УДК 666.031
УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО БЕТОНА ПУТЕМ
ДОБАВЛЕНИЯ В ЕГО СОСТАВ ФИБР В ВИДЕ КОЛЕЦ
,
ФГОУ ВПО МГУП, г. Москва Россия
В настоящее время важны и актуальны вопросы создания и совершенствования конструкций на основе применения материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами, атмосферостойкостью, износостойкостью, трещиностойкостью и другими свойствами.
Это объясняется необходимостью строительства и реконструкции надежных и долговечных гидротехнических сооружений, сооружений в различных областях строительства.
Эффективным типом конструкционных материалов, обладающих целым комплексом высоких показателей физико-механических свойств, являются бетоны с дисперсным армированием (фибробетоны). Такие бетоны незаменимы в гидротехническом строительстве, где важную роль играет прочность бетона на изгиб. Прочность на изгиб связана с трещинообразованием и морозостойкостью бетона, так как вода, попавшая в трещины при замерзании, расширяется и оказывает воздействие на бетонный камень. При много-кратном таком воздействии бетон приходит в негодность.
Основная идея упрочнения волокнами заключается в создании двухфазной структуры, в которой деформация матрицы используется для передачи напряжения высокопрочным волокнам силами сцепления на границе раздела волокно–матрица.
Для армирования бетона применяют различные металлические и неметаллические волокна. В качестве фибр обычно применяют тонкую проволоку диаметром 0,1…0,5 мм, нарубленную на отрезки 10…50 мм или выштампованные специальные фибры.
Из неметаллических волокон могут применяться стеклянные волокна, базальтовые, асбестовые и полимерные волокна.
Форма волокон имеет важное значение, так как от формы зависит качество сцепления, а следовательно, и восприятие напряжений от матрицы бетона. В доступной литературе содержится мало информации об использовании в качестве фибр материалов, отличных от волокон.
Cложность в определении напряжений и перемещений в фибрах, например в форме колец, при использовании их в хрупкой матрице бетонного камня при внешних воздействиях приводит к необходимости проведения экспериментальных исследований. При нагрузке на матрицу, армированную кольцами, в работе будет задействован больший объем матрицы. В отличие от обычных волокон, фибры в виде колец способны воспринимать как сжимающие, так и растягивающие нагрузки (в плоскости кольца), поглощая при этом разрушающие напряжения, возникающие в бетонном камне при внешнем воздействии на него.
Были проведены предварительные эксперименты. В качестве фибр использовались кольца, сделанные из металлических труб различного диаметра и с разной толщиной стенок, выточенные на токарном станке. Фибры добавлялись в пескобетон с различными концентрациями.
О полученных результатах можно судить по рисунку. На рисунке показана зависимость прочности бетона на сжатие и изгиб от содержания фибр в виде колец.
 |
Зависимость прочности бетона на сжатие и изгиб от содержания фибр
в виде колец. Указаны диаметр и толщина колец
По графику видно, что добавление фибр в виде колец повышает прочность на сжатие и изгиб. Таким образом, установлено, что использование фибр в форме, отличной от классических волокон, а именно в форме кольца, позволяет эффективно улучшать свойства гидротехнических бетонов. Также кольца положительно влияют на морозостойкость бетона, образуя «обоймы», воспринимающие напряжения от расширяющейся замерзающей воды.
