kompozitais armuotos betoninės konstrukcijos - Vilniaus Gedimino ...

136 6. Bendrosios žinios apie kompozitinio polimero armatūrą
C, anglies atomai
6.15 pav. Molekulinė anglies pluošto
struktūra
Anglies pluoštas yra pusiau kristalinė
medžiaga, kurios atominę struktūrą sudaro
plokščios, tvarkingai išdėstytų anglies atomų
gardelės, kaip parodyta 6.15 pav. Toks atomų
išsidėstymas vadinamas grafitine struktūra,
todėl dažnai anglies pluoštas dar vadinamas
grafito pluoštu. Dėl plokščios atominės
struktūros anglies pluoštas yra ortotropinė
medžiaga. Išilginė pluošto ašis sutampa su grafito gardelės plokštumomis, todėl tik
išilgine linkme pluoštas įgyja savo ypač didelį standumą ir stiprį. Teorinis anglies
pluošto tamprumo modulis išilgine kryptimi yra 1000 GPa, o skersine – 36 GPa.
1962 m. amerikiečių įmonei „Union Carbide Corporate“ pavyko pradėti pirmąją
komercinę anglies pluošto, išgaunamo iš regeneruotos celiuliozės, gamybą. Anglies
pluošto gijų skersmuo yra 5–10 μm. Anglies pluoštas gaminamas pirolizės būdu, dažniausiai
iš celiuliozės arba poliakrilnitrilo (PAN). Pirolizė – tai procesas, kurio metu
organinės medžiagos termiškai skaidomos be deguonies. Anglies pluoštui suformuoti
reikalingi keli technologiniai procesai, vykstantys esant aukštai temperatūrai nuo
1000 iki 3000 °C.
Atsižvelgiant į mechanines savybes, išskiriamos trys pagrindinės anglies pluošto
rūšys: įprastas (angl. standard), didelio stiprio (angl. high strength, HS), didelio
tamprumo modulio (angl. high modulus, HM). Fizikinės ir mechaninės šių anglies
pluoštų savybės pateiktos 6.1 lentelėje.
Kaip minėta, didžiausias anglies pluošto trūkumas – didelė jo kaina. Tai lemia
brangios gamyboje naudojamos žaliavos bei ilgas ir sudėtingas gamybos procesas.
Todėl statyboje anglies pluošto kompozitiniai armatūros strypai naudojami tik ypatingais
atvejais, dažniausiai gaminant iš anksto įtemptus armuotojo betono elementus
ir renovuojant senas konstrukcijas.
Aramido pluoštas
Išskirtinės aramido pluošto savybės – ypač mažas tankis, didelis tempiamasis stipris,
atsparumas aukštoms temperatūroms, smūginėms apkrovoms ir mažas stiprio
mažėjimas laikui einant. Aramido pluošto tamprumo modulis yra daug mažesnis
negu anglies, o kaina didesnė negu stiklo pluošto, todėl aramido pluoštas armatūros
gamybai nėra plačiai naudojamas.
Aramido pluoštas yra sintetinis, polimerinis junginys, sudarytas iš anglies, vandenilio,
deguonies ir azoto. Jo atominė struktūra parodyta 6.16 pav. Aramido pluoštas
pirmą kartą buvo pristatytas 1971 m. prekės ženklu Kevlar TM , todėl kevlaro ir aramido
pluošto sąvokos dažnai sutapatinamas. Dėl mažiausio masės ir stiprio santykio