сотрудник
Самарская область, Россия
студент
Самарская область, Россия
В данной статье проводится анализ бетонов на отсевах дробления карбонатных пород (ОДКП) с добавлением стальной фибры. Проведен сравнительный анализ образцов бетона с различным мелким заполнителем и их основных физико-технический свойств. Выбран наиболее целесообразный состав для последующего использования в строительстве
отсевы дробления, комплексное использование, стальная фибра
В настоящее время керамзитобетонные блоки являются одними из наиболее распространённых штучных каменных материалов. Их используют как крупные застройщики, возводя многоэтажные дома или массовые коттеджные застройки, так и частные лица, которые строят собственными силами загородные дома, банные и гаражные комплексы, хозяйственные и иные постройки [1].
Для повышения прочностных и др. характеристик в керамзитобетонные блоки в процессе их изготовления добавляется стальная фибра. Образцы из бетона с применением стальной фибры рассматривались в теоретических исследованиях 60-х годов [2].
Динамические нагрузки, возникающие в результате усталости, ударов, сейсмики, повышенной влажности или изменения температуры, приводят к растрескиванию бетонных конструкций, а стальная фибра позволит предотвратить или минимизировать этот процесс.
Нержавеющие сплавы и стали, которые используются для создания стальной фибры, применяются в возведении конструкций, предназначенных для эксплуатации в водной среде, также огнестойких конструкций и производства коррозионностойких волокон.
Виды волокон фибры, используемой для строительства в настоящее время и их характеристики представлены в Таблице 1.
Таблица 1 – Виды фибры и ее прочностные характеристики
|
№ п/п |
Волокно |
Плотность,г/см |
Модуль упругости, МПа |
Прочность при растяжении, МПа |
Удлинение при растяжении, % |
|
1 |
Полипропилен |
0,9 |
3500…8000 |
400…700 |
10…25 |
|
2 |
Полиамид |
0,9 |
1900…2000 |
720…750 |
24…25 |
|
3 |
Полиэтиленовое |
0,95 |
1400…4200 |
600…720 |
10…12 |
|
4 |
Акриловое |
1,1 |
2100…2150 |
210...420 |
25…45 |
|
5 |
Нейлоновое |
1,1 |
4200…4500 |
770…840 |
16…20 |
|
6 |
Вискозное сверхпрочное |
1,2 |
5600…5800 |
660…700 |
14…16 |
|
7 |
Полиэфирное |
1,4 |
8400…8600 |
730…780 |
11…13 |
|
8 |
Хлопковое |
1,5 |
4900…5100 |
420…700 |
3…10 |
|
9 |
Карбоновое |
1,63 |
280000…380000 |
1200…4000 |
2,0…2,2 |
|
10 |
Углеродное |
2,00 |
200000…250000 |
2000…3500 |
1,0…1,6 |
|
11 |
Стеклянное |
2,60 |
7000…8000 |
1800…3850 |
1,5…3,5 |
|
12 |
Асбестовое |
2,60 |
68000…70000 |
910…3100 |
0,6…0,7 |
|
13 |
Базальтовое |
2,6…2,7 |
7000…11000 |
1600…3200 |
1,4…3,6 |
|
14 |
Стальное |
7,80 |
190000…210000 |
600…3150 |
3…4 |
Существует 3 вида фибры, которая используется чаще всего: анкерная фибра, волновая фибра, микрофибра.
Форма и параметры фибры используемой в производстве бетонов приведены в Таблице 2.
Таблица 2 – Форма и параметры фибры
|
Параметры |
Показатели их отклонений |
|
|
Анкерная фибра |
||
|
|
||
|
Длина L, мм |
30 |
50; 60 |
|
Номинальный диаметр D, мм |
0,30-0,70 |
0,80-1,10 |
|
Микрофибра |
||
|
|
||
|
Длина L, мм |
12; 13 |
|
|
Номинальный диаметр D, мм |
0,20-0,35 |
|
|
Волновая фибра |
||
|
|
||
|
Длина L, мм |
15-22 |
|
|
Номинальный диаметр D, мм |
0,20-0,70 |
|
Так как микрофибра в достаточной мере не соответствует прочностным характеристикам при рассмотрении высотного строительства, то в данном исследовании авторы статьи применяли стальную волновую фибру.
При сравнении мелкозернистого бетона на отсевах дробления карбонатных пород с применением стальной фибры и тяжёлого бетона, экономический эффект составляет 20%, что происходит за счет снижения армирования бетонных изделий и замены природного мелкого заполнителя.
Как видно на рисунке 1, сопротивление растяжению и сжатию напрямую зависит от объёма стальной фибры, которая содержится в бетоне на отсевах дробления карбонатных пород.
Рисунок 1 – Испытание бетонных образцов с использованием ОДКП и стальной фибры на сжатие и изгиб, МПа.
1 – испытание образцов на растяжение, 2 – испытание образцов на сжатие.
Таким образом, из анализа графических зависимостей следует, что в качестве армирования можно применять стальную фибру, а заполнитель исключительно на отсевах дробления карбонатных пород не подходит. Его следует обогащать, добавляя в меньшей доле природный песок: прочностные характеристики улучшаются, и это даёт возможность применять полученный бетон для сборных и штучных элементов.
1. Крамаренко А.В., Путилова М.Н. Керамзитобетон с добавкой фосфорного шлака автоклавного закаливания // Символ науки. - 2017. - № 5 - С. 203-205.
2. Горячев Д.Е., Крамаренко А.В. Керамзитобетон с добавкой гипсоцементно-пуццолановых вяжущих // Символ науки. - 2017. - Т.2. - № 3 - С. 49-51.
3. Горячев Д.Е., Крамаренко А.В. Модификация гипсоцементно-пуццолановых вяжущих магнезиальным цементом // Научный альманах. - 2017. - № 3-3 (29). - С. 61-63.
4. Горячев Д.Е., Крамаренко А.В. Керамзитобетон с добавкой гипсоцементно-пуццоланового вяжущего на основе магнезиального цемента // Инновационная наука. - 2017. - № 5 - С. 61-63.
5. Клюев С.В. Основы конструктивной организации природных и искусственных материалов / Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: сб. студ. докл. Международного конгресса: В 2 ч. Ч. 1. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - С. 161-163.
6. http://www.navigator-beton.ru/prajjs_list/fibrobeton.html
