Дисперсне армування — спосіб підвищення міцності виробів

V. N. Derevianko, O. V. Shapovalova, N. V. Kondratieva, A. A. Maksimenko

Анотація


Постановка проблеми. Для досягнення високої міцності композицій, що виготовляються на основі цементів різної активності, будівельних пісків і армувальних компонентів у складі сухих будівельних сумішей, виникає питання оптимального вибору виду, довжини та кількісного вмісту волокон. Аналіз публікацій. Відповідно до численних досліджень, результати яких узагальнені у працях А. Е. Десова, И. Н. Ахвердова, В. П. Соломатова, В. Н. Вирового та ін., роль волокон полягає в тому, що вони сприймають частину навантаження, перешкоджають розвитку тріщин і зсуву блоків. Руйнування композиції здійснюється, згідно з існуючими теорій, за рахунок розриву та витягування волокон. Існують різні види моделей і теорій руйнувань матеріалів на основі мінеральних в'яжучих. На думку дослідників, матеріал не являє собою ізотропне середовище, а деформація та руйнування бетону відбуваються за дії зовнішніх сил. У випадку введення дискретних волокон механізм напруги можна представити так: частина волокон працює на розтягання, а частина перешкоджає зсуву часточок, підсилюючи зв’язність системи. Мінеральні і металеві волокна, розташовані паралельно діючому зовнішньому навантаженню, підсилюють твердість системи. Тому що органічні волокна мають низький модуль пружності, імовірніше за все вони перешкоджають зсуву часточок і знижують виникають вторинні напруги. Отже, ефект армування залежить від структури, міцності матриці, а також від параметрів волокон і їх властиво-стей. Мета статті. Розроблення методу визначення мінімальної довжини і вмісту компонентів у цементно-волокнистій композиції. Висновки. Проведений аналіз результатів досліджень показує, що найбільш ефективна довжина поліпропіленових волокон діаметром до 15–17 мкм у композиціях цементно-піщаних розчинів перебуває в межах 5–7 мм. Вміст волокон у розчинах, за якого міцність при стиску підвищується на 15–30 %, а при вигині на 40–70 %, не перевищує 0,2 % від маси в'яжучого. Характерним є те, що армування є більш ефективним для композицій, у яких застосовувалося низькомарочне в'яжуче. Це свідчить що дисперсним армуванням можна частково усунути зниження активності цементних в'яжучих у результаті їх зберігання. Так, приріст міцності за рахунок армування розчинів з активністю в'яжучого 20 МПа становить 50–60 %, тоді як міцність розчинів, у яких застосовувався портландцемент з активністю 49 МПа, зросла всього лише на 25–30 %. 


Ключові слова


армування; волокна; композиції; міцність; матриця

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Ahverdov I. N. Intensivnost' vibrirovanijа, fiziko-mehanicheskie i deformativnye svoistva betona [The intensity of vibration, physical, mechanical and deformation properties of concrete]. Beton i zhelezobeton- Concrete and reinforced concrete. 1967. no. 1, pp. 18 – 21. (in Russian).

Vyrovoi V. N. Sistemnyi podhod v formirovanii struktury i svoistv penobetona [A systematic approach in determining the structure and properties of foam concrete]. Resursoekonomnі materіali, konstrukcії, budіvlі ta sporudi – Resource materials, structures, buildings and facilities. Zbirnyk. nauk. prats -collection of scientific papers. NUVGP, Rіvne. 2004., no. 11, pp. 17 – 21. (in Russian).

Grushko I. M. Povyshenie prochnosti i vynoslivosti betona. [Increasing strength and endurance of the concrete]. Khar'kov, Visha shkola, 1986. 150 p. (in Russian).

Gordon S. S. Struktura i svoistva tjаzhelyh betonov na razlichnyh zapolniteljаh [Structure and properties of heavy concrete in different aggregates]. Moscow, Stroiizdat, 1969. 151 p. (in Russian).

Dvorkіn L. I. Proektuvannjа skladіv betonu іz zadanimi vlastivostjаmi. [Design of concrete with desired properties]. Rіvne, Vid-vo Rіvnens'kogo derzhavnogo tehnіchnogo unіversitetu, 2000. 215 p.(in Ukrainian).

