанный в статье Сарайкиной К.А. и Семковой Е.Н. Исследование процесса выщелачивания минеральных волокон в цементной среде // В сб. Наука. Технологии. Инновации: материалы всерос. научн. конф. - Новосибирск, 2012. Согласно способу исследование стойкости стекловолокна производят в контакте с реальным компонентом, являющимся одним из продуктов твердения цемента - гидроксид кальция. После воздействия раствора гидроксида кальция определяют диаметр стекловолокна. Критерием интенсивности взаимодействия стекловолокна с твердеющим бетоном является изменение диаметра волокна. Данный способ принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: взаимодействие стекловолокна с агрессивной средой в течение заданного времени; последующее определение диаметра стекловолокна; о стойкости стекловолокна судят по изменению диаметра участков свободного от продуктов реакции волокна по сравнению с диаметром исходного волокна.

Недостатком известного способа является невозможность определения состава и структуры продуктов взаимодействия.

Задачей изобретения является создание способа исследования стойкости стекловолокна к взаимодействию с цементным камнем, позволяющего определить состав и структуры продуктов этого взаимодействия.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды, включающем взаимодействие стекловолокна с агрессивной средой в течение заданного времени и последующее определение диаметра стекловолокна, по изменению диаметра участков свободного от продуктов реакции волокна по сравнению с диаметром исходного волокна судят о стойкости стекловолокна, согласно изобретению в качестве агрессивной среды используют цементный камень, при этом предварительно стекловолокно наклеивают на пластиковую пластинку, вкладывают ее в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом, причем вкладывают в форму пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном таким образом, чтобы стекловолокно соприкасалось с цементным тестом, после необходимого срока твердения цементные образцы извлекают из формы, отделяют пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном и волокно от пластинки, затем волокно исследуют с помощью рентгеноспектрального анализа и электронной микроскопии, определяя элементный состав и структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от решения по прототипу: в качестве агрессивной среды используют цементный камень; предварительно наклеивают стекловолокно на пластиковую пластинку; вкладывают ее в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом; вкладывают в форму пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном таким образом, чтобы стекловолокно соприкасалось с цементным тестом; после необходимого срока твердения цементные образцы извлекают из формы; отделяют пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном; отделяют волокно от пластинки; исследуют волокно с помощью рентгеноспектрального анализа и электронной микроскопии, определяя элементный состав и структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем.

Предварительное наклеивание стекловолокна на пластиковую пластинку дает возможность извлечения волокна из твердеющего цемента в любой срок твердения образцов.

Введение стекловолокна в цементное тесто в момент формования цементного образца и нахождение волокна в образце в течение всего срока твердения позволит определить состав и структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем в любой срок.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг.1-7.

На фиг.1 изображен образец-вкладыш.

На фиг.2 - распалубленный образец-кубик с вкладышем.

На фиг.3 показана структура поверхности стеклянного волокна после контакта с цементным камнем в течение 28 суток.

На фиг.4 - результаты рентгеноспектрального элементного анализа исходного волокна.

На фиг.5 - результаты рентгеноспектрального элементного анализа исходного волокна после 28 суток контакта с твердеющим цементом.

На фиг.6 - диаметр стекловолокна до эксперимента.

На фиг.7 - поверхность стекловолокна после взаимодействия с цементным камнем. Видно участок, свободный от новообразований, диаметр которого можно измерить.

Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды осуществляется в следующей последовательности.

Предварительно изготавливают образцы-вкладыши (фиг.1). Для этого стекловолокно наклеивают на пластиковую пластинку. В качестве агрессивной среды используют цементный камень. Вкладывают образцы в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом. Образец (пластинка с приклеенным стекловолокном) вставляется в форму так, чтобы волокно соприкасалось с цементным тестом с одной стороны, а другой стороной соприкасалось с пластиковой пластинкой. Место приклейки волокна к пластинке должно быть выше уровня цементного теста в форме.

После твердения цементных образцов в течение заданного времени (обычно 3, 7, 14, 28 суток, 3, 6, 12 и более месяцев) их извлекают из формы, раскалывая образцы по плоскости пластинки (фиг.2). Далее отделяют пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном и отделяют волокно от пластинки. Затем исследуют волокно под электронным микроскопом, производя фотосъемку структуры (фиг.3) и определяя параллельно рентгеноспектральный элементный химический анализ продуктов взаимодействия стекловолокна с цементом (фиг.4, 5) и диаметр волокна. Об интенсивности взаимодействия волокна судят по изменению диаметра участков свободного от продуктов реакции волокна по сравнению с диаметром исходного волокна (фиг.6, 7).

Преимущество заявляемого способа состоит в том, что он позволяет проследить за изменениями диаметра самого волокна и определить состав и структуру продуктов взаимодействия стекловолокна с цементом.

Способ исследования стойкости стекловолокна к воздействию агрессивной среды, включающий взаимодействие стекловолокна с агрессивной средой в течение заданного времени и последующее определение диаметра стекловолокна, по изменению диаметра участков свободного от продуктов реакции волокна по сравнению с диаметром исходного волокна судят о стойкости стекловолокна, отличающийся тем, что в качестве агрессивной среды используют цементный камень, при этом предварительно стекловолокно наклеивают на пластиковую пластинку, вкладывают ее в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом, причем вкладывают в форму пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном таким образом, чтобы стекловолокно соприкасалось с цементным тестом, после необходимого срока твердения цементные образцы извлекают из формы, отделяют пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном и волокно от пластинки, затем волокно исследуют с помощью рентгеноспектрального анализа и электронной микроскопии, определяя элементный состав и структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, в частности к определению параметров деформирования бетона в условиях циклических нагружений до уровня, не превышающего предела прочности бетона на сжатие Rb и на растяжение Rbt.

