Критический коэффициент интенсивности напряжений при поперечном сдвиге для нанофибробетона

Бетон относится к материалам с хрупким разрушением. Дисперсно-армированные нанобетоны, в которых препятствия в виде волокон затрудняют распространение трещин, приобретают свойства вязкого разрушения. Под действием нагрузки развитие трещины неизбежно, но на преодоление каждой преграды в виде фибры затрачивается дополнительная энергия, поэтому процесс раскрытия трещин может постепенно затухать. Представлены результаты испытаний нанофибробетонных образцов на поперечный сдвиг. Испытания проводились по авторской методике на образцах-пластинах с надрезами, позволяющей получить значение критического коэффициента интенсивности напряжений при поперечном сдвиге (К_IIc). Данный показатель определяется для условий нагрузки, при которых края трещины смещаются в плоскости трещины нормально относительно фронта распространения трещины. В результате испытаний получены значения К_IIc для разных дисперсно-армированных нанобетонов, отличающихся нанобетонной матрицей по прочности при сжатии и различным полиармированием дисперсным волокном на разных структурных уровнях. Установлено, что дисперсное армирование оказывает значительное влияние на повышение трещиностойкости материала. Увеличение значения К_IIc относительно неармированного нанобетона составило от 74 до 150% со стальной проволочной фиброй, от 29 до 129% со стальной фиброй из листа, от 14 до 131% с полимерной фиброй, от 22 до 124% в полиармированном составе.

Е.А. САДОВСКАЯ¹, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.Н. ПОЛОНИНА¹, инженер;
С.Н. ЛЕОНОВИЧ^1,2, д-р техн. наук, иностранный академик РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.А. ЖДАНОК³, д-р физ.-мат. наук;
В.В. ПОТАПОВ⁴, д-р техн. наук, профессор

¹ Белорусский национальный технический университет (220013, Республика Беларусь, г. Минск, пр. Независимости, 65)
² Qingdao University of Technology (266033, China, 11 Fushun Rd, Qingdao)
³ ООО «Передовые исследования и технологии» (223058, Республика Беларусь, Минский р-н, д. Лесковка, ул. Совхозная, 1, кв. 16)
⁴ Научно-исследовательский геотехнологический центр, Петропавловск-Камчатский (683002, г. Петропавловск-Камчатский, Северо-Восточное ш.,30, а/я 56)

1. Сарайкина К.А., Голубев В.А., Яковлев Г.И., Федорова Г.Д., Александров Г.Н., Плеханова Т.А., Дулесова И.Г. Модификация базальтофибробетона нанодисперсными системами // Строительные материалы. 2015. № 10. С. 64–69.
2. Лхасаранов С.А., Урханова Л.А., Буянтуев С.Л. Исследование фазового состава цементного камня с углеродными наноматериалами // Строительные материалы. 2018. № 1–2. С. 23–25. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-756-1-2-23-25
3. Яковлев Г.И., Дрохитка Р., Первушин Г.Н., Грахов В.П., Саидова З.С., Гордина А.Ф., Шайбадуллина А.В., Пудов И.А., Эльрефаи А.Э.М.М. Мелкозернистый бетон, модифицированный суспензией хризотиловых нановолокон // Строительные материалы. 2019. № 1–2. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-767-1-2-4-10
4. Коледа Е.А., Леонович С.Н., Жданок С.А. Результаты испытаний нанофибробетона на растяжение с комплексным фибровым армированием // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. 2018. № 2. С. 16–23.
5. Казаков И.А., Красновский А.Н. Влияние функционализированных многостенных углеродных нанотрубок на технологичность процесса изготовления композитной стеклопластиковой арматуры // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 8. С. 1062–1070.
6. Иванов Л.А., Муминова С.Р. Новые технические решения в области нанотехнологий. Ч. 1. Нанотехнологии в строительстве: Научный интернет-журнал. 2016. Т. 8. № 2. С. 52–81.
7. Гришина А.Н., Королёв Е.В. Эффективность модифицирования цементных композитов наноразмерными гидросиликатами бария // Строительные материалы. 2015. № 2. С. 72–76. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2015-722-2-72-76
8. Zhdanok S.A. Fifth ISTC Scientific Advisory Committee Seminar “Nanotechnologies in the Area of Physics, Chemistry and Biotechnology”. St. Petersburg, Russia, 27–29 May, 2002.
9. Эберхардштайнер Й., Леонович С.Н., Зайцев Ю.В. Прочность и трещиностойкость конструкционных строительных материалов при сложном напряженном состоянии. Минск: БНТУ, 2013. 522 с.
10. Леонович С.Н. Прочность, трещиностойкость и долговечность конструкционного бетона при температурных и коррозионных воздействиях: В 2 ч. Ч. 1. Минск: БНТУ, 2016. 390 с.
11. Патент RU 2621618. Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения высокопрочного бетона / Леонович С.Н., Литвиновский Д.А., Ким Л.В. Опубл. 06.06.2017.
12. Садовская Е.А., Леонович С.Н., Будревич Н.А. Многопараметричная методика оценки показателей качества нанофибробетона для строительной площадки // Бетон и железобетон. 2021. № 4 (606). С. 20–28.
13. Хрусталев Б.М., Леонович С.Н., Эберхардштайнер Й., Яковлев Г.И., Первушин Г.Н. Влияние многослойных нанотрубок на разрывную прочность // Наука и техника. 2012. № 4. С. 52–57.
14. Жданок С.А., Полонина Е.Н., Леонович С.Н., Хрусталев Б.М., Коледа Е.А. Влияние пластифицирующей добавки на основе наноструктурированного углерода в самоуплотняющейся бетонной смеси на ее технологические свойства // Инженерно-физический журнал. 2019. Т. 92. № 2. С. 391–396.
15. Жданок С.А., Полонина Е.Н., Леонович С.Н., Хрусталев Б.М., Коледа Е.А. Влияние пластифицирующей добавки, содержащей углеродный наноматериал, на свойства самоуплотняющегося бетона // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 6 (71). С. 76–85.