CC BY
106
НАУКОВ1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ
УДК 666. 914.5:663.543:002.68
ДИСПЕРСНОЕ АРМИРОВАНИЕ - СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ
ПРОЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ
ДЕРЕВЯНКО В. Н1, д. т. н, проф., ШАПОВАЛОВА О. В. 2*, к. т. н., доц., КОНДРАТЬЕВА Н. В. 3, к. т. н., доц., МАКСИМЕНКО А. А. 4, к. т. н., с. н. с.
1 Кафедра технологии строительных материалов изделий и конструкций, Государственное высшее учебное заведение "Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры", ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (0562) 46-93-76, e-mail: derv@mail.pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-3601-2594
2 Кафедра технологии строительных материалов изделий и конструкций, Государственное высшее учебное заведение "Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры", ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (0562) 46-93-76, e-mail: ov.shapovalova@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-2709-9945
3 Кафедра химической технологии вяжущих материалов, Государственное высшее учебное заведение "Украинский государственный химико-технологический университет", пр. Гагарина, 8, 49005, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (0562) 46-93-76, e-mail: nataliyavk@yahoo.com, ORCID ID: 0000-0002-2537-4389
4 Кафедра технологии строительных материалов изделий и конструкций, Государственное высшее учебное заведение "Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры", ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (0562) 46-93-76, e-mail: maksimebel@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5002-6266
Аннотация. Постановка проблемы. Для достижения высокой прочности композиций, изготавливаемых на основе цементов различной активности, строительных песков и армирующих компонентов в составе сухих строительных смесей, возникает вопрос оптимального выбора вида, длины и количественного содержания волокон. Анализ публикаций. Согласно многочисленным исследованиям, результаты которых обобщены в работах А. Е. Десова, И. Н. Ахвердова, В. П. Соломатова, В. Н. Вырового и др. роль волокон заключается в том, что они воспринимают часть нагрузки, препятствуют развитию трещин и смещению блоков. Разрушение композиции осуществляется, согласно существующим теориям, за счет разрыва и вытягивания волокон. Существуют различные виды моделей и теорий разрушений материалов на основе минеральных вяжущих. По мнению исследователей, материал не представляет собой изотропную среду, а деформация и разрушение бетона происходят под действием внешних сил. В случае введения дискретных волокон механизм напряжения можно представить следующим: часть волокон работает на растяжение, а часть препятствует смещению частичек, усиливая связность системы. Минеральные и металлические волокна, расположенные параллельно действующей внешней нагрузке, усиливают жесткость системы. Так как, органические волокна имеют низкий модуль упругости, то вероятней всего они препятствуют смещению частичек и снижают возникающие вторичные напряжения. Следовательно, эффект армирования зависит от структуры, прочности матрицы, а также от параметров волокон и их свойств. Цель статьи. Разработка метода определения минимальной длины и содержания компонентов в цементно-волокнистой композиции. Выводы. Таким образом, проведенный анализ результатов исследований показывает, что наиболее эффективная длина полипропиленовых волокон диаметром до 15 - 17 мкм в композициях цементно-песчаных растворов находится в пределах 5 - 7 мм. Содержание волокон в растворах, при котором прочность при сжатии повышается на 15 - 30 %, а при изгибе на 40-70 %, не превышает 0,2 % от массы вяжущего. Характерно то, что армирование является более эффективным для композиций, в которых применялось низкомарочное вяжущее. Это свидетельствует, что дисперсным армированием можно частично устранить снижение активности цементных вяжущих в результате их хранения. Так, прирост прочности за счет армирования растворов с активностью вяжущего 20 МПа составляет 50 - 60 %, тогда как прочность растворов, в которых применялся портландцемент с активностью 49 МПа возросла всего лишь на 25 - 30%.
Ключевые слова: армирование, волокна, композиции, прочность, матрица.
ДИСПЕРСНЕ АРМУВАННЯ - СПОС1Б П1ДВИЩЕННЯ
М1ЦНОСТ1 ВИРОБ1В
ДЕРЕВ'ЯНКО В. М. ', д. т. н., проф., ШАПОВАЛОВА О. В. 2*, к. т. н., доц., КОНДРАТЬЕВА Н. В. 3, к. т. н., доц., МАКСИМЕНКО А. А. 4, к. т. н., с. н. с.
