Наполнители
Вместе с вяжущим веществом наполнители участвуют в формировании микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах. Тесному контакту этих двух компонентов в общей смеси способствуют механические, тепловые, ультразвуковые и другие способы обработки. Нередко довольно сложно разграничить их функции в работе микро- или макроконгломерата. Обладая огромным потенциалом поверхностной энергии, наполнители становятся активными компонентами при отвердевании вяжущих веществ в процессе формирования структуры и свойств материала.
Характер функций наполнителя зависит от разновидности вяжущего вещества. Однако можно выделить ряд сравнительно общих функций наполнителей: увеличение водоудерживающей способности порошкообразного вяжущего вещества при использовании его в строительных растворах, укладываемых по пористому основанию, например в кирпичной кладке; заполнение пор в микроструктуре без вступления в химические взаимосвязи с компонентами. Кроме того, среди функций можно выделить: перевод большей части вяжущего вещества из объемного состояния в пленочное с равномерным распределением его по высокоразвитой поверхности наполнителя (для улучшения тепломеханических свойств); снижение теплового напряжения в материале; развитие зоны контакта между крупнозернистыми компонентами конгломерата; улучшение некоторых специальных свойств конгломерата, например повышение огнестойкости; удешевление материала за счет частичной замены дорогостоящего вяжущего местным дешевым наполнителем при сохранении качества на необходимом уровне.
Могут быть у наполнителя и другие нередко комплексные функции. Например, он может выполнять роль твердого эмульгатора в пастообразных строительных материалах; быть порообразователем в обжиговых ИСК; выполнять роль снижения яркости тона в красочных составах с пигментами.
При всем многообразии функций наполнителя общим у каждого остается то, что в структуре конгломерата не теряется его индивидуальность, а сохраняются специфические свойства компонента.
Для применения в различных материалах к наполнителям относятся известняковые, доломитовые, тонкоизмельченные горные породы и минералы вулканического происхождения, порошки помола керамического боя, шамота, шлака и других отходов промышленности, асбестовые отходы производства, древесная мука (для пластмасс), зола-унос, колошниковая пыль. Для выбора необходимого наполнителя и определения его количества производятся лабораторные испытания. Затем устанавливается степень эффективности наполнителя, рациональное содержание его в вяжущем веществе и ИСК.
Строй-справка.ру
Отопление, водоснабжение, канализация
Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение
Наполнителями называют порошкообразные материалы, частицы которых соизмеримы с частицами вяжущего вещества. Как и заполнители, они могут быть неорганическими и органическими, непременным элементом в составе которых является углерод; природными и искусственными; простыми по химическому составу и сложными. Частицы наполнителя могут быть также пластинчатыми, волокнистыми. Размер частиц обычно от 10 до 100 мкм и не более 1—2 мм.
Наполнители совместно с вяжущим веществом участвуют в формировании, микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах. Тесному контакту этих двух компонентов в общей смеси способствуют механические, тепловые, ультразвуковые и другие способы обработки. Нередко сложно разграничить их функции в работе микро- или макроконгломерата. Обладая огромным потенциалом поверхностной энергии, наполнители становятся активными компонентами при отвердевании вяжущих веществ в процессе формирования структуры и свойств материала. Конкретный характер функций наполнителя зависит от разновидности вяжущего вещества. Однако можно выделить ряд сравнительно общих функций наполнителей: заполнение пор в микроструктуре без вступления в химические взаимосвязи с компонентами; увеличение водоудержи-вающей способности порошкообразного вяжущего вещества при использовании его в строительных растворах, укладываемых по пористому основанию, например в кирпичной кладке; перевод большей части органического вяжущего вещества из объемного в пленочное состояние с равномерным распределением его по высокоразвитой поверхности наполнителя для улучшения тепломеханических свойств; развитие зоны контакта между крупнозернистыми компонентами конгломерата; снижение теплового напряжения в материале, появляющегося за счет значительного различия в коэффициентах температурного расширения вяжущего вещества и заполнителя; улучшение некоторых специальных свойств конгломерата, например повышение огнестойкости, снижение истираемости и т. п.; удешевление материала за счет частичной замены дорогостоящего вяжущего местным дешевым наполнителем при сохранении качества на необходимом уровне. Могут быть у наполнителя и другие, нередко комплексные, функции. Так, например, он может выполнять роль твердого эмульгатора в пастообразных строительных материалах, порообразователя в обжиговых ИСК с выгоранием органического наполнителя, понизителя яркости тона в красочных составах с пигментами при удешевлении готового материала и т. п.
