Формирование макроструктуры сталефибробетонов : На примере токарной фибры

• Автор: Ковалева, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Перспективы применения стаефибробетона в изделиях и конструкциях различного назначения

1.1.1 Понятие о сгалефибробетоне и области его использования по известным работам

1.1.2 Наиболее перспективные области использования сталефибробетонов в конструкциях

1.2. Современнные представления о структуре и свойствах сталсфибробетона

1.2.1 Влияние дисперсной арматуры на структуру и свойства сталефибробетона

1.2.2. Взаимосвязь между структурой и свойствами сталефибробетонов

1.3. Технология фибробетона . Ее связь со структурой и свойствами

1.3.1 Особенности получения сталефибробетонов

1.3.2 Анализ основных факторов влияющих на структуру и прочность материала

1.4. Проблемы формирования макроструктуры сталсфибробетона с заданными свойствами
1.4.1. Подход к вопросу проектирования составов дисперсно армированных бетонов в современной литературе
1.4.2. Проблемы прогнозирования характеристик прочности и долговечности сталефибробетонов
Выводы по главе
Г ЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН И СТРУКТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МАТРИЦЫ НА
СВОЙСТВА СТАЛЕФИБРОБЕТОНЛ
2.1 Основные предпосылки конструирования сталефибробетонов с заданными свойствами
2.2 Методика исследований, применяемые материалы
2.2.1 Определение максимального насыщения бетона дисперсной арматурой
2.2.2 Зависимость между геометрическими характеристиками волокон и наибольшей крупностью зерен заполнителя
2.2.3. Определение прочности сцепления дисперсной арматуры с матрицей тсц в сталефибробетоне
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ВКЛАД АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН И СОСТАВА МАТРИЦЫ В КОНЕЧНУЮ ПРОЧНОСТЬ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА
3.1. Определение особенностей проектирования состава сталефибробетона
3.1.1 Общие положения
3.2 Определение геометрических характеристик армирующих волокон
3.2.1. Назначение максимально возможной длины дисперсной арматуры
3.2.2 Определение оптимального насыщения смеси дисперсной арматурой
3.2.3. Влияние геометрических параметров волокна на определение составляющих исходного бетона матрицы
3.2.4. Определение прочности сцепления фибры с матрицей тсц
3.2.5. Определение комплексного коэффициента ф и его влияние на прочность сталефибробетона
3.2.6. Расчет прочности матрицы и ее корректировка
3.2.7. Особенности проектирования, определяющие выбор компонентов и подход к подбору состава сталефибробетона Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОСТАВА СТАЛЕФИБРОБЕТОНА В ОТДЕЛЬНЫХ ВИДАХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1 Применение сталефибробетона в конструкциях подземных сооружений
4.1.1 Выбор конструкции для апробации методики проектирования состава сталефибробетона.
4.2 Подбор состава сталефибробетона для изготовления затяжек временной шахтной кровли
4.2.1 Выбор волокна
4.2.2. Определение параметров армирования сталефибробетона для затяжек
4.2.3. Подбор состава матрицы
4.2.4 Определение и расчет показателя прочности сцепления дисперсной арматуры с бетонной матрицей
4.3 Технология изготовления и испытание натурных образцов конструкции затяжек
4.4 Технико экономическое обоснование использования сталефибробетона для изготовления затяжек
Выводы по главе Общие выводы
Список использованной литературы


Бетон, являющийся самым распространенным строительным материалом, несмотря на свои свойства, которые удовлетворяют техническим требованиям к конструкциям, имеет ряд существенных недостатков. К ним относятся, прежде всего, невысокая прочность на растяжение, которая в 8 раз ниже прочности на сжатие , . Повысить прочность бетона на растяжение можно путем введения в него различного рода фибр металлических, минеральных, синтетических. Бетон, дисперсно армированный волокнами, является композиционным материалом. В общем случае фибробетонная композиция образуется объемным сочетанием матрицы из бетона и равномерно распределенных в ней армирующих волокон, а упрочнение бетонов волокнами основано на том, что материал бетонной матрицы посредством касательных сил, действующих на поверхности раздела, передает волокнам приложенную нагрузку. Сталефибробетон, также установившийся термин, указывающий на конкретный вид армирующих волокон стальные фибры. При изготовлении и возведении традиционных конструкций из железобетона наиболее трудоемкими, являются арматурные работы. Изготовление сеток каркасов, установка арматуры и ее закрепление в проектное положение, необходимость увеличения толщины конструкций для обеспечения толщины защитного слоя бетона, сложность соблюдения его величины при бетонировании приводит к значительным затратам труда. Применение дисперсно армированных бетонов позволяет в ряде случаев обеспечить снижение расхода стали и бетона. Области рационального применения дисперсно армированных бетонов определяются прежде всего эксплуатационными качествами. По мнению зарубежных специалистов, наиболее перспективными направлениями использования таких материалов являются, как сборные, так и монолитные конструкции, и сооружения дорожные и аэродромные покрытия, пролетные строения мостов, лолы промышленных зданий, подводные резервуары и нефтехранилища, взрывоустойчивые конструкции, тюбинги и обкладки тоннелей и морских пирсов, подпорные стены, футеровочные покрытия, покрытия в виде дисперсно армированных торкретных слоев для шахтного и горного строительства, огнезащитные облицовки. В числе сборных конструкций выделяют различного рода объемные блоки и трубы, огнеупорные изделия, элементы гаражей стоянок, корпуса судов, лестничные марши, стеновые и кровельные панели, а также другие элементы ограждений. Использование новых, более эффективных, приемов формования армированных бетонов торкретирование, пневмонабрызг и др. Прерывистое армирование бетона сравнительно короткими стержнямифибрами позволяет добиться такой же прочности конструкций, какая достигается и при традиционном способе армирования. Это открывает широкие пути рационализации как конструктивных форм железобетона, так и способов его изготовления. Области применения фибробетона были подробно проанализированы на международных симпозиумах, , , , , , . Сталефибробетон, по мнению отечественных и зарубежных исследователей следует использовать, , ,, 0, 3. В сооружениях с объемным напряженным состоянием, в толстостенных оболочках и плитах, в частности, в корпусах реакторов, судов, напорных трубах. В конструкциях с неопределенным напряженным состоянием при их сложной форме, или в тех случаях, когда обычное армирование затруднено или вообще невозможно. В напряженных конструкциях, для которых необходим расчет по раскрытию трещин, например, для частичной или полной замены поперечной арматуры и в тех случаях, когда предварительное напряжение мало эффективно или трудоемко. В сооружениях, подверженных влиянию значительных температур или температурновлажностным воздействиям, в конструкциях доменных печей, формах для изготовления железобетонных конструкций. В сооружениях специального назначения тюбингах для коллекторных тоннелей, опорах контактной сети, различного назначения резервуарах. В стеновых панелях и настилах. В тонкостенных пространственных конструкциях, в которых эффективность применения сталефибробетона еще больше, в виду плоскостного распределения фибр. Кроме того, благодаря технологичности материала, конструкции могут быть изготовлены практически любой формы.