Высокопрочные фибробетоны в конструкциях общестроительного и специального назначения

Показано, что повышение долговечности особо прочных конструкций зданий и защитных сооружений гражданской обороны является главной задачей на сегодня. Доказано, что применение высокопрочных композитов с дисперсным армированием на основе комбинированных вяжущих требует решения ряда проблем. В состав фибробетонов вовлекается техногенное сырье, в том числе шлаки металлургического производства. Рассмотрена проблема качества фибробетонов с учетом исходного состава, условий приготовления бетонной смеси, формования и твердения изделий. В качестве компонентов высокопрочного дисперсно-армированного бетона предложены тонкодисперсные добавки – наполнители с высокой активностью на основе техногенных отходов в сочетании с гиперпластификаторами и армирующими волокнами. Предложено решение для повышения качества лицевой поверхности до классов А1–А2. Установлено, что за счет оптимизации составов снизили расход клинкерной составляющей вяжущего на 20% без потери физико-механических свойств и повысили прочностные показатели более чем на 20 МПа. За счет применения дисперсного армирования увеличили прочность бетона при изгибе на растяжение на 15%. При этом базальтовые волокна в качестве армирующего компонента показали лучшую совместную работу с цементным камнем.

Р.Э. АГАМОВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.А. ГОНЧАРОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Р. ПАЧИН, магистр (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Липецкий государственный технический университет (398055, г. Липецк, ул. Московская, 30)

