Сталефибробетон с заполнителями и дискретной арматурой из отходов местных производств

• Автор: Галкин, Вячеслав Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ МЕСТНЫХ ПРОИЗВОДСТВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА

1.1 Оценка техникоэкономической эффективности

сталефибробетона.

1.2 Оценка возможности применения в качестве дискретной арма

туры фибры из канатной проволоки, отработавших производственный ресурс щеточных волокон и листовых отходов сталепрокатного производства

1.3 Предварительные соображения об использовании отходов

местных металлургических производств в качестве заполнителей бетонной матрицы.

1.4 Цель и задачи работы

2 МАТЕРИАЛЫ, ОБРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы.
2.2 Лабораторное испытательное и регистрирующее оборудование
2.3 Методики экспериментальных исследований.
3 РОЛЬ ДИСКРЕТНОЙ АРМАТУРЫ В УЛУЧШЕНИИ СТРУКТУРЫ
СТАЛЕФИБРОБЕТОНА И ПОВЫШЕНИИ ЕГО ПРОЧНОСТНЫХ
СВОЙСТВ
3.1 Структурообразование сталефибробетона в процессе гидратации цемента и твердении бетонной матрицы.
3.2 Влияние внутренних напряжений в элементах систем сталь
ное волокнобетон матрицы на структуру и свойства сталефибробетона
3.3 Поверхности раздела систем стальное волокно бетон, параметры качественной и количественной оценки
3.4 Оценка прочности сталефибробетона из условия обеспечения
минимальной степени армирования.
3.5 Выводы.
4 ТЕХНОЛОГИЯ И СОСТАВЫ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА ИЗ ОТХОДОВ, РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
4.1 Современные технологии сталефибробетона
4.2 Оценка целесообразности использования в качестве заполни
теля в сталефибробетонной смеси отсевов дробления литого шлакового щебня.
4.3 Оптимальные геометрические размеры фибры, межфибровые
расстояния и степень дискретного армирования сталефибробетона .
4.4 Результаты экспериментальных исследований оценки сцепления стальных волокон с бетонной матрицей
4.5 Оценка удобоукладываемости бетонной смеси в фиброкарка
сах при изготовлении сталефибробетона способом раздельной укладки.
4.6 Оценка реологии мелкозернистой бетонной смеси для ее ввода
в фиброкаркасы и виброформования изделия
4.7 Ресурсосберегающая технология сталефибробетона с исходными компонентами из отходов местных производств
4.8 Производственные составы сталефибробетонной смеси для изготовления водопроводных труб и колец смотровых колодцев
4.9 Технология изготовления из сталефибробетона тонкостенных
ребристых плит несъемной опалубки
4. Выводы
5 ОЦЕНКА ЗАВИСИМОСТИ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА ОТ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.
5.1 Результаты исследований трехфакторного эксперимента по
оценке свойств высокоармированного сталефибробетона
5.2 Влияние на свойства высокоармированного сталефибробетона структурообразующих и технологических факторов.
5.3 Усадка сталефибробетона
5.4 Прогнозирование долговечности сталефиброшлакобетона с учетом кинетики изменения его прочностных характеристик
5.5 Выводы
6 РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ПЛИТ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ
ИЗ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
6.1 Экспериментальные исследования работы ребристых плит покрытия с элементами из сталефиброшлакобетона.
6.2 Технические требования на производство и испытание безнапорных водопроводных труб из сталефибробетона
6.3 Техникоэкономическая эффективность изготовления безнапорных водопроводных труб из сталефибробетона
6.4 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


На поверхности сталефибробетонных конструкций следов коррозии не обнаружено. Морозостойкость сталефибробетона, как следствие его трещиностойкости подтверждается многочисленными экспериментальными исследованиями. В.Н. Тупицина и Е. Н. Митрофанов сообщают об исследованиях, в которых описан механизм сопротивления замораживаниюоттаиванию и приведены характеристики морозостойкости сталефибробетона более высокие, чем у бетона с традиционными методами армирования. Механизм разрушения бетонного камня при замораживанииоттаивании состоит в последовательном проникание влаги и паров воды в трещины, поры и полости, заполнении их, расширении объемов воды при ее замерзании и разрушении бетонного камня под воздействием разлома льдом дефектных объемов, циклическое воздействие этого процесса в конце концов приводит к разрушению бетона. В этом случае блокирование разрывающих усилий в объеме бетонного камня выполняет фибровая арматура. Здесь важное значение приобретает модуль упругости стали, значительно более высокий, чем у бетона. Именно высокая морозостойкость сталефибробетона обеспечила его широкое применение в качестве конструкций тротуаров, дорог и аэродромов . Как видно из механизма разрушения бетонного камня при замораживанииоттаивании, морозостойкость его повышается за счет фибрового армирования, снижающего водо и воздухопроницаемость материала. Все эти свойства способствуют внедрению сталефибробетона в конструкциях труб, резервуаров, защитных оболочек теплоизоляции. Огнестойкость сталефибробетона представляет интерес прежде всего применительно к тонкостенным конструкциям. Ближайшим аналогом для сравнения является армоцемент. Огнестойкость конструкций определяется экспериментальным путем. Воздействие на конструкцию сводится к одностороннему прогреву пламенем. Армоцементные конструкции при этом разрушаются за счет отслоения нагретой части по металлическим сеткам. В сталефибробетонных конструкциях тепло передается от нагретой стороны холодной за счет фибр. При этом происходит выравнивание температур и снижение температурных напряжений. Устойчивость к температурным перепадам уже обеспечила фибровому армированию широкое применение в огнеупорных футеровках. Л.Е. Хакман . При этом сообщалось, что объем применения фиброармированных футеровок в США возрос с 0 в году до нескольких десятков тысяч в настоящее время. Большое количество конструкций в зданиях и сооружениях испытывают динамические нагрузки. К ним можно отнести фундаменты станков, сваи, аэродромные плиты, ограждающие конструкции защитных сооружений и др. Вопросам поведения сталефибробетонных конструкций при динамическом нагружении посвящено незначительное количество публикаций. Это обстоятельство не свидетельствует о малой актуатьности вопроса, а связано с трудностями организации динамических экспериментов и построения теорий динамического расчета конструкций 1,2, , , . Сопротивление элементов конструкций динамическим воздействиям, как известно, в значительной мере характеризуется вязкостью или работой разрушения. Высокая сопротивляемость сталсфибробетона механическим воздействиям объясняется частым размещением фибр в бетоне, при котором любой его объем оказывается армированным, то есть защищенным материалом более высокой стойкости сталью. Большая поверхность контакта фибровой арматуры с бетоном определяет многократное увеличение работы разрушения. Это приводит к значительному увеличению вязкости, а следовательно и ударостойкости сталефибробетона. Так в работе 3 приводятся результаты испытаний на изгиб сталефибробетонных балок, которые показали, что с возрастанием коэффициента армирования от 0 до 1,3 по объему вязкость разрушения увеличивается в раз. В ЛИСИ в свое время были испытаны на продольный удар сталефибробетонньте призмы со стальной фиброй 0, мм и длиной мм. Коэффициент объемного армирования составил 0,2. Испытания показали появление трещин в бетонных призмах после трех ударов, в сталефибробетонных после ударов. Образцы разрушились бетонные после 7 ударов, сталефибробетонные после 7 ударов. Зафиксирован рост ударной прочности в раз 3.