Влияние рецептурных факторов на прочностные свойства тяжелых сталефибробетонов

На сегодняшний день стальная фибра является одним из наиболее перспективных компонентов, применяемых при производстве фибробетонов. С целью улучшения прочностных свойств тяжелых сталефибробетонов было изучено влияние на эти свойства рецептурных факторов, а именно процента фибрового армирования и длины волокон фибры. Всего было изготовлено и испытано 18 серий базовых образцов стандартного размера: 27 кубов с размерами 100х100х100 мм для испытаний на сжатие; 27 призм с размерами 100х100х400 мм для испытаний на растяжение при изгибе. Были проведены расчеты прочностных характеристик в зависимости от рецептурных факторов, расчеты производились методом математического планирования эксперимента (полнофакторный эксперимент – ПФЭ 2k). На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что наиболее эффективным будет применение стальной фибры с длиной волокон 30 мм в и проценте объёмного армирования 1,5%.

1. Волков И.В. Фибробетон – состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. № 5 (64). С. 24–25.

2. Моргун Л.В. Теоретическое обоснование и экспериментальная разработка технологии высокопрочных фибропенобетонов // Строительные материалы. 2005. № 6. С. 59–64.

3. Моргун Л.В. Анализ закономерностей формирования оптимальных структур дисперсно-армированных бетонов // Известия вузов. Строительство. 2003. № 8. С. 58–61.

4. Рахимов Р.З. Фибробетон – строительный материал 21 века // Экспозиция. Бетон и сухие смеси. 2008. № 2б (54). С. 35–42.

5. Баженов Ю.М. Технология бетонов XXI века // Новые научные направления в строительном материаловедении: сб. трудов Академических чтений РААСН, посвящ. 75-летию со дня рождения Ю.М. Баженова. Белгород: Изд-во БГТУ, 2005. Ч. 1. С. 9–19.

6. Ведищев К.А. Фибробетон – строительный материал XXI века // Молодежь и научнотехнический прогресс: сборник докладов X Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (20 апреля 2017 года, Губкин): в 4 т. Губкин, 2017. Т. 3. С. 50–53.

7. Коротких Д.Н. Трещиностойкость современных цементных бетонов (проблемы материаловедения и технологии): монография. Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2014. 141 с.

8. Саламанова М.Ш., Исмаилова З.Х., Бисултанов Р.Г., Арцаева М.С. Влияние композиционного вяжущего на формирование физико-механических и эксплуатационных свойств фибробетона // Эффективные строительные композиты: науч.-практ. конф. к 85- летию заслуж. деятеля науки РФ, академика РААСН, д-ра техн. наук Ю.М. Баженова (02– 03 апреля 2015 года, Белгород). Белгород, 2015. С. 592–598.

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

10. Chen L., Sun W., Chen B., Shi Z., Lai J., Feng J. Multiscale study of fibre orientation effect on pullout and tensile behavior of steel fibre reinforced concrete // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 283. p. 122506. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122506

11. Yoo D.-Y., Shin W., Chun B., Banthia N. Assessment of steel fiber corrosion in self-healed ultra-high-performance fiber-reinforced concrete and its effect on tensile performance // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 133. p. 106091. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106091

12. Zeng W., Ding Y., Zhang Y., Dehn F. Effect of steel fiber on the crack permeability evolution and crack surface topography of concrete subjected to freeze-thaw damage // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 138. p. 106230. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106230

13. Eduardo T., Buttignol T. A load induced thermal strain (LITS) semi-empirical model for plain and steel fiber reinforced concrete subjected to uniaxial compressive load // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 127. p. 105896. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105896

14. Zhang X., Zhang W., Cao C., Xu F., Yang C. Positive effects of aligned steel fiber on bond behavior between steel rebar and concrete // Cement and Concrete Composites. 2020. Vol. 114. p. 103828. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103828

15. Balendran R.V., Zhou F.P., Nadeem A., Leung A.Y.T. Influence of steel fibres on strength and ductility of normal and lightweight high strength concrete // Building and Environment. 2002. Vol. 37. Iss. 12. p. 1361–1367. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00109-3

16. 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. C. 6. URL: https://esj.today/PDF/07SAVN418.pdf (03.04.2021)

17. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Холодняк М.Г., Нажуев М.П., Тароян А.Г., Яновская А.В. Сравнение влияния армирования фибровыми волокнами различных видов на свойства центрифугированных и вибрированных изделий из тяжелого бетона класса В35 [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2018. № 4 (51). C. 167. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_6_Stelmakh_Shcherban.pdf_cc9dfda618.pdf (03.04.2021)

18. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Насевич А.С., Нажуев М.П., Тароян А.Г., Яновская А.В. Сравнение влияния армирования фибровыми волокнами различных видов на свойства центрифугированных и вибрированных изделий из тяжелого бетона класса В50 [Электронный ресурс] // Вестник Евразийской науки. 2018. Т. 10. № 5. С. 66. URL: https://esj.today/PDF/29SAVN518.pdf (03.04.2021).

19. Щербань Е.М., Стельмах С.А., Нажуев М.П., Насевич А.С., Гераськина В.Е., Пошев А.У.-Б. Влияние различных видов фибры на физикомеханические свойства центрифугированного бетона [Электронный ресурс] // Вестник Евразийской науки. 2018. Т. 10. № 6. С. 73. URL: https://esj.today/PDF/14SAVN618.pdf (03.04.2021)

20. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Холодняк М.Г., Нажуев М.П., Тароян А.Г., Чебураков С.В. Сравнение влияния армирования фибровыми волокнами различных видов на свойства центрифугированных и вибрированных изделий из тяжелого бетона класса B20 [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона. 2018. № 4 (51). C. 166. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_5_Stelmakh_Shcherban.pdf_9004eb63bd.pdf (03.04.2021)