На рис. 19(a) и (b) даны фотографии SFRGC без зольной пыли и с 50% зольной пыли до и после воздействия раствора серной кислоты. Как можно видеть на фото, поверхностный слой SFRGC становится белым и относительно твердым, но хрупким после воздействия [H.sub.2]S[O.sub.4] по сравнения с образцами, на которые не оказывалось воздействия. Тем не менее, потеря массы для того же замеса после воздействия настолько незначительна, что ее можно игнорировать. Это, возможно, происходит потому, что некоторые ионы [Na.sup.+] в поверхностном слое SFRGC заменяются протонами кислоты из раствора [H.sub.2]S[O.sub.4] из-за более сильного электрофильного воздействия [H.sup.+] по сравнению с [Na.sup.+], в результате имеются лишь остатки кислотной нерастворимой полимерной конструкции -Si-O-A1. Факт замены [Na.sup.+] by [H.sup.+] может быть подтвержден очевидными химическими изменениями в спектрах Si2p XPS и A12p XPS для поверхностного слоя SFRGC после воздействия серной кислоты, как показано на рис. 20(a-d). Корродированный слой может рассматриваться как подвергшийся частичному обесщелачиванию остаток Si-A1, который слегка белый и довольно твердый; он также обладает способностью  препятствовать дальнейшей коррозии, действуя в качестве барьера для ионов кислоты.

Поведение реакции на ударное воздействие различных SFRFGC представлено на рис. 21(a-d) после воздействия раствора кислоты [H.sub.2]S[O.sub.4]. Для сравнения на рисунке также представлены кривые реакции на ударное воздействие соответствующих SFRFGC до воздействия раствора. Параметры характеристик ударопрочности (ударопрочность, жесткость и ударная вязкость) приведены в Таблице 7.

Таблица 7
Сопротивление ударной нагрузке SFRGC после воздействия раствора кислоты

КОПИРАЙТ 2008 Reed Business Information, Inc. (US)

Можно заметить, что значения ударопрочности (4.56%) и жесткости (11.75%) образца FA0, на который воздействует раствор [H.sub.2]S[O.sub.4], слегка меньше значений соответствующих параметров SFRFGC, который не подвергался воздействию раствора [H.sub.2]S[O.sub.4]. Тем не менее, имеется существенное повышение ударной вязкости, около 35.30%. Такое повышение ударной вязкости происходит потому, что существует платформа с длительным сдвигом и высокой устойчивостью к нагрузкам на кривой реакции на ударное воздействие для образца FA0 после воздействия кислоты, как показано на рис. 21(a).

Воздействие зольной пыли на устойчивость SFRFGC к воздействию кислоты представлено на рис. 21(b) и (c). Как можно видеть на рисунках, устойчивость SFRFGC к ударному воздействию при различных процентных концентрациях зольной пыли (FA10, FA30 и FA50) не уменьшается после воздействия кислоты, а значительно повышается особенно для FA30 и FA50, которые сильно отличаются от FA0.

При рассмотрении фото с разломанными образцами не было выявлено никаких очевидных отличий в модели повреждения от ударного воздействия для различных SFRFGC до и после воздействия кислоты.

Для того, чтобы исследовать механизм воздействия кислоты на SFRFGC, используется инфракрасная технология для определения изменений в микроструктуре геополимерных продуктов из SFRFGC до и после воздействия кислоты.

Принимая во внимание тот факт, что инфракрасные спектры создаются для FA0 - FA50 с помощью инфракрасного инструмента и при одних и тех же условиях, можно отметить, что практически нет никаких отличий инфракрасных изображений до и после воздействия для образцов FA0 и FA10 (рис. 22(a) и (b)). А это означает, что воздействие кислоты не нарушает связывания элементов и структуры двух смесей, отсюда и отсутствие значительных изменений в поведении при ударном воздействии. В отличие от этой ситуации, для образцов FA30 и FA50 после воздействия кислоты наблюдается существенное снижение примерно в диапазоне 800 [cm.sup.-1], как показано на рис. 22(c и d). Пики в диапазоне 800 [cm.sup.-1] могут инициироваться изгибными колебаниями шестерной A1-OH. По мнению Давидовича [1], причиной такого снижения может быть тот факт, что некоторые  шестерные связи A1 преобразуются в четверные связи A1, которые являются одним из конструкционных элементов геополимерных продуктов, т. е., возможно, что воздействие кислоты способствует образованию аморфных геополимерных продуктов.

4. Заключение

(1) Исследование продемонстрировало, что экструзия является эффективной технологией формования для производства высокоэффективных геополимерных композитов с зольной пылью, армированных коротким волокном (SFRGC).

(2) Сферическая форма зольной пыли способна существенно повысить способность геополимерных смесей подвергаться экструзии, что позволяет получить более плотную микроструктуру SFRGC с низким процентным содержанием зольной пыли. Тем не менее, при введении слишком большого количества зольной рыли, улучшение микроструктуры из-за присутствия зольной пыли не компенсирует ухудшения параметров геополимерных материалов из-за низкой пуццолановой реактивности зольной пыли в случае ее высокого процентного содержания.
В результате, микроструктура SFRGC становится относительно свободной.

(3) Добавление большого объема волокна PVA изменяет режим ударного разрушения SFRGC с хрупкой деформации на пластическую, из-за этого существенно повышается ударная вязкость.

(4) SFRGC без зольной пыли или же с низким содержанием зольной пыли обладает очень высокими ударопрочностью и жесткостью. Тем не менее, при введении слишком большого количества зольной пыли происходит очевидное снижение устойчивости к ударному воздействию.

(5) SFRGC обладают прекрасной устойчивостью к воздействию циклов замораживания и оттаивания, а также к воздействию концентрированных кислот. После 20 циклов замораживания и оттаивания или 1 месяца воздействия раствора серной кислоты с водородным показателем pH = 1 для различных SFRGC не наблюдается очевидного снижения ударопрочности и жесткости. А в некоторых случаях даже наблюдается некоторое повышение.