Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,578

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИБРОБЕТОНОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ

Дураченко А.В. 1
1 ФБГОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»
В данной статье рассматриваются основные проблемы невысокой прочности бетонов на растяжение при изгибе и его хрупкость и, соответственно, вопросы повышения прочностных характеристик бетонов и фибробетонов, а так же снижения их себестоимости за счет применения композиционных вяжущих и фибрового армирования. Приведены активно используемые на сегодняшний день фиброволокна и их характеристики, их влияние на свойства бетона. Рассматриваются применяемые на сегодняшний день вяжущие, их свойства и различия, эффективность композиционных вяжущих. Также, поднят вопрос применения техногенного сырья в качестве компонента для получения высокоэффективных композиционных вяжущих и заполнителя высокопрочного мелкозернистого бетона. его преимущества перед природными сырьевыми ресурсами. Приведены возможные направления применения фибробетонов на основе композиционного вяжущего.
фибробетон
повышение прочности фибробетона
композиционное вяжущее
1. Клюев А.В., Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В. Мелкозернистый фибробетон армированный полипропиленовым волокном // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2014. – № 4. – С. 67 – 72.
2. Уваров В.А., Клюев С.В., Орехова Т.Н., Клюев А.В., Дураченко А.В. Получение высококачественного фибробетона с использованием противоточного пневмосмесителя // Промышленное и гражданское строительство. – 2014. – № 8. – С. 54 – 56.
3. Клюев С.В., Авилова Е.Н. Мелкозернистый фибробетон с использованием полипропиленового волокна для покрытия автомобильных дорог // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 1. – С. 37 – 40.
4. Клюев С.В., Авилова Е.Н. Бетон для строительства оснований автомобильных дорог на основе сланцевого щебня // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2013. – № 2. – С. 38 – 41.
5. Клюев С.В., Клюев А.В. Исследование физико-механических свойств композиционных вяжущих // Успехи современной науки. – 2015. – № 1. – С. 21 – 24.
6. Клюев С.В., Клюев А.В. Техногенное сырье – эффективный заполнитель для фибробетонов // Успехи современной науки. – 2015. – № 1. – С. 33 – 35.
7. Клюев С.В. Высокопрочный сталефибробетон на техногенных песках КМА // Технологии бетонов. – 2012. – № 5 – 6. – С. 33 – 35.
8. Клюев С.В. Применение композиционных вяжущих для производства фибробетонов // Технологии бетонов. – 2012. – № 1 – 2 (66 – 67). – С. 56 – 57.
9. Клюев С.В., Гурьянов Ю.В. Внешнее армирование изгибаемых фибробетонных изделий углеволокном // Инженерно-строительный журнал. – 2013. – № 1(36). – С. 21 – 26.
10. Клюев С.В. Основы конструктивной организации природных и искусственных материалов // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: сб. студ. докл. Международного конгресса: В 2 ч. Ч. 1. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. – С. 161 – 163.
11. Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В., Пикалова Е.К. Фиброармированные композиты на техногенном сырье // Сборник научных трудов Sworld. – 2014. – Т. 19. № 1. – С. 34 – 36.
12. Клюев С.В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна // Бетон и железобетон. – 2012. – № 3. – С. 23 – 26.
13. Клюев С.В. Высокопрочный мелкозернистый фибробетон на техногенном сырье и композиционных вяжущих с использованием нанодисперсного порошка // Бетон и железобетон. – 2014. – № 4. – С. 14 – 16.
14. Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В., Пикалова Е.К. Монолитный фибробетон для полов промышленных зданий // Сборник научных трудов Sworld. – 2014. – Т. 19, № 1. – С. 29 – 32.
15. Клюев С.В. Разработка дисперсно-армированного мелкозернистого бетона на основе техногенного песка и композиционного вяжущего // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. – Т. 11. Ч. 2. – С. 27 – 29.
16. Клюев С.В. Высококачественный фибробетон для монолитного строительства // Международный научно-исследовательский журнал. – 2014. – Т. 11. Ч. 2. – С. 29 – 32.
17. Клюев С.В. Сталефибробетон на основе композиционного вяжущего // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. Ч. 3. – С. 32 – 36.
18. Клюев С.В. Фибробетон для каркасного строительства // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. – Ч. 3. – С. 37 – 38.
19. Клюев А.В., Клюев С.В., Нетребенко А.В., Дураченко А.В. Мелкозернистый фибробетон армированный полипропиленовым волокном // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2014. – № 4. – С. 67 – 72.
20. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых систем при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости // Фундаментальные исследования. – 2009. – № 1. – С. 30 – 31.
21. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых конструкций // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. – 2009. – № 3. – С. 31 – 36.
22. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневых систем на основе энергетического критерия при силовых и температурных воздействиях с учетом безопасной устойчивости // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2009. – № 1. – С. 60 – 63.
23. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций с учетом устойчивости равновесия // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 9. – С. 62.
24. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование строительных конструкций на основе эволюционных и генетических алгоритмов: монография. Germany. 2011. – 128 с.
25. Клюев С.В., Клюев А.В. Управление проектными параметрами в задачах оптимального проектирования // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. – 2010. – № 1. – С. 15 – 19.
26. Клюев С.В. Усиление и восстановление конструкций с использованием композитов на основе углеволокна // Бетон и железобетон. – 2012. – № 3. – С. 23.
27. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневой пространственной конструкции // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. – 2007. – № 1 (7). – С. 17 – 22.
28. Абсиметов В.Э., Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование динамически нагруженных стержневых систем // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2009. – № 3-4. – С. 100 – 105.
29. Юрьев А.Г., Клюев С.В., Клюев А.В. Устойчивость равновесия в природе и технике // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2007. – № 3. – С. 60.
30. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций с учетом их устойчивости: монография. Germany. 2011. – 141 с.
31. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование конструкций башенного типа: монография Germany. 2011. – 152 с.
32. Клюев С.В. Особенности формирования фибробетонных композитов // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2015. – № 5. – С. 32 – 35.
33. Клюев С.В., Клюев А.В. Пределы идентификации природных и инженерных систем // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 366 – 367.

