Сцепление волокон асбеста с цементным камнем (матрицей)

С уменьшением диаметра волокон асбеста и других волокнистых материалов их прочность на разрыв возрастает. Так, волокна асбеста при площади их поперечного сечения около 100 мкм2 и длине 0,2-1 см показывали прочность 3,2-5,4 ГПа (32 000-54 000 кгссм2), т. с. очень большую. С увеличением диаметра волокон прочность их снижалась (подобный характер зависимости прочности волокон от их диаметра наблюдается и у других материалов: металлов, стекловолокна, нитевидных гидросиликатов кальция, органических волокон и т. д.).

Влияние размера волокон на их прочность обусловлено различной концентрацией в них дефектов: в толстых волокнах концентрация дефектов строения (дислокаций, микротрещин и т. д.) выше, чем в тонких, поэтому прочность их ниже. При приложении к волокну нагрузки происходит взаимодействие дислокаций, сопровождающееся некоторым течением (растяжением) пластичного волокна, а затем и его разрывом в наиболее ослабленной зоне.

Армирующая роль асбеста в асбестоцементе зависит от прочности сцепления его волокон с цементным камнем.

В результате адгезии к волокнам асбеста тонких фракций гидратирующегося цемента на поверхности волокон и вблизи нее формируется слой твердеющего цемента, имеющий другую структуру, чем основная масса цементного камня. Этот слой, называемый контактным, начинает образовываться с момента проникания частиц цемента в поры асбестовых флокул. Хотя пористость флокул составляет около 60%, количество проникающих в поры частиц вяжущего невелико: мигрируют внутрь флокул лишь очень мелкие частицы цемента. Тем не менее в порах флокул методом рентгеноспектрального микрохимического анализа фиксируется присутствие атомов кальция. Это объясняется прониканием в поры флокул насыщенного известково-гипсового раствора и выпадением из него осадка из кристаллов кальциевых гидратов, т. е. в контактный слой входит поверхностный слой асбестовых флокул, в который внедрилось некоторое количество мелкокристаллических продуктов гидратации цемента. .