2308

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

BUILDING MATERIALS

AND PRODUCTS

УДК 691.32

ЦЕМЕНТНЫЕ КОМПОЗИТЫ С ПОВЫШЕННОЙ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТЬЮ

В.Д. Черкасов, А.В. Стешин

Приведены результаты исследований ударной вязкости цементных композитов с добавкой волокон и гиперпластификатора. Установлено оптимальное количество волокон и гиперпластификатора для достижения максимальной ударной вязкости цементных композитов.

Ключевые слова: цементный композит, волокна, гиперпластификатор, ударная вязкость

CEMENT COMPOSITES WITH INCREASED IMPACT STRENGTH

V.D. Cherkasov, A.V. Steshin

The results of studies of the impact strength of cement composites with addition of fibers and a hyperplasticizer are presented. The optimal number of fibers and the hyperplasticizer was established to achieve the maximum impact strength of cement composites.

Keywords: cement composite, fibers, hyperplasticizer, impact strength

Ежегодно на Земле происходят тысячи землетрясений, большинство из которых слабые, либо их очаги находятся за пределами населённых территорий. Однако существуют землетрясения с высокой магнитудой, которые происходят вблизи городов. Они наносят существенные повреждения зданиям и даже приводят к их обрушению. В связи с этим является актуальным создание конструкций, обладающих повышенной стойкостью к сейсмическим воздействиям. Решение этой проблемы видится, на наш взгляд, в применении для их изготовления материалов, способных хорошо сопротивляться ударным воздействиям. Основным строительным материалом строительства является бетон. Повышение его динамических свойств можно осуще-

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

ствить за счет введения в состав волокон [1, 2]. Кроме этого, улучшение свойств бетона достигается использованием химических добавок [3]. Из всех химических добавок для регулирования свойств бетона наиболее широкое применение нашли пластификаторы [3, 4].

В связи с этим были проведены исследования по влиянию различных волокон на прочность при сжатии, на изгиб и на ударную вязкость цементных композитов. Для этого использовали два вида волокон: Panacea 12 мм и FPAC 235/040. В цементные композиты волокна вводили с пластификатором Master Glenium 51. Исследования были направлены на установление оптимального количества волокон и пластификатора. В ходе проведённых исследований установлено, что оптимальное количество волокна Panacea 12 мм составляет 1 % от массы цемента (рис. 1, 2), а волокна FPAC 235/040 – 2 % от массы цемента (рис. 3, 4).

Количество пластификатора в составе зависит от вида волокна и конкретного параметра механического свойства. Для волокон Panacea 12 мм для получения высокой прочности на сжатие и удельной ударной вязкости необходимо добавлять в состав 2 % гиперпластификатора от массы цемента (рис. 5, 6).

Рис. 1. Влияние количества волокон Panacea 12 мм на прочность цементного камня при сжатии ( количество гиперпластификатора 2 % от массы цемента)

Рис. 2. Влияние количества волокон Panacea 12 мм на удельную ударную вязкость цементного камня (количество гиперпластификатора 1 % от массы цемента)

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

Рис. 3. Влияние количества волокон FPAC 236/040 на прочность цементного камня при сжатии (количество гиперпластификатора 1,5 % от массы цемента)

Рис. 4. Влияние количества волокон FPAC 236/040 на удельную ударную вязкость цементного камня (количество гипеплрастификатора 1 % от массы цемента)

Рис. 5. Влияние количества гиперпластификатора на прочность при сжатии цементного камня (количество волокон Panacea 12 мм 1 % от массы цемента)

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Рис. 6. Влияние количества гиперпластификатора на удельную ударную вязкость цементного камня (количество волокон Panacea 12 мм 1 % от массы цемента)

При использовании волокон FPAC 235/040 количество гиперпластификатора для получения высокой прочности при сжатии составляет 1–1,5 % от массы цемента (рис. 7), а дляполучениявысокойудельнойударнойвязкости– 1 % отмассыцемента(рис. 8).