1 Кафедра технологи будiвельних матерiалiв виробш та конструкцiй, Державний вищий навчальний заклад "Придтпровська державна академiя будiвництва та архгтектури", вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дтиропетровськ, Укра!на, тел. +38 (0562) 46-94-98, e-mail: derv@mail.pgasa.dp.ua, ORCI ID: 0000-0002-3601-2594
2* Кафедра технологи будшельних матерiалiв виробiв та конструкцш, Державний вищий навчальний заклад "Придншровсь-ка державна академш будiвництва та архгтектури", вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дншропетровськ, Укра!на, тел. +38 (0562) 46-94-98, e-mail: ov.shapovalova@mail.ru, ORCI ID: 0000-0002-2709-9945
3 Кафедра хiмiчиоi технологи в'яжучих матерiалiв, Державний вищий навчальний заклад "Украшський державний хiмiко-технологiчний унiверситет", пр. Гагарiна, 8, 49005, Дншропетровськ, Укра1на, тел. +38 (0562) 46-93-76, e-mail: nataliyavk@yahoo.com, ORCID ID: 0000-0002-2537-4389
4 Кафедра технологи будiвельних матерiалiв виробш та конструкцш, Державний вищий навчальний заклад "Придтпровська державна академiя будiвництва та архгтектури", вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дншропетровськ, Украша, тел. +38 (0562) 46-94-98, e-mail: maksimebel@mail.ru, ORCI ID: 0000-0001-5002-6266
Анотащя. Постановка проблеми. Для досягнення высоко! мщносп композицiй, що виготовляються на основi цементiв рiзноi активносп, будiвельних пiскiв i армувальних компонентов у складi сухих будiвельних сумшей, виникае питання оптимального вибору виду, довжини та к1льк1сного вмiсту волокон. Анал1з публша-цш. Вщповщно до численних дослвджень, результати яких узагальнет у працях А. Е. Десова, И. Н. Ахвердова, В. П. Соломатова, В. Н. Вирового та ш., роль волокон полягае в тому, що вони сприймають частину наванта-ження, перешкоджають розвитку трщин i зсуву блоков. Руйнування композицп здiйснюеться, зпдно з юную-чими теорш, за рахунок розриву та витягування волокон. Iснують рiзнi види моделей i теорiй руйнувань матерь ал1в на основi мiнеральних в'яжучих. На думку дослвднишв, матерiал не являе собою iзотропне середовище, а деформащя та руйнування бетону ввдбуваються за Ail зовнiшнiх сил. У випадку введения дискретних волокон мехашзм напруги можна представити так: частина волокон працюе на розтягання, а частина перешкоджае зсуву часточок, тдсилюючи зв'язшсть системи. Мiнеральнi i металевi волокна, розташованi паралельно дiючому зо-внiшньому навантаженню, тдсилюють твердiсть системи. Тому що оргатчт волокна мають низький модуль пружиостi, iмовiрнiше за все вони перешкоджають зсуву часточок i знижують виникають вториннi напруги. Отже, ефект армування залежить ввд структури, мiцностi матрицi, а також вiд параметрiв волокон i !х властиво-стей. Мета cmammi. Розроблення методу визначення мiнiмальноi довжини i вмiсту компонентiв у цементно-волокнистш композицп. Висновки. Проведений анал1з результапв досл1джень показуе, що найбiльш ефективна довжина полiпропiленових волокон дiаметром до 15 - 17 мкм у композицiях цементно-пiщаних розчинiв пере-бувае в межах 5 - 7 мм. Вмют волокон у розчинах, за якого мщшсть при стиску тдвищуеться на 15 - 30 %, а при вигиш на 40 - 70 %, не перевищуе 0,2 % ввд маси в'яжучого. Характерним е те, що армування е бшьш ефек-тивним для композицш, у яких застосовувалося низькомарочне в'яжуче. Це свiдчить що дисперсним армуван-ням можна частково усунути зниження активностi цементних в'яжучих у результап !х зберiгання. Так, прирют мiцностi за рахунок армування розчишв з активнiстю в'яжучого 20 МПа становить 50 - 60 %, тодi як мiцнiсть розчишв, у яких застосовувався портландцемент з актившстю 49 МПа, зросла всього лише на 25 -30%.
Ключовi слова: армування, волокна, композицп, мщтсть, матриця.
DISPERSIBLE REINFORCEMENT IS METHOD OF INCREASE OF DURABILITY OF WARES
DEREVYANKO V. N. 1, Dr. Sc. (Tech.), Prof, SHAPOVALOVA O. V. 2*, Tech. Sc. Cand, Doc., KONDRATIEVA N. V. 3, Tech. Sc. Cand., Doc., MAKSIMENKO А. А. 4, Tech. Sc. Can., senior researcher.
1 Department of technology of building materials products and constructions, State higher educational establishment "Pridneprovs'k State Academy of Civil engineering and Architecture", 24-a, Chernishevskogo str., Dnepropetrovsk 49600, Ukraine, tel. 38 (0562) 46-93-76, e - mail: derv@mail.pgasa.dp.ua, ORCID ID 0000-0002-3601-2594
2 Department of technology of building materials of wares and constructions, State higher educational establishment "Pridneprovs'k State Academy of Civil engineering and Architecture", 24-a, Chernishevskogo str., Dnepropetrovsk 49600, Ukraine, tel. 38 (0562) 46-93-76, e - mail: ov.shapovalova@mail.ru, ORCID ID 0000-0002-2709-9945
3 Department of chemical technology of binders, State higher educational establishment "Ukrainian state chemical-technological university", 8, Gagarin, etc., Dnepropetrovsk 49005, Ukraine, tel. 38 (0562) 46-93-76, e - mail: nataliyavk@yahoo.com, ORCID ID : 0000-0002-2537-4389
4 Department of technology of building materials of wares and constructions, State higher educational establishment "Pridneprovs'k State Academy of Civil engineering and Architecture", 24-a, Chernishevskogo str., Dnepropetrovsk 49600, Ukraine, tel. 38 (0562) 46-93-76, e - mail: maksimebel@mail.ru, ORCID ID : 0000-0001-5002-6266
Problem statement. There is a question of optimum choice of type, length and quantitative content of fibers for achievement of high strength of compositions made on the basis of cement of various activities, construction sand and reinforcing components as a part of dry building mixes. Analysis of publications. The role of fibers is that they take a part of load, interfere with development of cracks and displacement of blocks, according to numerous researches which results are generalized in works of Desov A. E., Akhverdov I. N., Solomatov V. P., Vyrovoy V.N., etc. According to existing theories, destruction of composition is carried out due to breaking and stretching of fibers. There are different types of models and theories of destruction of materials on the basis of mineral binders. According to researchers, material is not isotropic environment, and deformation and destruction of concrete is caused by the influence of external forces. In case of introduction of discrete fibers, the mechanism of tension can be presented to the following. One part of fibers works for stretching and the other one interferes with shift of particles, increasing connectivity of the system. Mineral and metal fibers, located parallel to the operating external load, increase rigidity of the system. As organic fibers have low module of elasticity, they most likely interfere with shift of the particles and reduce arising secondary tension. Therefore, the effect of reinforcing depends on structure, matrix strength and also on parameters of fibers and their properties. The purpose of the article. Development of a method of determination of the minimum length and content of components in cement and fibrous composition. Conclusions. Thus, the made analysis of the research results shows that the most effective length of polypropylene fibers with a diameter up to 15 -17 ^m in compositions of cement and sand mortars is in limits of 5 - 7 mm. The fibers content in mortars, at which compression strength increases by 1530%, and bending strength - by 40-70%, does not exceed 0.2% of the binder mass. It is typical that reinforcing is more effective for compositions in which a low-branded binder is applied. It testifies that it is possible with disperse reinforcing to eliminate partially decreasing of cement binder activity that is a result of its storage. So, strength gain due to reinforcing of mortars with binder activity 20 MPa is 50 - 60% whereas strength of mortars, in which Portland cement with activity of 49 MPa is applied increased, only for 25 - 30%.
Keywords: reinforcement, fibers, composition, strength, reinforcement, matrix.
Постановка проблемы. Для достижения высокой прочности композиций, изготавливаемых на основе цементов различной активности, строительных песков и армирующих компонентов в составе сухих строительных смесей возникает вопрос оптимального выбора вида, длины и количественного содержания волокон.
Анализ публикаций. Согласно многочисленным исследованиям, результаты которых обобщены в работах А. Е. Десова, И. Н. Ахвердова, В. П. Соломатова, В. Н.Вырового и др., роль волокон заключается в том, что они воспринимают часть нагрузки, препятствуют развитию трещин и смещению блоков.
Разрушение композиции осуществляется, согласно существующим теориям, за счет разрыва и вытягивания волокон. Существуют различные виды моделей и теорий разрушений материалов на основе
минеральных вяжущих. По мнению исследователей, материал не представляет собой изотропную среду, а деформация и разрушение бетона происходят под действием внешних сил.
В случае введения дискретных волокон механизм разрушения можно представить следующим. Часть волокон работает на растяжение, а часть препятствует смещению частичек, усиливая связность системы. Минеральные и металлические волокна, расположенные параллельно действующей внешней нагрузке, усиливают жесткость системы.
Так как органические волокна имеют низкий модуль упругости, то, вероятней всего, они препятствуют смещению частичек и снижают возникающие вторичные напряжения.
Следовательно, эффект армирования зависит от структуры, прочности матрицы, а также от параметров волокон и их свойств.
Цель статьи. Разработка метода определения минимальной длины и содержания компонентов в цементно-волокнистой композиции.
Изложение материала. Для определения влияния активности цемента на параметры армирующего компонента проведены
Интервалы варь
предварительные исследования, где установлены уровни варьирования факторов. В матрице полнофакторного эксперимента [1] ПФЭ-2 в качестве переменных приняты: Xi - длина волокон, мм; Х2 - содержание вяжущего в % по массе; xj - активность цемента, МПа
Интервалы варьирования и матрица планирования эксперимента представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
)вания компонентов
Уровни варьирования Xi Х2 Хз
Верхний 5,00 0,00 24,00
Нулевой 7,50 0,15 27,00
Нижний 10,00 0,30 30,00
Для проведения экспериментов были изготовлены образцы с соотношением компонентов, представленным в таблице 3.
Технология изготовления образцов. Вначале часть песка от общей его навески, равной 1 500 г, подают совместно с полипропиленовым волокном в миксер, где в течение 1 мин. происходит распушка волокна.
Затем добавляют 50 мл от расчетной воды затворения и перемешивают еще 3 -4 мин. Эту смесь направляют в смеситель, куда засыпают цемент и остальной песок и перемешивают 1 мин. После этого добавляют остальную воду с последующим перемешиванием в течение 5 мин.
Таблица 2
Матрица планирования
№ опыта Х0 Х1 Х2 Х3 * * * * * * * * * * * *
1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1
2 +1 -1 + 1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1
3 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1
4 +1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 +1 +1
5 +1 +1 + 1 -1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 +1
6 +1 -1 + 1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 -1
7 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1
8 +1 +1 + 1 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 -1
9 +1 -1 + 1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 +1
10 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 +1
11 +1 -1 + 1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 -1 -1
12 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1
13 +1 +1 + 1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1
14 +1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1
15 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1
16 +1 +1 + 1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1
Определяем подвижность растворной смеси и по достижении необходимой осадки конуса заполняем смесью форму балочек 4 х 4 х 16 см с последующим виброуплотнением (2,5 мин.). Устанавливаем формы с
образцами в емкость с водяным затвором на 1 сутки, а через 24 часа производим распалубку и помещаем образцы на остальные 27 суток в воду. По истечении времени твердения извлекаем образцы, обтираем и
определяем пределы прочности при изгибе и ставлены в таблице 4. сжатии [2]. Результаты исследований пред-
Таблица 3
Состав компонентов
№ опыта Расход материалов
Цемент Песок, (%) г В/Ц Вода, мл Волокно
Х3, ^ж, МПа (%) г Х1 1, mm Х2, (%) г
1 49 (33,3)750 (66,7)1500 0,37 280 - -
2 49 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 5 0,1(2,25)
3 49 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 5 0,3(6,75)
4 49 (33,3)750 (66,7)1500 0,37 280 10 0,1(2,25)
5 49 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 10 0,3(6,75)
6 20 (33,3)750 (66,7)1500 0,37 280 - -
7 20 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 5 0,1(2,25)
8 20 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 5 0,3(6,75)
9 20 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 10 0,1(2,25)
10 20 (33,3)750 (66,7)1500 0,40 300 10 0,3(6,75)
Таблица 4
Ф и з и к о-механические испытания образцов
Время тверд., сут. Размер образца, см Средний результат
Rсж, МПа Rизг, МПа R * МПа R ** МПа Ро, кг/м3 Р, кг/м3 По, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9
28 4x4x16 490 7,98 2,3 0, 6 2010 2430 17,2
28 4x4x16 506 8,94 3,9 0,93 2020 2430 16,8
28 4x4x16 361 7,98 5,3 1,31 2040 2430 16
28 4x4x16 452 8,54 3,9 0,93 2030 2430 16,4
28 4x4x16 500 7,37 7,3 2,05 2070 2430 14,8
28 4x4x16 200 5,88 2,1 0,53 2020 2430 16,8
28 4x4x16 332 6,26 3,9 0,93 2050 2430 15,6
28 4x4x16 265 4,23 4,4 1,25 2020 2430 16,8
28 4x4x16 240 5,39 2,5 0,64 2060 2430 15,2
28 4x4x16 248 5,89 2,6 0,67 2030 2430 16,4
Яизг - предел прочности при изгибе балочек;
К-сж - предел прочности при сжатии половинок балочек;
Я*сж - адгезионная прочность, определенная по методике скалывания покрытия с поверхности бетона; К**сж - адгезионная прочность, определенная методом отрыва; ро - средняя плотность; р - истинная плотность;
По - ориентировочная пористость затвердевшего раствора.