Изобретение относится к области строительства, в частности к испытанию строительных материалов на прочность при растяжении и сжатии, и может быть использовано для определения параметров деформирования бетона при статическом и динамическом приложении нагрузки.

Способ относится к методам испытаний пористых водонасыщенных тел. Он предусматривает изготовление серии бетонных образцов, насыщение образцов водой, измерение образцов, определение начального их объема, их замораживание-размораживание до нормативных температур и регистрацию при этом деформации.

Изобретение относится к теоретическому и прикладному материаловедению и может быть использовано в различных областях науки и техники в целях создания новых и совершенствования известных методик создания сухих строительных смесей для бетона с заданными эксплуатационными свойствами.

Изобретение относится к способам испытаний прочностных свойств изделий из хрупкого материала путем приложения к ним повторяющихся механических, температурных и иных усилий и может использоваться, в частности, для определения долговечности керамических изделий.

Изобретение относится к области испытаний цементных штукатурных составов на предельную растяжимость при статическом нагружении. Сущность: величину предельной растяжимости определяют испытанием стальных балочек с нанесенным штукатурным составом по схеме двухточечного изгиба с плавным нагружением малыми ступенями и фиксацией ступени нагружения, соответствующей моменту трещинообразования, а значение предельной растяжимости рассчитывают по формуле.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проведении тепловой обработки бетонных конструкций. Способ включает определение температуры твердеющего бетона в заданные моменты времени и расчет прочности, при этом определяют трехсуточную прочность бетона при твердении в нормальных условиях, а прочность бетона определяют по формуле: , где R, % - прочность бетона, набранная за время τ, сут. Kt - температурный коэффициент, определяемый в зависимости от температуры твердения бетона и трехсуточной прочности.

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств бетона в условиях воздействия на образец углекислого газа заданной концентрации. Установка содержит не менее 2-х герметичных камер с заполненной водой U-образной трубкой для сброса избыточного давления в камере, впускным и выпускным газовыми распределительными коллекторами, фильтрами для очистки забираемой из камер газовоздушной среды и с установленными внутри каждой камеры вентилятором и ванной с насыщенным раствором соли для создания и постоянного поддержания заданной относительной влажности воздуха внутри камеры, подсоединенный к герметичным камерам через впускной газораспределительный коллектор и установленные на трубопроводах электромагнитные клапаны источник углекислого газа, автоматический газоанализатор с побудителем расхода газа, газовый распределительный коммутатор для попеременного забора пробы из камер и передачи ее в газоанализатор через побудитель расхода газа, кроме того, газоанализатор соединен с ЭВМ для автоматизации контроля за концентрацией газа в герметичных камерах и подачей в них газа через электромагнитные клапаны.

Изобретение относится к способам исследования свойств строительных материалов и предназначено для выбора максимально допустимого: водоцементного отношения по требуемой марке морозостойкости на стадии проектирования бетона.

Изобретение относится к контролю качества бетонов, растворов и цементного камня. .

Использование: для определения профиля поперечного распределения примеси германия в жиле и оболочке кремниевых стекловолокон. Сущность изобретения заключается в том, что изготавливают из эпоксидной смолы таблетку-держатель с образцами анализируемых стекловолокон и проводят последующий анализ образцов на растровом электронном микроскопе, при этом образцы анализируемых стекловолокон размещают вертикально в держателе-таблетке из эпоксидной смолы, после чего держатель-таблетку облучают рентгеновским излучением и загружают одновременно с держателем-таблеткой, содержащей эталонные образцы стекловолокон, в рабочую камеру растрового электронного микроскопа с оптическим каналом регистрации, далее визуально по виду и размерам концентрических кольцевых, различающихся по интенсивности свечения люминесцирующих участков на торцевых поверхностях тестируемых и эталонных стекловолокон визуально определяют профиль поперечного распределения примеси германия по поперечному сечению стекловолокна.

Изобретение относится к области электронного приборостроения, а более конкретно - к конструкции детекторов электронов, и может найти преимущественное использование в электронных микроскопах.

Изобретение относится к области формирования в цифровом виде трехмерного изображения реального физического объекта, а именно к формированию топографического изображения объекта, исследуемого методами сканирующей микроскопии.

Изобретение относится к физическим методам анализа состава и структуры вещества, а именно к применению метода вторично-ионной масс-спектрометрии для анализа структурно-энергетического состояния поверхностного слоя вещества, и может быть использовано в структурообразовании и повышении износостойкости новых материалов при изготовлении деталей ответственного назначения.

Изобретение относится к области инструментального химического анализа, в частности к области аналитической химии. .

Изобретение относится к области исследований и анализа материалов путем определения их физических свойств, а именно для исследования параметров каналов нанометрических размеров в трековых мембранах, и может быть использовано при изготовлении объектов из трековых мембран для анализа с помощью просвечивающей электронной микроскопии.

Изобретение относится к медицине, диагностике, оценке эффективности препаратов для лечения остеопороза. Диагностику остеопороза и контроль его динамики проводят рентгенабсорбционным методом на остеометре, причем за диагностический критерий остеопороза принимают наличие полостных образований в трабекулярных отделах костей, по динамике закрытия которых судят об эффективности препарата или препаратов.
Наверх