Рис. 7. Влияние количества гиперпластификатора на прочность цементного камня при сжатии (количество волокон FPAC 236/040 2 % от массы цемента)

Рис. 8. Влияние количества гиперпластификатора на удельную ударную вязкость цементного камня (количество волокон FPAC 236/040 2 % от массы цемента)

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

При оптимальных количествах волокон и гиперпластификатора прочность цементного камня при сжатии повышается более чем в три раза (см. рис. 1, 3), а удельная ударная вязкость цементного камня повышается в два раза (см. рис. 2, 3).

Проведённые исследования показали, что с помощью добавления волокон и гиперпластификатора можно существенно повысить удельную ударную вязкость цементного камня. Это, в свою очередь, будет способствовать улучшению динамических свойств бетона.

Список литературы

1.Новицкий, А.Г. Аспекты применения базальтовой фибры для армирования бетонов / А.Г. Новицкий, М.В. Ефремов // Вып. 36. – 2010.

2.Сарайкина, К.А. Дисперсное армирование бетонов / К.А. Сарайкина, В.А. Шаманов // Вестник ПГТУ. Урбанистика. – 2011. – №2. – С. 70–75.

3.Изотов, В.С. Химические добавки для модификации бетона / В.С. Изотов. – М.: Казанский Государственный архитектурно-строительный университет: Издательство

«Палеотип», 2006. — 244 с.

4.Юань, Ю. Высококачественный цементный бетон с улучшенными свойствами / Юай Юань, Ван Лин, Тянь Пе. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2014. – 448 c.

References

1.Novitsky, A.G. The aspects of usage of basalt fiber for reinforcement of concrete / A.G. Novitsky, M.V. Efremov // Publ. 36. – 2010.

2.Saraykina, K.A. Disperse reinforcement of concrete / K.A. Saraykina, V.A. Shamanov // Gazette PSTU. Urbanistics. – 2011. – №2. – Р. 70–75.

3.Isotov, V.S. Chemical additives for concrete modification / V.S Isotov. – M.: Kazan State University of Architecture and Construction: Publ. «Paleotip», 2006. – 244 p.

4.Yuan, Yu. High-quality cement concrete with improved features / Yuay Yuan, Van Lin, Tyan Pe. – M.: Association of Construction Universities, Publ., 2014. – 448 p.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

УДК 691.328.43

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕКСТИЛЬ-БЕТОНА*

В.С. Лесовик, Д.Ю. Попов

Рассматриваются основные тенденции современного материаловедения по созданию эффективных композиционных материалов, сокращению нагрузки от собственного веса конструкций и применению современных наукоемких подходов к проектированию. Приводятся основные пути повышения эффективности текстиль-бетона, особенности его приготовления и области применения.

Ключевые слова: легкие конструкции, текстиль-бетон, армирующие материалы, трещинообразование

IMPROVING THE EFFICIENCY OF TEXTILE REINFORCED

CONCRETE

V.S. Lesovik, D.Yu. Popov

The main trends of modern material science are considered in the creation of effective composite materials, the reduce of the load due to the weight of structures and application of modern scienceintensive design approaches. The main ways of increasing the efficiency of textile reinforced concrete, features of concrete are preparation and application are given.

Keywords: lightweight structures, textile reinforced concrete, reinforcing materials, cracking

Бетон является одним из самых распространенных и массовых строительных материалов, производство которого в определенной степени характеризует уровень развития цивилизации [1, 2]. Одновременно с этим бетон – это чрезвычайно сложный композиционный материал, который, в связи с его многокомпонентностью, обладает широким спектром уникальных свойств. В настоящее время для его создания используются системный подход к проектированию композиционных материалов [3] и трансдисциплинарные подходы к исследованию [4]. В последние годы технический прогресс в области строительных материалов стал требовать интенсивного развития следующих направлений: повышения прочностных свойств бетона, снижения массы и стоимости бетонных изделий и конструкций, повышения их качества и долговечности [5]. Одним из путей увеличения надежности и долговечности, а также существенного снижения нагрузок от собственной массы при использовании бетонных конструкций является применение текстильных материалов для армирования различных строительных конструкций.

* Статья подготовлена в рамках программы развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова.