2московский ордена
Основные технологические свойства сталефибробетона
жүктеу/скачать 3,84 Mb. Pdf көрінісі
|
Композиционные материалы в строительстве уч.пособ
- Бұл бет үшін навигация:
- Улучшение технологических свойств бетона с содержанием 2 % свободно-ориентированного стального волокна по сравнению с обычными бетонами
| Основные технологические свойства сталефибробетона. Решающими факторами, от
которых в дальнейшем будут зависеть технологические свойства сталефибробетона, являются: − вид стальной фибры, ее геометрия и характер поверхности; − геометрические параметры распределения стальной фибры в объеме бетонной смеси (дисперсность армирования); − объемное содержание стальной фибры в бетонной матрице; − класс бетонной матрицы и ее однородность; − характер фибрового армирования и размеры сечения элемента. В табл. 3.4 приведены сравнительных показатели дисперсно-армированных бетонов по сравнению с обычными. Введение фибры в цементные растворы и бетоны повышает их прочность при сжатии на 90 % и 15 % соответственно. Применение дисперсного армирова- ния упрощает технологию изготовления изделий с возможностью полностью исключить ар- мирование специальными сетками и каркасами, увеличивает ударную вязкость, сопротивле- ние термическому воздействию, а истираемость бетонов снижается примерно в 3–4 раза. Таблица 3.4 Улучшение технологических свойств бетона с содержанием 2 % свободно-ориентированного стального волокна по сравнению с обычными бетонами Свойства Улучшение свойств по сравнению с обычными бетонами, % Прочность на растяжение при изгибе 200 Прочность при изгибе в момент появления первой трещины 150 Прочность на срез 175 Прочность при сжатии 125 Морозостойкость 200 Сопротивление истиранию 200 Долговечность при испытаниях на морозостойкость 200 Предел усталости при изгибе 225 Ударная стойкость 325 Сопротивление выкрашиванию при термическом воздействии 300 На рис. 3.5 и 3.6 представлены графики зависимости прочности при растяжении (при раскалывании) и сжатии мелкозернистого сталефибробетона состава 1 : 2; В/Ц = 0,38 от раз- личного объемного содержания (µ 𝑓 = 1,5; 2; 2,5; 3) применяемой стальной фибры периодиче- ского профиля, ее длины и диаметра, равного 0,3 мм; 0,55 мм и 0,8 мм; отношения длины стальной фибры к диаметру 𝑙 𝑓 /𝑑 𝑓 = 48 − 87 при статическом и динамическом нагружении. Твердение образцов производилось при 18–20 ℃ и относительной влажности 75 % в течение 24 28 сут. Установлено, что с увеличением объемного содержания стальной фибры прочность сталефибробетона на растяжение и при сжатии повышается. Прочность на растяжение при раскалывании повышается с увеличением соотношения 𝑙 𝑓 /𝑑 𝑓 . Соотношение 𝑙 𝑓 /𝑑 𝑓 не оказы- вает существенного влияния на прочность при сжатии и зависит только от величины µ 𝑓 . Повышение трещиностойкости сталефибробетона зависит от объемного содержания ар- матуры, уровня дисперсности армирования бетона (диаметр фибровой арматуры) и однород- ности бетонной матрицы. Рис. 3.5. Зависимость прочности при растяжении при раскалывании мелкозернистого сталефибробе- тона состава 1 : 2; В/Ц = 0,38 от объемного содержания (µ 𝑓 = 1,5; 2; 2,5; 3 %) применяемой стальной фибры (арматуры) периодического профиля, ее длины и диаметра: 1 — 𝑑 𝑓 = 0,8 мм; 𝑙 𝑓 = 70 мм; 2 — 𝑑 𝑓 = 0,55 мм; 𝑙 𝑓 = 50 мм; 3 — 𝑑 𝑓 = 0,3 мм; 𝑙 𝑓 = 24 мм; 4 — 𝑑 𝑓 = 0,55 мм; 𝑙 𝑓 = 24 мм; 5 — 𝑑 𝑓 = 0,8 мм; 𝑙 𝑓 = 35 мм; 6 — 𝑑 𝑓 =0,3 мм; 𝑙 𝑓 = 15 мм; сплошная линия — статическое нагру- жение; пунктирная — динамическое нагружение Рис. 3.6. Зависимость прочности при сжатии мелкозернистого сталефибробетона состава 1 : 2; В/Ц = 0,38 от объемного содержания (µ 𝑓 = 1,5; 2; 2,5; 3 %) применяемой