При большом многообразии функций наполнителя общим у каждого остается то, что в структуре конгломерата не теряется его индивидуальность, сохраняются специфические свойства компонента.
К наполнителям для применения в различных материалах относятся известняковые, доломитовые и другие природные порошки осадочных пород, тонкоизмельченные горные породы и минералы вулканического происхождения, порошки помола керамического боя, шамота, шлака и других отходов промышленности, асбестовые отходы производства, древесная мука (для пластмасс), зола-унос, колошниковая пыль и др. Для выбора необходимого наполнителя и определения его количества производятся лабораторные испытания как чистого вяжущего, так и вяжущего с наполнителем при сравнении их показателей при оптимальных структурах. Сравнением величин экстремумов свойств устанавливают степень эффективности наполнителя, рациональное содержание его в вяжущем веществе и ИСК.
Навигация:
Главная → Все категории → Строительное материаловедение
Виды наполнителей. Классификация
Существует ряд подходов при классификации наполнителей по различным признакам. По агрегатному состоянию все известные наполнители делятся
По своей природе они делятся
— волокнистые (волокна, нити, жгуты);
-листовые (пленочные) с заданной структурой (ткани, бумага, листы, ленты, сетки, пленки);
-объёмные (каркасные) с непрерывной трехмерной структурой (объемные ткани, войлок, скелетные и пористые каркасы).
Дисперсные наполнители:
Свойства некоторых наиболее распространенных видов дисперсных минеральных наполнителей.
—— Кварц (диоксид кремния, SiO2). Существует ряд модификаций диоксида кремния аморфной и кристаллической структуры, используемых в качестве дисперсных наполнителей. Часть из них имеет минеральное происхождение и получается на основе природного сырья (кварцит, трепел, диатомит, новакулит), часть получается синтетическим путем (пирогенетический, осажденный диоксид кремния). Эти модификации отличаются по своему химическому составу, форме и размеру частиц, стоимости, областям применения.
Волокнистые наполнители. Волокнистые наполнители среди всех наполнителей занимают второе место после дисперсных по частоте применения. Они применяются в виде нитей, жгутов, ровингов, при создании конструкционных, высокопрочных и высокомодульных полимерных композитов. Волокнистые наполнители получают из металлов (железа, вольфрама, титана, молибдена), кварца, базальта, керамики. Наибольшим распространением пользуются стеклянные, углеродные, базальтовые, борные и полимерные волокна диаметром 5-100 мкм, круглого и профильного сечений. Основные виды волокон (углеродные, стеклянные) выпускаются круглого сечения диаметром 8-20 мкм, а также треугольного, ромбического и других форм сечения. Непрерывные волокна, имеющие форму сечения отличную от круглой, называются профильными (рис. 1). Применение волокон различных профилей позволяет уменьшить плотность пластиков, увеличить удельную жёсткость и прочность при сжатии, повысить теплоизолирующие и диэлектрические свойства. Что в свою очередь дает возможность увеличить плотность упаковки волокон в композиции и повысить прочность пластика. Также производятся полые волокна, которые позволяют снизить плотность композиционного армированного материала.
—-Углеродные волокна значительно более жесткие, а поскольку по прочности они не уступают лучшим стеклянным волокнам, напряжения, которые выдерживают материалы на их основе, значительно выше, чем в случае стеклопластиков при меньших допустимых деформациях. Эти волокна, также как и стеклянные, производятся непрерывным способом и технология производства изделий из материалов на их основе незначительно отличается от технологии изготовления изделий из стеклопластиков.
Из свойств углеродных волокон стоит особо отметить – высокую прочность и модуль упругости при растяжении и изгибе по сравнению со стеклопластиками, малую плотность, высокую электропроводность, низкие коэффициенты трения и термического расширения.
Борные волокна характеризуются – высокой прочностью и жесткостью и в то же время низкой плотностью, что резко отличает их от других волокнистых наполнителей композиционных материалов. Материалы на основе борных волокон обладают значительно более высокими показателями механических свойств, чем материалы на основе стеклянных и углеродных волокон. Также обладают более высокими механическими характеристиками (за исключением прочности при сдвиге), чем алюминиевые и титановые сплавы.
Холст— представляет собой полотно из дезориентированных рубленых стеклянных волокон, связанных друг с другом полимерным связующим.