РОЗРОБКА ПРИНЦИПІВ МОДИФІКАЦІЇ БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА З МЕТОЮ ПІДВИЩЕННЯ ЙОГО ЕФЕКТИВНОСТІ
Анотація
У статті розглядається обґрунтування використання базальтового волокна, як перспективного матеріалу, за допомогою якого можливо отримати новий клас будівельних матеріалів.
У результаті встановлено, що збільшення температури сприяє підвищенню лугостійкості волокна. Втрата маси при витримці в лужному розчині після 28 діб становить близько 5 %, тоді як початкове волокно за цей час втрачає понад 30 % маси волокна. Подальше збільшення температури ізотермічної витримки не ефективно через зниження лугостійкості волокон та економічної недоцільності. Для пояснення процесів, що відбуваються в структурі волокна в процесі його термічної обробки, були отримані рентгенограми і спектри вихідного і термообробленого волокна.
У процесі термообробки від 300 до 500 0С відбуваються процеси заліковування дефектів, зміни хімічного складу та структури поверхні волокон в результаті окислення Fe+2 Fе+3 та утворення залізокисневих тетраедрів [FеO4]Na із залученням на поверхню волокон лужних катіонів. Обґрунтовано доцільність термічної обробки базальтового волокна при температурі 500 0С, що приводить до ущільнення структури фібри та сприяють підвищенню її лугостійкості, що підтверджується морфоструктурними особливостями поверхні термообробленого базальтового волокна, витриманого у цементному розчині.
Посилання
Tolmachev S. N. (2013). Razvitie teorii razrusheniya i stojkosti dorozhnyh cementnyh betonov pri dejstvii agressivnyh faktorov [Development of the theory of destruction and resistance of road cement concrete under the action of aggressive factors]. Extended abstract of Doctor’s thesis. Harkov: Ukr. derzh. akad. zaliznichn. tr-ra [in Ukrainian].
Brazhnik A. V. (2015). Monolitnye dorozhnye cementnye betony vysokoj morozostojkosti s organomineralnym kompleksom i fibroj [Monolithic road cement concretes of high frost resistance with organo-mineral complex and fiber]. Extended abstract of candidate’s thesis. Harkov: Ukr. derzh. akad. zaliznichn. tr-ra [in Ukrainian].
L.Ferrante, J.Tirillò, F.Sarasini, F.Touchard, R.Ecault, M. A.Vidal Urriza, L.Chocinski-Arnault, & D.Mellier. (2015). Behaviour of woven hybrid basalt-carbon/epoxy composites subjected to laser shock wave testing: Preliminary results, Composites Part B. Engineering, 78, 162–173. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.03.084.
Milind V. (2015). Mohod Performance of Polypropylene Fibre Reinforced Concrete. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), 12(1), 28–36. https://doi.org/10.9790/1684-12112836.
Subagia, I. A., Kim, Y., Tijing, L. D., Kim, C. S., & Shon, H. K. (2014). Effect of stacking sequence on the flexural properties of hybrid composites reinforced with carbon and basalt fibers. Composites Part B: Engineering, 58, 251-258. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.10.027.
Dorigato, A., & Pegoretti, A. (2014). Flexural and impact behaviour of carbon/basalt fibers hybrid laminates. Journal of Composite Materials, 48(9), 1121-1130. https://doi.org/10.1177/0021998313482158.
Lim, J. II., Rhee, K. Y., Kim, H. J., & Jung, D. H. (2014). Effect of stacking sequence on the flexural and fracture properties of carbon/basalt/epoxy hybrid composites. Effect of stacking sequence on the flexural and fracture properties of carbon/basalt/epoxy hybrid composites, Carbon Letters, 15(2), 125–128. https://doi.org/10.5714/CL.2014.15.2.125.
Khamees, S. S., Kadhum, M. M., & Nameer, A. A. (2020). Effects of steel fibers geometry on the mechanical properties of SIFCON concrete. Civil Engineering Journal, 6(1), 21-33. http://dx.doi.org/10.28991/cej-2020-03091450.
Ganesh, A. C., Sowmiya, K., & Muthukannan, M. (2020, June). Investigation on the effect of steel fibers ingeopolymer concrete. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 872, No. 1, p. 012156). IOP Publishing. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/872/1/012156.
Chatiras, N., Georgiopoulos, P., Christopoulos, A., & Kontou, E. (2019). Thermomechanical characterization of basalt fiber reinforced biodegradable polymers. Polymer Composites, 40(11), 4340-4350. https://doi.org/10.1002/pc.25295.
Kytinou, V. K., Chalioris, C. E., & G. Karayannis, C. (2020). Analysis of residual flexural stiffness of steel fiber-reinforced concrete beams with steel reinforcement. Materials, 13(12), 2698. https://doi.org/10.3390/ma13122698.
Wang, G., Zhang, D., Wan, G., Li, B., & Zhao, G. (2019). Glass fiber reinforced PLA composite with enhanced mechanical properties, thermal behavior, and foaming ability. Polymer, 181, 121803. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.121803.
Overkamp, T., Mahltig, B., & Kyosev, Y. (2018). Strength of basalt fibers influenced by thermal and chemical treatments. Journal of Industrial Textiles, 47(5), 815-833. https://doi.org/10.1177/1528083716674905.
Sudha, C., & Mohan, G. S. (2019). Behaviour of fibre reinforced concrete using basalt fibre in beam column joint under cyclic loading. ARPN J. Eng. Appl. Sci., 14(8), 1463-1470.
Doroshenko, O.Yu. (2021) Obgruntuvannya mozhlivosti vikoristannya bazaltovogo volokna yak komponenta cementobetonu dlya transportnogo budivnictva [Justification of the possibility of using basalt fiber as a component of cement concrete for transport construction]. Harkiv: Zbirniku naukovih prac UkrDUZT Harkiv, 198. 22-29 [in Ukrainian].
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ліцензійні умови: Це стаття з відкритим доступом, поширювана за умовами Ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє необмежено використовувати, розповсюджувати та відтворювати на будь-якому носії за умови представлення автора та джерела оригіналу.