Derevjаnko V. N. Kompozicionnye materialy armirovannye organicheskimi voloknami [Composite materials reinforced with organic fibers]. Stroitel'stvo materialovedenie, mashinostroenie - Construction, materials science, mechanical engineering, Sb. nauchnyh tr. – Collection of scientific papers, Dnepropetrovsk, PGASA, 1988, no.7, pp. 203 – 204. (in Russian).

Desov A. E. Nekotorye voprosy struktury prochnosti i deformacii betonov [Some questions of the structure of strength and deformation of concrete]. Moscow, Stroiizdat, 1966. 158 p. (in Russian).

Mel'kin V. I. Prochnost' hrupkih materialov pri slozhnom naprjаzhennom sostojаnii. [The strength of brittle materials under complex stress state]. Mashinostroenie – Mechanical engineering.1970. no.2, pp.9 . – 14 . (in Russian).

Pashenko A. A. Armirovanie neorganicheskih vjаzhushih veshestv mineral'nymi voloknami [Reinforcement of inorganic binders in mineral fibers Moscow, Stroiizdat, 1988. 48 p. (in Russian).

Ryb'ev I. A. Ishodnye metodicheskie pozicii pri issledovanii iskusstvennyh stroitel'nyh konglomeratov. [The initial methodological position in the study of artificial construction conglomerates ]. Stroitel'nye materially- Construction materials. 1980, no. 2, pp.24 – 25. (in Russian).

Solomatov V. I. Kompozicionnye materialy. [Composite Materials], Moscow, Stroiizdat, 1993.148 p. (in Russian).

Sheikin A. E. K voprosu prochnosti, uprugosti i plastichnosti betona. [To a question of strength, elasticity and plasticity of concrete]. MIIT- MIET Moscow, 1946, pp. 69-71. (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Ахвердов И. Н. Интенсивность вибрирования, физико-механические и деформативные свойства бетона / И. Н. Ахвердов, Ю. Ю. Делтунова // Бетон и железобетон. – 1967. – № 1. – С. 18–21.

 

Выровой В. Н. Системный подход в формировании структуры и свойств пенобетона / В. Н. Выровой, В. И. Мартынов, Е. Б. Мартынова // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди : зб. наук. праць / Нац. ун-т вод. госп-ва та природокористування. – Рівне, 2004. – Вип. 11. – С. 17 – 21.

 

Грушко И. М. Повышение прочности и выносливости бетона / И. М. Грушко, А. Г. Ильин, Э. Д. Чихладзе. – Харьков : Вища шк., 1986. – 150 с.

 

Гордон С. С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях / С. С. Гордон. – Москва : Стройиздат, 1969. – 151 с.

 

Дворкін Л. И. Проектування складів бетону із заданими властивостями / Л. И. Дворкін, О. Л. Дворкін, Ю. В. Гарніш. – Рівне : Вид-во Рівненського держ. техн. ун-ту, 2000. – 215 с.

 

Деревянко В. Н. Композиционные материалы армированные органическими волокнами / В. Н. Деревянко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 1988. – Вып. 7. – С. 203-204.

 

Десов А. Е. Некоторые вопросы структуры прочности и деформации бетонов / А. Е. Десов. – Москва : Стройиздат, 1966. – 158 с.

 

Мелькин В. И. Прочность хрупких материалов при сложном напряженном состоянии / В. И. Мелькин, Д. М. Жур, В. С. Егоров // Известия вузов. Машиностроение. – 1970. – № 2. – С. 9-14.

 

Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами / [А. А. Пащенко, В. П. Сербин, А. П. Паславская, В. В. Глуховский, Ю. Л. Бирюкович, А. Б. Солодовник] ; под ред. А. А. Пащенко. – Москва : Стройиздат, 1988. – 200 с.

 

Рыбьев И. А. Исходные методические позиции при исследовании искусственных строительных конгломератов / И. А. Рыбьев, А. В. Нехорошев // Строительные материалы. – 1980. – № 2 – С. 24-25.

 

Соломатов В. И. Композиционные материалы / В. И. Соломатов, В. П. Беляев. – Москва : Стройиздат, 1993. – 148 с.

 

Шейкин А. Е. К вопросу прочности, упругости и пластичности бетона / А. Е. Шейкин // Труды Московского института инженеров транспорта. – Москва, 1946. – Вып. 69. – С. 69-71.