По результатам исследований для каждого из свойств определены коэффициенты влияния и составлены уравнения регрессии. С помощью статических методов проведена оценка значимости коэффициентов и определена адекватность уравнений.
С помощью программы "Матлаб" построены диаграммы взаимовлияния входных факторов на основные свойства композиций (рис. 1 - 3).
Анализ диаграмм (рис. 1) показывает, что для достижения предела прочности раствора при сжатии Ясж (28) = 40 - 50 МПа не-
обходимо увеличить расход волокон до 0,1 -0,14 %, при этом длина волокон должна составлять I = 4 - 6 мм. Дальнейшее увеличение содержания волокон и их длины приводит к снижению прочностных показателей растворов.
Аналогичная зависимость наблюдается и при исследовании прочности при изгибе волокон. То есть эффективность армирования растворов, изготавливаемых из цемент-но-песчаных смесей с использованием полипропиленовых волокон, достигается при параметрах длина волокон I = 4 - 6 мм; расход волокон по массе т = 0,1 - 0,14 %.
При рассмотрении влияния активности цемента и длины волокон на те же прочностные характеристики оказывается, что
композиции с более низкой активностью требуют введения волокон большей длины (рис. 2).
8,
l 7,
5 5,
i 4, s 3, § 2, И 1. 0,
7,00-8,00 6,00-7,00 5,00-6,00 4,00-5,00 3,00-4,00 2,00-3,00 1,00-2,00 0,00-1,00
22 Содержание волокон по массе , %
Длина волокна,мм
б
с
С
S 4 (4
m
S2
о
Прочность при изгибе, МПа
2,5 5 7,5 Длина волокон, мм
10
500,00^
С
S 400,00
S
§ 300,00-
S
g 200,00Л 100,00 £
0,00
0,1 0,14 0,18
■ 400,00-500,00
□ 300,00-400,00
□ 200,00-300,00
■ 100,00-200,00
□ 0,00-100,00
Содержание 0,22 волокон по массе, % 0,26
Длина волокна,мм
500 400 300 200 100
/
/
сжатии, МПа
1 1 1
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 03 Содержание волокон, % по массе
С 3 н4 ei
500 400 300 200 100 о
сжатии, МПа
0 2.5 5 7.5 Длина волокон, мм
10
Рис. 1. Влияние % содержания волокон и их длины на прочность: а — при изгибе; б — при сжатии
а
б
Рис. 2. Зависимость предела прочности раствора при сжатии (а) и при изгибе (б) от активности цемента
и длины волокон
Так, цементы, имеющие активность, 20 МПа, армированные волокнами 10 мм имеют прочность при сжатии 30 - 40 МПа и при изгибе 7 - 8 МПа.
Композиции с активностью цементов более высокой, 40 - 50 МПа, при той же
длине волокон имеют прочность в 1,5 - 2 раза ниже. Вероятно, это связано с прочностью пограничного слоя волокно - матрицы (табл. 5).
