Параметры механики разрушения базальто-волокнистого высокопрочного бетона

В настоящее время базальтовые волокна в строительстве используется в качестве дисперсного армирования бетонных и железобетонных конструкций в высотных зданиях, мостах, взлетно-посадочных полосах аэропортов и дорожных покрытиях. Массовое производство высокопрочных бетонов в России во многом связано с применением органоминеральных модификаторов серии МБ и Эмбелит, содержащих микрокремнезем, золу-уноса, регулятор твердения и суперпластификатор С-3 в разных пропорциях. Исследования свойств высокопрочного бетона (с добавлением 1% базальтовой фибры от массы бетона и без неё), приготовленного с применением модификатора МБ10-30С проведены на образцах с размерами 100х100х100 мм, 100х100х400 мм, 100х100х400 мм с искусственно сделанными трещинами глубиной 25 мм в середине пролета, а также образцах с размерами 100х75х100 мм (высота поперечного сечения 75 мм взята равной высоте поперечного сечения образцов с трещинами). В рамках исследования определены: прочность на сжатие, прочность на растяжение при изгибе, прочность на осевое растяжение, момент трещинообразования, а также параметры механики разрушения, такие как: критический коэффициент интенсивности напряжений и критическая скорость высвобождения энергии в различные периоды твердения бетона (после 7, 14, 28 и 60 суток твердения). Также определено влияние трещин в изгибаемом элементе на значение момента трещинообразования. Результаты исследования показали, что добавление базальтовой фибры в высокопрочный бетон, приготовленный с применением модификатора МБ10-30, снижает прочность на сжатие, однако в тоже время, повышает прочность при растяжении.

прочность на сжатие, момент трещинообразования, критический коэффициент интенсивности напряжений, критическая скорость высвобождения энергии, прочность на растяжение при изгибе, прочность на осевое растяжение

1. Оснос С.П., Краюшкина Е.В., Химерик Т.Ю. Армирующие и композитные материалы на основе БНВ в дорожном строительстве // Композитный мир. 2017. №5. С. 52-64.

2. Sadrmomtazi A., Tahmouresi B., Saradar A. Effects of silica fume on mechanical strength and microstructure of basalt fiber reinforced cementitious composites (BFRCC) // Construction and Building Materials. 2018. No 162. Pp. 321-333.

3. Dong J.F., Wang Q.Y., Guan Z.W. Material properties of basalt fibre reinforced concrete made with recycled earthquake waste // Construction and Building Materials. 2017. No 130. Pp. 241-251.

4. Borhan T.M. Properties of glass concrete reinforced with short basalt fibre // Materials & Design. 2012. No 42. Pp. 265-271.

5. Перфилов В.А., Зубова М.О. (2015). Влияние базальтовых волокон на прочность мелкозернистых фибробетонов // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2015. №1(37). С. 1-4.

6. Баранов А.С. Прочность прессованного пластифицированного фибробетона // Технические науки - от теории к практике. 2014. №34. С. 1-8.

7. High C., Seliem H.M., El-Safty A., Rizkalla S.H. Use of basalt fibers for concrete structures // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 96. Pp. 37-46.

8. Ayub T., Shafiq N., Nuruddin M.F. Mechanical Properties of High-performance Concrete Reinforced with Basalt Fibers // Procedia Engineering. 2014. Vol. 77. Pp. 131-139.

9. Branston J., Das S., Kenno S.Y., Taylor C. Influence of basalt fibres on free and restrained plastic shrinkage // Cement and Concrete Composites. 2016. Vol. 74. Pp. 182-190.

10. Kizilkanat A.B., Kabay N., Akyüncü V., Chowdhury S., Akça A.H. Mechanical properties and fracture behavior of basalt and glass fiber reinforced concrete: An experimental study // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 100. Pp. 218-224.

11. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Аль-Омаис Д., Зайцев А.С. Высокопрочные бетоны в конструкции фундаментов высотного комплекса "ОКО" в ММДЦ "Москва-Сити" // Промышленное и гражданское строительство. 2017. №3. С. 53-57.

12. Karpenko N.I., Mishina A.V., Travush V.I. Impact of Growth on Physical, Mechanical and Rheological Properties of High Strength Steel Fiber Reinforced Concrete // Procedia Engineering. 2015. Vol. 111. Pp. 390-397.

13. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам, Москва, 2013.

14. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения, Москва, 2015.

15. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона, Москва, 2005.

16. Клюев С.В. Экспериментальные исследования фибробетонных конструкций // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2011. № 4. C. 71-75.