стальной фибры (арматуры) периодического профиля, ее длины и диаметра: 1 — 𝑑 𝑓 = 0,55 мм; 𝑙 𝑓 = 50 мм; 2 — 𝑑 𝑓 = 0,3 мм; 𝑙 𝑓 = 24 мм; 3 — 𝑑 𝑓 = 0,55 мм; 𝑙 𝑓 = 24 мм; 4 — 𝑑 𝑓 = 0,3 мм; 𝑙 𝑓 = 15 мм; 5 — 𝑑 𝑓 = 0,8 мм; 𝑙 𝑓 = 70 мм; 6 — 𝑑 𝑓 = 0,8 мм; 𝑙 𝑓 = 35 мм; сплошная линия — статическое нагру- жение; пунктирная — динамическое нагружение Армирование металлической фиброй позволяет существенно снизить расход стали, ис- пользуемой в поперечной, монтажной и распределительной рабочей арматуре, с одновре- менным снижением коэффициента использования арматуры φ 𝑆 , находящимся в пределах 1,3– 4,5 и равным: φ S = 𝑚 ОБЩ 𝑚 РАБ , где 𝑚 ОБЩ — масса всей арматуры, идущей на изготовление железобетонного изделия; 𝑚 РАБ — массе основной рабочей арматуры железобетонного изделия. 25 Применение комбинированного армирования способствует заметному повышению сцеп- ления с бетоном рабочей стержневой арматуры, а в некоторых случаях позволяет полностью отказаться от поперечной, монтажной и распределительной арматуры в конструкциях, снизив, тем самым, расходы на арматурные работы и повысив эффективность рабочей арматуры. Установлено, что для конструкций, предельное состояние которых ограничивается их не- сущей способностью, рекомендуется использование фибры большого диаметра (𝑑 = 1 − 1,4 мм), а для конструкций, к которым предъявляются требования повышенной трещиностойкости, — стальной фибры малых диаметров (𝑑 < 1 мм). Характер дисперсного армирования оказывает значительное влияние на деформативные свойства сталефибробетона. Достаточно близкое расположение фибр в материале тормозит развитие локальных трещин в бетоне с одновременным повышением его предельной растя- жимости и прочности. Деформативные свойства СФБ при прочих равных условиях изменя- ются прямо пропорционально степени объемного насыщения и обратно пропорционально приведенному диаметру фибры. Начальный коэффициент поперечной деформации СФБ превышает аналогичные значения коэффициента обычного бетона на 10–20 %. Начальный модуль упругости СФБ зависит как от соответствующего показателя бетона, так и от коэффициента фибрового армирования. Исследования СФБ на истираемость свидетельствуют о структурном улучшении этого материала по сравнению с неармированным бетоном. Показатель сопротивления истираемо- сти улучшается в среднем в 2 раза по сравнению с неармированным бетоном, и фибры исти- раются совместно с бетоном-матрицей. Высокая коррозионная стойкость и значительное улучшение структуры сталефибробе- тона объясняется присутствием армирующих волокон, которые способствуют образованию мелкопористой структуры матрицы, что снижает глубину карбонизации (насыщение диокси- дом углерода) в 1,5–2 раза по сравнению с неармированным бетоном. Конструкции из сталефибробетона при одностороннем разогреве обладают повышенной огнестойкостью по сравнению с бетоном-матрицей — на 10–20 %, что объясняется присут- ствием армирующих волокон, которые обеспечивают теплопередачу от нагретой стороны к холодной, уменьшая температурный градиент и снижая температурные напряжения. Многочисленными исследованиями установлено эффективность применения сталефибробе- тонов, изделия из которых отличаются более высоким уровнем трещиностойкости и ударной прочности по сравнению с изделиями, армированными рабочей арматурой. Применение сталь- ной фибры способствует более равномерному перераспределению энергии ударных воздействий и возникающих в бетоне усилий, препятствует развитию трещин, и возникновению магистраль- ных трещин, что объясняется структурными особенностям и строением сталефибробетона. жүктеу/скачать 3,84 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|