В настоящее время в строительстве используются все больше новых конструкций и материалов. Это обусловлено тем, что возникает необходимость увеличения прочностных характеристик материалов и снижения их себестоимости. Активно применяются самые различные материалы, но, безусловно, одним из самых популярных является бетон.

Бетоны обладают высокой прочностью на сжатие, при этом имея невысокие показатели прочности на растяжение при изгибе. Так же, бетоны обладают высокой хрупкостью, что ведет к мгновенному разрушению материала при достижении им предела прочности. Наиболее актуальным решением можно считать введение в бетон различных видов фибр (рис. 1).

dur1.tifа dur2.tifб dur3.tifв

Рис. 1. Виды фибры: а) стальная б) углеродная в) полипропиленовая

На сегодняшний день разработано и используется огромное количество фибр: стальные, стеклянные, полипропиленовые, углеродные и многие другие. Они обладают самыми различными свойствами (таблица). Фибра способна увеличить прочность бетона, и позволяет ему работать даже при наличии трещин.

В настоящее время фибробетон уже довольно широко применяется во всем мире Эффективность его использования доказана в работах ….. В связи с этим все время рассматривается вопрос повышения его прочностных характеристик. Оптимальный процент армирования и ориентация фибр способны увеличить прочностные характеристики фибробетона.

Виды фибры

Волокно

Прочность на растяжение, МПа 10-3

Удлинение при разрыве, %

Полипропиленовое

0,4 – 0,77

10 – 25

Полиэтиленовое

0,7

10

Нейлоновое

0,77 – 0,84

16 – 20

Акриловое

0,21 – 0,42

25 – 45

Полиэфирное

0,73 – 0,78

11 – 13

Асбестовое

0,91 – 3,1

0,6

Стеклянное

1,05 – 3,85

1,5 – 3,5

Базальтовое

1,6 – 3,6

1,4 – 3,6

Стальные фибры

0,80 – 3,15

3 – 4

Углеродное

2

1

Другим важным компонентом при создании бетонов и фибробетонов является использование эффективных вяжущих. Традиционными минеральными вяжущими до сих пор являются портландцемент и его разновидности, гипсовые и ангидритовые, магнезиальные, известковые составы, кислотоупорный кварцевый цемент, романцемент, гидравлическая известь, вяжущие автоклавного твердения и жидкое стекло. С середины XX века начали широко разрабатываться и внедряться в производство так называемые композиционные вяжущие на основе портландцемента или гипса и извести. Это гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, пуццолановые цементы, шлакопортландцемент и др.

Создание новых, отвечающих требованиям времени вяжущих веществ, естественно, базируется на уже известных знаниях. Композиционные вяжущие, как правило, представляют собой смесь воздушного и гидравлического вяжущих и каких-либо специальных добавок, которые усиливают те или иные их строительные свойства.

На сегодняшний день уже есть достаточно большое количество разработанных и затем опробованных в условиях предприятий оригинальных в экономическом и экологическом аспектах вяжущих веществ. Однако эффективные и заслуживающее скорейшего внедрения в отечественное строительство вяжущие по ряду причин не нашли еще достойного применения.

Получение высокоэффективных вяжущих веществ в настоящее время сопровождается применением сложных составов компонентов с целью получения высококачественных бетонов разного функционального назначения с улучшенными, а иногда и с принципиально новыми свойствами

Использование композиционных вяжущих вместо цемента с различными добавками, значительно (в 2 – 3 раза) увеличивает время начала и окончания схватывания бетонной смеси, что делает возможным транспортировать ее на значительно большие расстояния. Это в свою очередь приведет к тому, что в целом по каждому району строительства можно будет обходиться меньшим количеством бетонных заводов.

Использование композиционных вяжущих позволяет сократить в зимних условиях время ухода за бетонной смесью, а так же уменьшить продолжительность технологических перерывов, назначаемых обычно для набора прочности бетона. Имеет место сокращение так же время ухода за свежеуложенным бетоном в жаркое время года и, как следствие, снижение затраты труда, расход воды и т.д.

Белгородская область располагает большими запасами техногенного сырья, которое может быть использовано в качестве кремнеземсодержащего компонента для получения высокоэффективных композиционных вяжущих и заполнителей высокопрочного мелкозернистого бетона. Основным отходом можно считать отсев дробления кварцитопесчанника (рис. 2). Он позволяет повысить эффективность бетонов и фибробетонов, а так же значительно снизить себестоимость материала. Сцепление с бетонной поверхностью отсева выше на 30 %, чем у природного камня за счет угловатой формы.

dur4.tif

Рис. 2. Отсев дробления кварцитопесчанника

Разработанные составы можно применить в промышленном и гражданском строительстве, при возведении монолитных зданий и каркасов, создании полов промышленных зданий, в дорожном, при строительстве не только покрытий, но и мостов эстакад, и т.д.


Библиографическая ссылка

Дураченко А.В. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИБРОБЕТОНОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 9-3. – С. 335-337;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=10246 (дата обращения: 07.12.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074