Многоуровневое дисперсное армирование структуры мелкозернистого бетона и повышение его трещиностойкости

• Автор: Коротких, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 188 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. Общая характеристика работы

1. Дисперсное армирование строительных композитов: состояние вопроса, проблемы и задачи развития исследований
2. Концепция и аналитические закономерности многоуровневого дисперсного армирования как средства повышения трещи-ностойкости

2.1. Масштабные уровни структуры композитов (на примере мелкозернистого бетона)

2.2. Анализ энергетических характеристик разрушения строительных материалов и разработка предложений по эффективному торможению трещин на масштабных уровнях их структуры
2.2.1. Анализ энергетических характеристик разрушения строительных материалов с многоуровневым дисперсным армированием и условие их трещиностойко-сти
2.2.2. Приведение объемно-произвольного (хаотического) дисперсного армирования к эквивалентному направленному
2.2.3. Аналитическая многопараметрическая оптимизация дисперсного армирования по критерию максимального напряжения трещинообразования

2.3 Выводы. Обоснование содержания экспериментальных исследований

3. Основные положения методологии и методики экспериментальных исследований

3.1. Общие положения системно-структурного подхода в исследованиях; характеристика объекта исследований
3.2. Характеристика сырьевых компонентов, условия изготовления образцов и методика оценки физикомеханических свойств получаемых материалов
4. Экспериментальные исследования сопротивления разрушению цементных материалов с дисперсным армированием по отдельным их структурным уровням
4.1. Выбор «эталонного» мелкозернистого бетона для экспериментальных исследований на основе оптимизации его состава по критерию максимального сопротивления разрушению.
4.2. Экспериментальные исследования сопротивления разрушению при армировании материала на уровне цементирующего вещества (самомикроармирование)
4.3. Экспериментальные исследования сопротивления разрушению при армировании материала асбестовым волокном на уровне цементного микробетона (микроармирование)
4.4. Экспериментальные исследование сопротивления разрушению при армировании материала базальтовым волокном на уровне мелкозернистого бетона.
4.5 Выводы.
5. Экспериментальные исследования сопротивления разрушению цементных материалов с многоуровневым дисперсным армированием и разработка предложений по практической реализации результатов исследований.
5.1. Исследования сопротивления разрушению мелкозернистого бетона при армировании материала на двух масштабных уровнях структуры (мелкозернистого бетона - базальтовым, микробетона асбестовым волокном)
5.2. Исследования сопротивления разрушению при трехуровневом дисперсном армировании (на уровне структуры цементирующего вещества, цементного микробетона и мелкозернистого бетона)
5.3. Оценка эффективности работы армирующих элементов на масштабных уровнях структуры
5.4. Предложения по технологии повышения сопротивления строительных композитов разрушению многоуровневым дисперсным армированием и их практическая реализация
5.5. Оценка технико-экономической эффективности разработанных предложений
5.6 Выводы Основные выводы Список литературы Приложение 1. Программа «Аналитическая многопараметрическая оптимизация многоуровневого дисперсного армирования» Приложение 2. Программа для решения оптимизационных задач по полиномиальным квадратичным экспериментальным моделям Приложение 3. «Рекомендации по изготовлению мелкозернистого цементного бетона повышенной трещиностойкости с многоуровневым дисперсным армированием»
Приложение 4. Акт заводских испытаний и внедрения результатов исследований в производство
Приложение 5. Акт внедрения результатов научных исследований в учебный процесс

сей, содержащих волокна с наибольшим отношением длины к диаметру, прочность на разрыв значительно повышается, что соответствует выводам Свейми и Мэнгата.
Высокие значения прочности на разрыв при расстоянии между армирующими элементами 1...3 мм обеспечиваются соответствием объемной доли армирующих элементов параметрам армируемой матрицы, а именно «концентрации» дефектов, трещин.
Поэтому при назначении объемных долей армирующих элементов и размеров необходимо учитывать, то, что бетоны, как один из классов строительных композитов, представляются нами многоуровневыми, двухкомпонентными (матрица-включения) системами «структура в структуре». Структура бетона является системой со сложным иерархическим строением, элементы которой относятся к разным уровням. Для определения эффективных границ дисперсности армирования бетонов могут служить соответствующие изменения физических и, прежде всего механических характеристик бетона (прочность, трещи-ностойкость, ударная вязкость и др.), проявляющиеся в результате существенного уменьшения величины диаметров армирующих элементов и увеличения степени их рассредоточения в объеме бетона.
Размещение дисперсных армирующих элементов на масштабных уровнях бетона должно быть тесно связано с параметрами структуры самого бетона. Основываясь на различиях в структурном строении различных видов бетона, в работе [83] в качестве исходной предпосылки принята гипотеза о том, что геометрические характеристики армирующих элементов (их размер и степень рассредоточения) должны быть соизмеримы с «врожденными дефектами» и, прежде всего, с неоднородностями макро- (только одного) для каждого композита уровня структуры бетона. Считается, что в этом случае создаются условия для более эффективного сдерживания роста трещин в бетоне при его нагружении. В то же время предлагается выделять четыре уровня эффективного дисперсного армирования бетонных матриц [2, 83].