НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОЧНОГО ФИБРОБЕТОНА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ДИСПЕРСНОМ АРМИРОВАНИИ
Main Article Content
Abstract
В работе представлены результаты экспериментальных исследований по разработке и оценке свойств высокопрочного фибробетона с комбинированным дисперсным армированием. Целью исследования являлось установление научно-технических основ формирования прочностных и эксплуатационных характеристик бетона при введении в цементную матрицу различных видов волокон: базальтового, полипропиленового, металлического и стеклянного. Использование многокомпонентного армирования обеспечило выраженный синергетический эффект, заключающийся в одновременном повышении прочности на сжатие до 90 МПа и прочности при изгибе до 10.5 МПа, увеличении модуля упругости до 41 ГПа, а также росте ударной вязкости и трещиностойкости по сравнению с контрольными составами. Наряду с улучшением механических свойств зафиксировано повышение эксплуатационных характеристик: морозостойкость возросла от F200 до F500, водонепроницаемость — от W6 до W14, водопоглощение снизилось до 3.8%, а усадочные деформации сократились на 33%. Микроструктурный анализ показал более равномерное распределение пор и улучшенное сцепление волокон с цементным камнем, что подтверждает долговечность многокомпонентного фибробетона. Совокупность полученных результатов свидетельствует о том, что комбинированное дисперсное армирование является эффективным методом повышения прочности, трещиностойкости и долговечности высокопрочного бетона, открывая перспективы его широкого применения в строительстве сооружений повышенной ответственности, эксплуатируемых в условиях динамических и сейсмических нагрузок, а также при воздействии агрессивных сред.
Article Details
Section
References
1. Romualdi, J.P., & Batson, G. (1963). Mechanics of crack arrest in concrete by distributed random reinforcement. Journal of the American Concrete Institute, 60(6), 775–790.
2. Naaman, A.E. (2007). High Performance Fiber Reinforced Cement Composites. Concrete International, 29(4), 33–38.
3. ACI Committee 544 (2018). Guide for Design with Fiber-Reinforced Concrete (ACI 544.4R-18). American Concrete Institute.
4. Johnston, C.D. (2001). Fiber-reinforced cements and concretes. Gordon and Breach Science Publishers.
5. Bentur, A., & Mindess, S. (2007). Fibre Reinforced Cementitious Composites (2nd ed.). Taylor & Francis.
6. Sim, J., Park, C., & Moon, D.Y. (2005). Characteristics of basalt fiber as a strengthening material for concrete structures. Composites Part B: Engineering, 36(6–7), 504–512.
7. Fiore, V., Scalici, T., Di Bella, G., & Valenza, A. (2015). A review on basalt fibre and its composites. Composites Part B: Engineering, 74, 74–94.
8. Banthia, N., & Gupta, R. (2006). Influence of polypropylene fiber geometry on plastic shrinkage cracking in concrete. Cement and Concrete Research, 36(7), 1263–1267.
9. Grünewald, S., & Walraven, J. (2001). Parameter-study on the influence of steel fibers and coarse aggregate content on the fresh properties of self-compacting concrete. Cement and Concrete Research, 31(12), 1793–1798.
10. Valente, T., Gonçalves, D., Lourenço, L.A.P., & Costa, I.G. (2017). Fiber reinforced concrete. Part I: Characterization and design. Journal of Building Engineering, 13, 183–193.
11. Обиджонов Ж.Т., Рахимов Ш.Т., Бабакулова Н.Б. Анализ синергетических эффектов совместного применения базальтовых и полипропиленовых волокон в матрицах фибробетона // “Me’morchilik va qurilish muammolari” № 3. 2024, b.150-156. (05.00.00. №14)
12. Fiore, V., Scalici, T., Di Bella, G., & Valenza, A. (2015). A review on basalt fibre and its composites. Composites Part B: Engineering, 74, 74–94. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.12.034
13. Wu, G., Wang, X., Wu, Z., Dong, Z., & Zhang, G. (2015). Durability of basalt fibers and composites in corrosive environments. Journal of Composite Materials, 49(7), 873–887. https://doi.org/10.1177/0021998314526628
14. Banthia, N., & Gupta, R. (2006). Influence of polypropylene fiber geometry on plastic shrinkage cracking in concrete. Cement and Concrete Research, 36(7), 1263–1267. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2006.01.010
15. Johnston, C.D. (2001). Fiber-reinforced cements and concretes. Gordon and Breach Science Publishers.
16. Bentur, A., & Mindess, S. (2007). Fibre Reinforced Cementitious Composites (2nd ed.). Taylor & Francis.
17. Sim, J., Park, C., & Moon, D.Y. (2005). Characteristics of basalt fiber as a strengthening material for concrete structures. Composites Part B: Engineering, 36(6–7), 504–512. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2005.02.002
18. Valente, T., Gonçalves, D., Lourenço, L.A.P., & Costa, I.G. (2017). Fiber reinforced concrete. Part I: Characterization and design. Journal of Building Engineering, 13, 183–193. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2017.07.010
19. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Москва: Стандартинформ.