Топологический расчет основных параметров фибры для получения пенобетона на основе бесцементного наноструктурированного вяжущего

Дисперсное армирование представляет собой введение в систему дискретных волокон (фибр) различного происхождения с целью повышения прочностных и деформативных характеристик изделий и конструкций. Максимальный эффект от армирования возможен при выборе оптимальных параметров (длины и расхода волокна), при этом следует учитывать особенности твердения вяжущей системы и гранулометрический состав. В качестве примера рассмотрен пенобетон на основе бесцементного наноструктурирован-ного вяжущего с применением базальтовой фибры и волокон строительных микроармирующих (ВСМ) полимерной природы. В работе проведены расчеты с помощью математического аппарата структурной топологии, позволившие установить критические длины фибр природного и искусственного происхождения, а также их минимально допустимый расход при использовании в ячеистых системах. За исходные данные приняты диаметр волокон, уточненный с помощью микроструктурных исследований, выполненных на сканирующем электронном микроскопе, и экспериментально определенная плотность их упаковки в рыхлом и уплотненном состоянии. Определение топологических параметров волокна с допустимой для практики погрешностью производилось в соответствии с двумя зависимостями: от пористости материала и размера пор. Таким образом, наименьшая эффективная длина волокна при усло- вии равномерного распределения по всему объему матрицы композита имеет значение менее 1 мм, минимальный расход волокна в массовом отношении от общего количества смеси составляет диапазон от 0,2 до 0,5 масс. %. Нерациональный выбор параметров дисперсного волокна приводит не только к неоправданному повышению себестоимости материалов, но и к образованию комковых включений, что, в свою очередь, оказывает негативное влияние на конечные характеристики композита.