Cтраница 2
По этому признаку различают композиты: образованные из слоев, армированных параллельными непрерывными волокнами ( свойства их в основном определяются свойствами однонаправленного слоя); армированные тканями ( текстолиты); с хаотическим и пространственным армированием. [16]
Естественно, что выбор природы волокна определяется назначением композита и материалом матрицы, прежде всего физико-химической природой взаимодействия на границе раздела матрица-волокно. Схемы хаотичного армирования короткими волокнами, одномерно армированные короткими и длинными волокнами, могут быть использованы для любой матрицы, в то время как остальные - в основном только для полимерной матрицы. Следует также отметить, что схемы двумерного и пространственного армирования легче всего реализуются при изготовлении деталей и узлов из полимерных материалов. [17]
Между рассмотренными вариантами армирования имеется принципиальное различие в их целевом предназначении. Для создаваемых на их основе композиционных материалов проектируется либо повышение жесткости на растяжение, либо улучшение сдвиговых свойств в определенной плоскости, либо их совместное увеличение во всем объеме. Так, у материалов, армированных в трех ортогональных направлениях согласно варианту 1, следует ожидать наибольшие значения модулей упругости в этих направлениях по сравнению со всеми остальными вариантами пространственного армирования. Такое же утверждение относительно модулей сдвига в трех главных плоскостях упругой симметрии следует для композиционного материала, армированного по варианту 3 с шестью направлениями армирования. [18]
Между рассмотренными вариантами армирования имеется принципиальное различие в их целевом предназначении. Для создаваемых на их основе композиционных материалов проектируется либо повышение жесткости на растяжение, либо улучшение сдвиговых свойств в определенной плоскости, либо их совместное увеличение во всем объеме. Так, у материалов, армированных в трех ортогональных направлениях согласно варианту 1, следует ожидать наибольшие значения модулей упругости в этих направлениях по сравнению со всеми остальными вариантами пространственного армирования. Такое же утверждение относительно модулей сдвига в трех главных плоскостях упругой симметрии следует для композиционного материала, армированного по варианту 3 с шестью направлениями армирования. [19]
Напрягающий цемент ( НЦ) отличается от РЦ большей химической энергией расширения, достаточной для самонапряжения арматуры. Этот цемент состоит из 65 - 75 % портландцемента, 13 - 20 % глиноземистого цемента и 6 - 10 % гипса. Затворенный водой НЦ сначала твердеет, затем после набора прочности около 15 МПа расширяется как твердое тело и напрягает стальную арматуру. Изделия на НЦ должны твердеть в стыках или швах конструктивных элементов зданий и сооружений либо при достаточном пространственном армировании конструкций. Цемент марки НЦ-20 проявляет безусадочные свойства и применяется для изготовления бетонов с компенсированной усадкой. Цементы НЦ-40 и НЦ-60 обеспечивают получение водонепроницаемых бетонов и самонапряженных железобетонных изделий и конструкций: напорных труб, монолитных и сборных резервуаров для воды, плавательных бассейнов, подземных сооружений. [20]
Нарушение сплошности и несущей способности пространственно-армированных композиционных материалов при повышенных ( выше 250 С) температурах вследствие сравнительно низкой теплостойкости матрицы ограничивает температурный диапазон их применения. Создание нового класса высокотемпературных материалов, получивших название углерод-углеродных композиционных материалов, описано в работе [109]; там же приведена библиография по этим материалам. Первоначально созданные углерод-углеродные композиционные материалы основывались на двухнапра-вленном армировании. Пространственное армирование резко повышает сопротивление этих материалов к действию нестационарных температурных напряжений и абляционную стойкость. [21]
Так, при а 35 26 получаем материал с кубической симметрией упругих свойств; такая схема армирования эквивалентна схеме укладки волокон вдоль четырех больших диагоналей куба. В предельном сл учае пространственного косоугольного армирования в четырех направлениях, когда а - - я / 2, коэффициент ( гпр может составить лишь 50 % от максимального его значения Для слоистой структуры композиционного материала. Необходимо отметить, что повышение значения цпр для такого косо-угольноармированного материала ( кроме случая а 35 26) достигается, как показано в работе [41], за счет введения дополнительной арматуры в пятом направлении. Практически такой прием малоприемлем. Следует иметь в виду, что равномерность упругих свойств по разным направлениям вследствие повышения Ццр нарушается, и в принципе с повышением этого коэффициента происходит возврат к однонаправленной структуре с незначительной прошивкой за счет косоугольно ориентированных волокон. Таким образом, пространственное армирование прямыми волокнами с повышением числа направлений укладки волокон малоэффективно, так как существенно снижается суммарный объемный коэффициент армирования, определяющий в основном степень деформируемости и предельного сопротивления композиционного материала. [22]
В качестве армирующих наполнителей используют элементарные волокна, пряди, жгуты, нити, тканые и нетканые материалы - ткани различной структуры, войлокоподобные материалы ( холсты, маты), а также бумагу, шпон. Армирующее действие оказывают волокна длиной не менее 200 мкм. Связывание волокон, обладающих высокой прочностью в продольном направлении, непрерывной матрицей позволяет снизить опасность хрупкого разрушения волокон и реализовать такие ценные свойства волокнистых материалов, как высокие модуль упругости, прочность и термостойкость. При традиционных методах армирования осуществляют последовательное наложение слоев волокнистой арматуры. Поэтому для таких систем характерно разрушение путем расслоения по плоскостям низкой прочности. В настоящее время разработаны способы пространственного армирования пластмасс. [23]