Таблица 5
Результаты исследований на вырыв волокон из цементной матрицы
№ матрицы Активность цемента, МПа Длина волокон, мм Разрыв волокон, % Выдернутые волокна, % Усилие (нагрузка) Рр, н Прочность Рсж контактного слоя, Н/м2 (МПа)
3 0 100 0,22 -
1 24 5 28 72 0,26 0,019
7 61 89 0,35 0,018
2 30 3 5 7 0 43 71 100 54 29 0,22 0,28 0,38 0,02 0,19
Рассмотрим зависимость прочности раствора от активности цемента и длины волокон (расчетная) и зависимость прочности раствора от
активности цемента и его процентного содержания в композиции (рис. 3).
CS
с
%
о pä
500 400 300 200 100 0
□ 350,00-400,00
■ 300,00-350,00
□ 250,00-300,00
■ 200,00-250,00
□ 150,00-200,00
□ 100,00-150,00
■ 50,00-100,00
□ 0,00-50,00
49 у 0,26 0,30
400,00 350,00 300,00 t 250,00 ! 200,00 150,00 j 100,00 | 50,00
Содержание волокон по массе, %
-Пр очно стъ при сжатии, МПа
400
Cv 300
Б
200
С"»
100
0
-Пр очно стъ при сжатии, МПа
20 30 40
Активность цемента, МПа
50
0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Содержание волокон. % по массе
а
Рис. 3. Зависимость предела прочности раствора при сжатии (а) и при изгибе (б) от активности цемента и % содержания волокон
И, наконец, влияние активности цемента на количественное содержание волокон (рис. 3.) показывает, что при снижении активности целесообразно увеличение количества волокон.
Выводы. Таким образом, проведенный анализ результатов исследований показывает, что наиболее эффективная длина полипропиленовых волокон диаметром до 15 - 17 мкм в композициях цементно-песчаных растворов находится в пределах 5 - 7 мм. Содержание волокон в растворах, при котором прочность при сжатии повышается на 15 - 30 %, а при изгибе 40 - 70 %,
не превышает 0,2 % от массы вяжущего. Характерным является то, что армирование является более эффективным для композиций, в которых применялось низкомарочное вяжущее. Это свидетельствует, что дисперсным армированием можно частично устранить снижение активности цементных вяжущих в результате их хранения. Так, прирост прочности за счет армирования растворов с активностью вяжущего 20 МПа составляет 50 - 60 %, тогда как прочность растворов, в которых применялся портландцемент с активностью 49 Мпа, возросла всего лишь на 25 - 30%.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Ахвердов И. Н. Интенсивность вибрирования, физико-механические и деформативные свойства бетона / И. Н. Ахвердов, Ю. Ю. Делтунова // Бетон и железобетон. - 1967. - № 1. - С. 18 - 21.
2. Выровой В. Н. Системный подход в формировании структуры и свойств пенобетона / В. Н. Выровой, В. И. Мартынов, Е. Б. Мартынова // Ресурсоекономш матерiали, конструкци, будiвлi та споруди : зб. наук. праць / Нац. ун-т вод. госп-ва та природокористування. - Рiвне, 2004. - Вип. 11. - С. 17 - 21.
3. Грушко И. М. Повышение прочности и выносливости бетона / И. М. Грушко, А. Г. Ильин, Э. Д. Чихладзе.
- Харьков : Вища шк., 1986. - 150 с.
4. Гордон С. С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях / С. С. Гордон. - Москва : Стройиздат, 1969. - 151 с.
5. Дворшн Л. И. Проектування склад1в бетону i3 заданими властивостями / Л. И. Дворшн, О. Л. Дворшн, Ю. В. Гаршш. - Р1вне : Вид-во Р1вненського держ. техн. ун-ту, 2000. - 215 с.
6. Деревянко В. Н. Композиционные материалы армированные органическими волокнами / В. Н. Деревянко // Строительство, материаловедение, машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. гос. акад. стр-ва и архитектуры. - Днепропетровск, 1988. - Вып. 7. - С. 203-204.
7. Десов А. Е. Некоторые вопросы структуры прочности и деформации бетонов / А. Е. Десов. - Москва : Стройиздат, 1966. - 158 с.
8. Мелькин В. И. Прочность хрупких материалов при сложном напряженном состоянии / В. И. Мелькин, Д. М. Жур, В. С. Егоров // Известия вузов. Машиностроение. - 1970. - № 2. - С. 9-14.
9. Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами / [А. А. Пащенко, В. П. Сербин, А. П. Паславская, В. В. Глуховский, Ю. Л. Бирюкович, А. Б. Солодовник] ; под ред. А. А. Пащенко.
- Москва : Стройиздат, 1988. - 200 с.
10. Рыбьев И. А. Исходные методические позиции при исследовании искусственных строительных конгломератов / И. А. Рыбьев, А. В. Нехорошев // Строительные материалы. - 1980. - № 2 - С. 24-25.
11. Соломатов В. И. Композиционные материалы / В. И. Соломатов, В. П. Беляев. - Москва : Стройиздат, 1993.
- 148 с.
12. Шейкин А. Е. К вопросу прочности, упругости и пластичности бетона / А. Е. Шейкин // Труды Московского института инженеров транспорта. - Москва, 1946. - Вып. 69. - С. 69-71.
REFERENCES
1. Ahverdov I. N. Intensivnost' уШпгоуапуа, fiziko-mehanicheskie i deformativnye svoistva betona [The intensity of vibration, physical, mechanical and deformation properties of concrete]. Beton i zhelezobeton- Concrete and reinforced concrete. 1967. no. 1, pp. 18 - 21. (in Russian).
2. Vyrovoi V. N. Sistemnyi podhod v formirovanii struktury i svoistv penobetona [A systematic approach in determining the structure and properties of foam concrete]. Resursoekonomni materiali, konstrukcii, budivli ta sporudi - Resource materials, structures, buildings and facilities. Zbirnyk. nauk. prats -collection of scientific papers. NUVGP, Rivne. 2004., no. 11, pp. 17 - 21. (in Russian).
3. Grushko I. M. Povyshenie prochnosti i vynoslivosti betona. [Increasing strength and endurance of the concrete]. Khar'kov, Visha shkola, 1986. 150 p. (in Russian).
4. Gordon S. S. Struktura i svoistva tjazhelyh betonov na razlichnyh zapolniteljah [Structure and properties of heavy concrete in different aggregates]. Moscow, Stroiizdat, 1969. 151 p. (in Russian).
5. Dvorkin L. I. Proektuvannja skladiv betonu iz zadanimi vlastivostjami. [Design of concrete with desired properties]. Rivne, Vid-vo Rivnens'kogo derzhavnogo tehnichnogo universitetu, 2000. 215 p.(in Ukrainian).
6. Derevjаnko V. N. Kompozicionnye materialy armirovannye organicheskimi voloknami [Composite materials reinforced with organic fibers]. Stroitel'stvo materialovedenie, mashinostroenie - Construction, materials science, mechanical engineering, Sb. nauchnyh tr. - Collection of scientific papers, Dnepropetrovsk, PGASA, 1988, no.7, pp. 203 - 204. (in Russian).
7. Desov A. E. Nekotorye voprosy struktury prochnosti i deformacii betonov [Some questions of the structure of strength and deformation of concrete]. Moscow, Stroiizdat, 1966. 158 p. (in Russian).
8. Mel'kin V. I. Prochnost' hrupkih materialov pri slozhnom naprjаzhennom sostojаnii. [The strength of brittle materials under complex stress state]. Mashinostroenie - Mechanical engineering.1970. no.2, pp.9 . - 14 . (in Russian).
9. Pashenko A. A. Armirovanie neorganicheskih vjazhushih veshestv mineral'nymi voloknami [Reinforcement of inorganic binders in mineral fibers Moscow, Stroiizdat, 1988. 48 p. (in Russian).
10. Ryb'ev I. A. Ishodnye metodicheskie pozicii pri issledovanii iskusstvennyh stroitel'nyh konglomeratov. [The initial methodological position in the study of artificial construction conglomerates ]. Stroitel'nye materially- Construction materials. 1980, no. 2, pp.24 - 25. (in Russian).
11. Solomatov V. I. Kompozicionnye materialy. [Composite Materials], Moscow, Stroiizdat, 1993.148 p. (in Russian).
12. Sheikin A. E. K voprosu prochnosti, uprugosti i plastichnosti betona. [To a question of strength, elasticity and plasticity of concrete]. MIIT- MIET Moscow, 1946, pp. 69-71. (in Russian).
Статья рекомендована к публикации 18. 03.2015 г. Рецензент: д. т. н., проф. Седин В. Л. Поступила в редколлегию 16.03.2015 г. Принята к печати 20.03.2015 г.
