Зависимость коэффициентов прочностной и деформативной вариатропной эффективности центрифугированного бетона от зернового состава крупного заполнителя

На сегодняшний день одним из актуальных направлений в строительной отрасли является разработка и усовершенствование маломатериалоемких, энергои ресурсоемких технологий изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций. В связи с этим технология центрифугирования является довольно перспективной. Целью настоящего исследования является поиск возможностей рецептурного регулирования вариатропной структуры бетона, а также создание способов оценки этой вариатропии, выраженной в качественном и количественном аспектах. Всего было изготовлено и испытано семь базовых образцов кольцевого сечения. По результатам испытаний опытных образцов центрифугированного бетона с различным зерновым составом крупного заполнителя были определены фактические значения интегральных и дифференциальных прочностных и деформативных характеристик бетона. Произведен расчет и анализ коэффициентов прочностной и деформативной вариатропной эффективности. Определен оптимальный зерновой состав крупного заполнителя, позволяющий получить центрифугированный бетон с усиленной вариатропией и, как следствие, наиболее эффективным коэффициентом вариатропной эффективности. Определена перспектива дальнейших исследований в направлении усиления вариатропии центрифугированных бетонных и железобетонных изделий и конструкций путем регулирования рецептурно-технологических факторов.

1. Баженов Ю.М. Современная технология бетона // Технологии бетонов. 2005. № 1. С. 6–8.

2. Сулейманова Л.А. Высококачественные энергосберегающие и конкурентоспособные строительные материалы, изделия и конструкции // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2017. № 1. С. 9–16. http://doi.org/10.12737/22637.

3. Обернихин Д.В., Никулин А.И. Экспериментальные исследования деформативности изгибаемых железобетонных элементов различных поперечных сечений // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2017. № 4. С. 56–59. http://doi.org/10.12737/article_58e61337b86486.82545138.

4. Радайкин О.В. Сравнительный анализ различных диаграмм деформирования бетона по критерию энергозатрат на деформирование и разрушение // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2019. № 10. С. 29–39. http://doi.org/10.34031/article_5db33945315bb4.76965991.

5. Крючков А.А., Жданов А.Е. Подходы к оценке деформативности изгибаемых железобетонных элементов на основе итерационных методов расчета // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2017. № 1. С. 73–76. http://doi.org/10.12737/23294.

6. Щуцкий В.Л., Дедух Д.А., Гриценко М.Ю. Исследование физико-механических свойств центрифугированного бетона [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2015. № 2-2. C. 24. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_81_Shucki.pdf_4abcf9232c.pdf (02.08.2021).

7. Kim J-J., Yoo D-Y. Effects of fiber shape and distance on the pullout behavior of steel fibers embedded in ultra-high-performance concrete // Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 103. p. 213–223. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.05.006.

8. Li K., Li L. Crack-altered durability properties and performance of structural concretes // Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 124. p. 105811. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105811.

9. Kirthika S.K., Singh S.K. Durability studies on recycled fine aggregate concrete // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 250. p. 118850. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118850.

10. Jurowski K., Grzeszczyk S. Influence of Selected Factors on the Relationship between the Dynamic Elastic Modulus and Compressive Strength of Concrete // Materials. 2018. Vol. 11. p. 477. https://doi.org/10.3390/ma11040477.

11. Nesvetaev G., Lesniak E., Kolleganov A., Kolleganov N. On the Influence of Cross-Section and Reinforcement of Reinforced Concrete Constructions on the Concentration of Coarse Aggregate in Concrete with Frame Structure // Materials Science Forum. 2020. Vol. 1011. P. 66–71. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1011.66.

12. Khalaf M.A., Ban C.C., Ramli M. The constituents, properties and application of heavyweight concrete: A review // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 215. P. 73–89. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.146.

13. Maruyama I., Lura P. Properties of early-age concrete relevant to cracking in massive concrete // Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 123. 105770. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.05.015.

14. Королев А.С., Ворошилин А.А., Трофимов Б.Я. Повышение прочностных и теплоизоляционных свойств ячеистого бетона путем направленного формирования вариатропной структуры // Строительные материалы. 2005. № 5. C. 8–9.

15. Маилян Л.Р., Стельмах С.А., Холодняк М.Г., Халюшев А.К., Щербань Е.М., Нажуев М.П. Рекомендации по учету вариатропии при расчете, проектировании и изготовлении центрифугированных конструкций из тяжелого бетона [Электронный ресурс] // Вестник евразийской науки. 2018. Т. 10. № 4. С. 6. URL: https://esj.today/PDF/07SAVN418.pdf (03.08.2021).

16. Stel'makh S.A., Shcherban E.M., Shuyskiy A.I., Nazhuev M.P. Theoretical and practical aspects of the formation of the variational structure of centrifuged products from heavy concrete // Materials Science Forum. 2018. Vol. 931. p. 502–507. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.931.502.

17. Mailyan L.R., Stel'makh S.A., Shcherban' E.M., Khalyushev A.K., Smolyanichenko A.S., Sysoev A.K., et al. Investigation of integral and differential characteristics of variatropic structure heavy concretes by ultrasonic methods // Applied Sciences (Switzerland). 2021. Vol. 11. № 8. p. 3591. https://doi.org/10.3390/app11083591.

18. Mailyan L.R., Stel'makh S.A., Shcherban E.M., Nazhuev M.P. Setting a diagram approach to calculating Vibrated, centrifuged and vibrocentrifuged reinforced concrete columns with a variatropic structure // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2021. № 1 (49). p. 30–44. https://doi.org/10.36622/VSTU.2021.49.1.003.