1. Goncharova M.A., Simbaev V.V., Karaseva O.V. Optimization of the composition of fine-grained concrete in order to improve the quality of the front surface of blocks. Solid state phenomena. 2018. Vol. 284, pp. 1052–1057. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.1052
2. Goncharova M.A., Krohotin V.V., Ivashkin A.N. The influence of fibrous reinforcement on the properties of self-compacting concrete mixture and reinforced concrete. Solid state phenomena. 2020. Vol. 299, pp. 112–117. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.299.112
3. Гончарова М.А., Черноусов Н.Н., Стурова В.А., Ливенцева А.А. Способ подбора оптимального состава мелкозернистого сталефиброшлакопемзобетона // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2021. № 11 (755). С. 64–72. DOI: 10.32683/0536-1052-2021-755-11-64-72
3. Goncharova M.A., Chernousov N.N., Sturova V.A., Liventseva A.A. Method for selecting the optimal composition of fine-grained steel-fiber-slash pum-concrete.
Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy. Stroitel’stvo. 2021. No. 11 (755), pp. 64–72. (In Russian). DOI: 10.32683/0536-1052-2021-755-11-64-72
4. Гончарова М.А., Мраев А.В., Пачин А.Р., Акчурин Т.К. Прогнозирование долговечности шлакобетонов в условиях агрессивной сульфатной среды // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2022. № 3 (88). С. 70–75.
4. Goncharova M.A., Mraev A.V., Pachin A.R., Akchurin T.K. Forecasting the durability of cinder blocks in an aggressive sulfate environment. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroite’nogo universiteta. Seriya: Stroite’stvo i arhitektura. 202. No. 3, pp. 70–75. (In Russian).
5. Черноусов Н.Н., Бондарев Б.А., Стурова В.А, Бондарев А.Б., Ливенцева А.А. Аналитические зависимости влияния плотности материала на прочность и деформативность конструкционного бетона при осевом сжатии // Строительные материалы. 2022. № 5. С. 58–67. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-802-5-58-67
5. Chernousov N.N., Bondarev B.A., Sturova V.A., Bondarev A.B., Liventseva A.A. Analytical dependences of the effect of material density on the strength and deformability of structural concrete under axial compression. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 5. С. 58–67. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-802-5-58-67
6. Bondarev B.A., Komarov P.V., Erofeev A.V., Bayazov V.A. Influence of the self-heating temperatureon the cyclic durability of composite materials. Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2022. № 1 (53), pp. 39–45. DOI: 10.36622/VSTU.2022.53.1.004
7. Goncharova M., Agamov R., Pachin A. Optimization of compositions of refractory composites using mathematical experiment planning. 4th International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). 2022, pp. 01–05. DOI: 10.1109/SUMMA57301.2022.9974045
8. Моргун Л.В. Теоретическое обоснование и экспериментальная разработка технологии высокопрочных фибропенобетонов // Строительные материалы. 2005. № 6. C. 59–63.
8. Morgun L.V. Theoretical substantiation and experimental development of high-strength fibropen concrete technology. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2005. No. 6, pp. 59–63. (In Russian).
9. Маилян Л.Р., Налимова А.В., Маилян А.Л., Айвазян Э.С. Челночная технология изготовления фибробетона с агрегированным распределением фибр и его конструктивные свойства // Инженерный вестник Дона. 2011. № 4.
9. Mailyan L.R., Nalimova A.V., Mailyan A.L., Ayvazyan E.S. Shuttle manufacturing technology of fiber concrete with aggregated fiber distribution and its structural properties. Inzhenernyj vestnik Dona. 2011. No. 4. (In Russian).
10. Баранов А.С. Прочность и долговечность мелкоштучных изделий из гиперпрессованного фиб-робетона // Градостроительство и архитектура. 2017. Т. 7. № 3 (28). С. 46–49. DOI: 10.17673/Vestnik.2017.03.8
10. Baranov A.S. Strength and durability of small piece products made from fibre reinforced concrete. Gradostroitelstvo i arhitektura. 2017. Vol. 7. No. 3 (28), pp. 46–49. DOI: 10.17673/Vestnik.2017.03.8
11. Пустовгар А.П., Лавданский П.А., Журавлев А.В., Есенов А.В., Медведев В.В., Веденин А.Д. Тепловыделение при гидратации цемента серпентинитового бетона // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 5. С. 285–287.
11. Pustovgar A.P., Lavdansky P.A., Zhuravlev A.V., Esenov A.V., Medvedev V.V., Vedenin A.D. Hydration Heat Release Of Cement In Serpentine Concrete. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Povolzhya. 2014. No. 5, pp. 285–287. (In Russian).
12. Прошин А.П., Демьянова В.С., Калашников Д.В. Особо тяжелый высокопрочный бетон для защиты от радиации с использованием вторичных ресурсов. Пенза: ПГУАС, 2004. 140 с.
12. Proshin A.P., Demyanova V.S., Kalashnikova D.V. Osobo yazhelyy vysokoprochnyy beton dlya zashchity ot radiatsii s ispolzovaniem vtorichnykh resursov [Extra heavy high-strength concrete for radiation protection using secondary resources]. Penza: PGUAS. 204. 140 p.
13. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование прочностных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 20–24.
13. Bondarev B.A., Chernousov N.N., Chernousov R.N., Sturova V.A. Research in strength properties of steel-fiber-slag concrete in the course of axial tension and compression with due regard for its age. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 5, pp. 20–24. (In Russian).
14. Бондарев Б.А., Черноусов Н.Н., Черноусов Р.Н., Стурова В.А. Исследование деформативных свойств сталефиброшлакобетона при осевом растяжении и сжатии с учетом его возраста // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. 2017. Т. 8. № 1. С. 18–31. DOI: 10.15593/2224-9826/2017.1.02
14. Bondarev B.A., Chernousov N.N., Chernousov R.N., Sturova V.A. Studying deformation properties of steel fiber slag reinforced concrete under axial tension and compression in view of its age. Vestnik Permskogo Nationalnogo Issledovatelskogo Polytechnicheskogo Universiteta. Stroitelstvo i Architectura. 2017. Vol. 8. No. 1, pp. 18–31. (In Russian). DOI: 10.15593/2224-9826/2017.1.02
15. Rodríguez de Sensale G., Viacava I. R. A study on blended Portland cements containing residual rice husk ash and limestone filler. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 166, pp. 873–888. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.01.113
16. Alsubari B., Shafigh P., Jumaat M.Z. Utilization of high-volume treated palm oil fuel ash to produce sustainable self-compacting concrete. Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 137, pp. 982–996. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.07.133
17. Ozturk O., Ozyurt N. Sustainability and cost-effectiveness of steel and polypropylene fiber reinforced concrete pavement mixtures. Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 363. 132582. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132582
18. Fattouh M. S., Tayeh B. A., Agwa I. S., Elsayed E. K. Improvement in the flexural behaviour of road pavement slab concrete containing steel fibre and silica fume. Case Studies in Construction Materials. 2023. Vol. 18. e01720. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01720