Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов

• Автор: Пухаренко, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 315 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.ДИСПЕРСНОАРМИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ НАПРАВЛЕНИЕ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 .Состояние и перспективы производства дисперсноармированных бетонов

1.2.Влияние дисперсного армирования на свойства цементных бетонов

1.2.1 .Механические характеристики

1.2.2.Показатели долговечности

1.3.Направление, цель и задачи исследований Выводы по главе

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ФИБРОБЕТОНОВ

2.1.Общие представления о формировании структуры фибробетона как композиционного материала
2.1.1 .Влияние вида волокон и параметров армирования на структуру и свойства фибробетонов
2.1.2.Влияние дисперсного армирования на процессы гидратации цемента и твердения бетона
2.2.Структурная модель и прогнозирование свойств фибробетона
2.2.1.Критические пределы насыщения цементных композитов армирующими волокнами
2.2.2.Прогнозирование прочностных характеристик фибробетона
2.2.3.Структурнотехнологическая модель фибробетона Выводы по главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА ФИБРОБЕТОНОВ
3.1 .Дисперсная арматура для цементных бетонов
4 3.2.0бщие принципы и методика проектирования состава
фибробетона
3.3.Определение прочности сцепления дисперсной арматуры с цементным камнем 3.4.Особенности подбора состава сталефибробетона 3.5.Особенности подбора состава фибробетона с использованием неметаллических волокон Выводы по главе 3 4.УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ
В ПРОИЗВОДСТВЕ ФИБРОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
4.1. Приготовления фибробетонных смесей
4.2. Формование фибробетонных изделий
4.3.Твердение отформованных фибробетонных изделий
4.4. Применение наномодификаторов для улучшения формовочных свойств фибробетонных смесей и
прочности фибробетонов
4.5. Алгоритм разработки технологического процесса производства фибробетонных изделий
Выводы по главе
5.ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ФИБРОБЕТОНА
5.1.Опыт и перспективы применения сталефибробетона в транспортном и подземном строительстве 5.1.1 .Изготовление сталефибробетонных колец колодцев на
Волховском комбинате строительных конструкций
5.1.2.Выпуск блоков тоннельной обделки на заводе ЖБКиД 1 АО Ленметрострой
5.1.3.Применение сталефибробетона в тонкостенных изгибаемых конструкциях
5 8 6
5.2.Промышленный опыт изготовления изделий из ячеистого
фибробетона
5.2.1 .Применение фибропенобетона для тепловой изоляции
стальных трубопроводов
5.2.2.Производство фибропенобетонных плит для наружных
стен и перегородок
5.3.Производство изделий из плотных бетонов, армированных
полимерными волокнами
Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Перечисленные факторы во многом определяют и начальную ширину трещин. Например, при использовании стальных фибр с0,3мм трещины в момент образования носили характер местных разрывов, размер которых не превышал 1. В тех же условиях повышение диаметра волокон до с,9мм привело к увеличению начальной ширины трещины до 7. Высокомодульные неметаллические волокна также повышают стойкость бетона к образованию и развитию трещин, хотя и в меньшей степени, чем стальные фибры. Подобные результаты получены при введении в бетон низкосортного асбеста и базальтовых волокон диаметром . Анализ данных, представленных на рис. СВМ низкомодульные синтетические волокна в данном случае капроновые не оказывают заметного влияния на показатель трещиностойкости цементнопесчаного бетона при механическом нагружении. В этой связи следует отметить лишь некоторую тенденцию к снижению Ктр, наметившуюся по мере удаления от области, очерченной экспериментом, в сторону больших значений р. В то же время имеется ряд сведений о существенном снижении собственных напряжений и деформаций в бетоне в экстремальных температурновлажностных условиях при введении в него низкомодульных полимерных волокон 2,1. Комохов П. Г. связывает с эффектом демпфирования структуры бетона маложесткими включениями фибрами, тормозящими или останавливающими рост усадочных трещин рис. Однако наиболее эффективным является использование низкомодульных синтетических волокон для улучшения механических характеристик легких и, особенно, ячеистых бетонов, модуль упругости которых в 2. Исследование закономерностей разрушения фибропенобетона, выполненное Моргун Л. В. при участии автора диссертации по методике и на установках, разработанных Остратом Л. И. НИПИСиликатобетон, позволило установить следующее рис. Ц1 и его начальный модуль упругости на . Фузках, которые в 1,5. Рис. Комохову П. Рис. Рис. ЦП, армированных отрезками проволоки размером 1х0,3хмм рИс. Однако в данном случае, как в прочем, и в других аналогичных 0, отмеченный эффект был менее заметным, что, видимо, связано с видом применяемых волокон и матрицы, а также их количественным соотношением. Вместе с тем, был сделан вывод о незначительном влиянии дисперсного армирования на поведение композиции в упругой стадии, а обнаруженное Ромуальди явление значительного упрочнения бетонов близко расположенными отрезками тонкой проволоки 1 объяснялось соответствующим увеличением нагрузки видимой трещины. Таким образом, модифицирующее воздействие армирующих волокон на цементные бетоны осталось без внимания, что приводит к определенным противоречиям в оценке их механических характеристик. Тем не менее, если в отношении трещиностойкости фибробетонов взгляды большинства специалистов сходятся, то вопросы их прочности требуют определенного обсуждения. Стохастический характер структуры дисперсноармированных бетонов затрудняет обобщение и разработку аналитических методов их расчета. Сложность проблемы определила многообразие теорий прочности фибробетона, использующих концепцию интервала Ромуальди Павлов А. П., статистическую теорию Вейбула Харлаб В. Д., критерий предельного напряжения сцепления Соломин В. И., методы математического моделирования Янкелович Ф. Ц., методы геометрических вероятностей Романов В. П., концепцию соответствия уровней дисперсности армирования и дефектности структуры бетонной матрицы Рабинович Ф. Н. и др. Рис. Выражение 1. Так, согласно правилу смесей зависимость прочностьпроцент армирования носит линейный характер, и это соответствует результатам многочисленных исследований, например , , , 6, 5, полученным при армировании бетонов высокомодульными волокнами в объеме р1 . Между тем еще в е годы высказывалось предположение 8 о существовании критического содержания волокон, при достижении которого упрочнение бетона становится особенно эффективным. Спустя лет эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение в наших опытах со сталефибробетоном, армированным фрезерной фиброй рис. Другим спорным моментом является вопрос о влиянии дисперсности волокон на прочностные характеристики получаемого композита.