О повышении трещиностойкости железобетонных конструкций введением стекловолоконных сеток в защитный слой бетона

В условиях эксплуатации защитный слой бетона испытывает значительные внутренние и внешние воздействия, которые приводят к образованию трещин. Для повышения надежности и долговечности железобетонных конструкций предполагается устанавливать сетки из стекловолокна в защитный слой бетона, наиболее подверженный различным агрессивным воздействиям при эксплуатации конструкций. Целью данной работы стало исследование влияние стекловолоконных сеток на повышение трещиностойкости защитного слоя бетона. Усилия в растянутом бетоне и в стержнях стекловолоконной сетки, расположенной в защитном слое бетона, рассчитаны теоретически и с использованием программного комплекса «ЛИРА-САПР 2016» для полосы бетона, армированной сеткой из стекловолокна. Определены относительные перемещения узлов в бетоне и в сетке и выполнено сравнение полученных значений. В результате исследования установлено, что при непродолжительном действии нагрузки стекловолоконные сетки в защитном слое бетона не оказывают существенного влияния на образование трещин, при длительном действии нагрузки наличие стекловолоконных сеток снижает образование трещин до 2%. После образования микротрещин в бетоне, в том числе от усадочных деформаций, стекловолоконные сетки существенно препятствуют их дальнейшему развитию.

А.В. КУРШПЕЛЬ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Т.Е. ЛЫСКОВА, магистр (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина, Институт строительства и архитектуры (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 17)

1. Карпенко Н.И., Карпенко С.Н. К определению прочности бетона при трехосном сжатии // Жилищное строительство. 2013. № 7. С. 27–28.
2. 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. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-802-5-58-67
3. Танг В.Л., Булгаков Б.И., Александрова О.В. Математическое моделирование влияния сырьевых компонентов на прочность высококачественного мелкозернистого бетона при сжатии // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 9 (108). С. 999–1009. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2017.9.999-1009
4. Курнавина С.О., Цацулин И.В. Влияние несомкнутых трещин в сжатой зоне бетона на несущую способность изгибаемых железобетонных элементов // Строительство и реконструкция. 2021. № 2 (94). С. 28–38.
5. Gaohang Lv, Kai Wang, Xuesen Zhang, Chuanyi Ma, Quanyi Xie, Jian Liu. A characteristic model for the relationship between cracking and bearing performance of reinforced concrete // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 428. 136335. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136335
6. Xiao Zhang, Kaixiang Liu, Jiacheng Zhang, Jiahang Hao, Shujie Han, Xiaolong Wang, Yijun Peng. Characteristics of crack spacing and crack width movement of early-age partially continuous reinforced concrete pavement under environmental loading:A full-scale field investigation. Construction and Building Materials. 2024. Vol. 422. 135832. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.135832
7. Карпенко Н.И., Колчунов Вл.И., Колчунов В.И., Травуш В.И., Демьянов А.И. Деформирование железобетонных конструкций при изгибе с кручением // Строительные материалы. 2021. № 6. С. 48–56. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-792-6-48-56
8. Yating Zhang, Jeffery Roesler, Sachindra Dahal. Predicting transverse crack properties in continuously reinforced concrete pavement // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 364. 129842. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129842
9. Куршпель А.В., Куршпель В.Х. О механизме разрушения защитного слоя бетона от коррозии арматуры // Строительные материалы. 2021. № 12. С. 55–60. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-798-12-55-60
10. Федосов С.В., Румянцева В.Е., Красильников И.В. Методы математической физики в приложениях к проблемам коррозии бетона в жидких агрессивных средах. М.: АСВ, 2021. 244 с.
11. Tongyan Pan. Continuous damage of concrete structures due to reinforcement corrosion:A micromechanical and multi-physics based analysis. Journal of Building Engineering. 2024. Vol. 95. 110139. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.110139
12. Котов Д.С. Деформации усадки бетона, модифицированного химическими и тонкодисперсными минеральными наполнителями. Инженерно-строительный журнал. 2009. № 7 (9). С. 11–21.
13. Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Безгодов И.М., Моисеенко Г.А., Степанов М.В. Исследование деформаций усадки мелкозернистого высокопрочного бетона и сталефибробетона при рациональном содержании фибры // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2018. № 3 (375). С. 227–230.
14. Petr Havlásek, Vít Šmilauer, Lenka Dohnalová, Radoslav Sovják. Shrinkage-induced deformations and creep of structural concrete: 1-year measurements and numerical prediction // Cement and Concrete Research. 2021. Vol. 144. 106402. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106402
15. Бондаренко В.М. и др. Железобетонные и каменные конструкции. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2002. 876 с.
16. Алексеев С.Н. Коррозия и защита арматуры в бетоне. М.: Госстройиздат, 1968. 233 c.
17. Патент РФ № 2744905. Способ повышения надежности и долговечности железобетонных конструкций / Куршпель В.Х., Куршпель А.В. Заявл. 26.12.2018. Опубл. 26.06.2020. Бюл. №18.