Нано- и микромодификации строительных арматурных стержней различных типов
DOI: 10.3390/cryst11040323
Авторы: Александр Руденко, Александр Бирюков, Олег Керженцев, Роман Федюк, Николай Ватин, Юрий Васильев, Сергей Клюев, Мугахед Амран
Журнал: Crystals
Дата публикации: март 2021 года
Квартиль: Q2
База Данных: Web of Science
Область исследования: Материаловедение
Аннотация:
Арматура из армированного волокном пластика (FRP) имеет способные ограничивать область её применения недостатки, такие как плохая термостойкость, снижение прочности со временем и под воздействием веществ с щелочной средой, а также недостаток низкого модуля упругости. Предмет статьи – нано- и микромодификация строительных арматурных стержней с использованием арматуры FRP из базальтовых волокон, пропитанных термореактивным полимерным связующим с микро- или наночастицами. В исследовании обсуждаются основные результаты разработанного композитного армирования с добавлением микро- и наноразмерных частиц. Микроструктура FRP была изучена с помощью сканирующей электронной микроскопии. Выявлено, что дисперсионно-упрочненные полимерные композиты с включением микрокремнезёма (SiO2) и наноразмерного оксида алюминия (Al2O3) имеют гораздо более высокий модуль упругости и прочности по сравнению с исходными полимерными материалами. В ходе эксперимента изучались также сохраняющиеся пластические свойства, характеризующиеся отсутствием хрупкости. Однако оказалось, что высокая прочность материалов достигается при размере частиц 10–500 нм, равномерно распределённых в матрице, со средним расстоянием между частицами 100–500 нм. Также было показано, что композитная арматура улучшила адгезионные характеристики по сравнению как со стальной арматурой (в 1,5–2 раза, в зависимости от диаметра), так и с традиционной немодифицированной арматурой FRP (примерно в 1,5 раза). Таким образом, использование микро- / наноразмерных порошков увеличило предел возможного температурного диапазона использования и применения полимерных материалов почти в два раза.
