CC BY
8
Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esj.todav 2019, №6, Том 11 / 2019, No 6, Vol 11 https://esj.today/issue-6-2019.html URL статьи: https://esj.today/PDF/37SAVN619.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:
Стельмах С. А., Щербань Е.М., Яновская А.В., Ткач П. С., Ефимов И.И., Санин И.С. Исследование изменения прочностных характеристик по толщине сечения и в зависимости от наличия и вида фибрового армирования высокопрочного центрифугированного и виброцентрифугированного бетона // Вестник Евразийской науки, 2019 №6, https://esj.today/PDF/37SAVN619.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
For citation:
Stel'makh S.A., Shcherban' E.M., Yanovskaya A.V., Tkach P.S., Efimov I.I., Sanin I.S. (2019). Investigation of changes in strength characteristics by section thickness and depending on the presence and type of fiber reinforcement of high strength centrifuged and vibro-centrifuged concrete. The Eurasian Scientific Journal, [online] 6(11). Available at: https ://esj.today/PDF/37SAVN619.pdf (in Russian)
УДК 691 ГРНТИ 67.09.33
Стельмах Сергей Анатольевич
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия Доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты»
Кандидат технических наук, доцент E-mail: sergej.stelmax@mail.ru
Щербань Евгений Михайлович
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия Доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты»
Кандидат технических наук E-mail: au-geen@mail.ru
Яновская Алина Вадимовна
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Магистрант E-mail: kgweny@gmail.com
Ткач Павел Сергеевич
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Магистрант E-mail: paveltkach98@mail.ru
Ефимов Иван Иванович
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Магистрант E-mail: vanya_efimov_97@mail.ru
Санин Иван Сергеевич
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет», Ростов-на-Дону, Россия
Магистрант E-mail: sanin_rem@mail.ru
Исследование изменения прочностных характеристик по толщине сечения и в зависимости от наличия и вида фибрового армирования высокопрочного центрифугированного и виброцентрифугированного бетона
Аннотация. В статье рассмотрен процесс центробежного уплотнения бетонной смеси. Отмечено, что центробежное уплотнение имеет много общего с вибропрессованием, при котором вибрирование используется в основном как средство укладки бетонной смеси перед приложением равномерно распределенного давления к ее поверхности. Отражено, что в случае, если уплотнение бетонной смеси происходит в неограниченном пространстве, то величина потери давления будет значительно меньшей, однако и в этом случае большее уплотнение смеси произойдет в слоях, расположенных ближе к поверхности приложения давления. При этом анизотропия плотности бетона будет тем меньше, чем тоньше бетонный слой. Известно, что действие центробежной силы тем значительнее, чем больше радиус и удельный вес зерна. В связи с этим более крупные зерна прижимаются к наружной поверхности изделия, а мелкие распределяются ближе к внутренней поверхности изделия. Следовательно, центрифугированный бетон отличается от вибрированного неоднородным распределением зерен заполнителя по высоте изделия. Авторами проведена серия экспериментов для установления характера изменения прочностных свойств по толщине сечения изделий из тяжелого бетона, изготовленных методами центрифугирования и виброцентрифугирования с использованием стального и базальтового фибрового волокна. В результате проведенных экспериментов установлено, что плотность образцов центрифугированных и виброцентрифугированных конструкций изменяется следующим образом - уменьшается по сечению от внешнего слоя к внутреннему, причем плотность образцов с базальтовой фиброй больше плотности образцов без фибры, но меньше чем плотность у образцов со стальными волокнами. Та же самая тенденция наблюдается и с прочностными характеристиками высокопрочного центрифугированного бетона: наибольшими значениями пределов прочности при осевом сжатии и растяжении при изгибе характеризуется внешний слой, наименьшими -внутренний слой. Средний же слой по прочностным показателям близок к прочности цельного изделия (без деления на слои).
Вклад авторов.
Стельмах Сергей Анатольевич - автор одобрил окончательную версию статьи перед ее подачей на публикацию.
Щербань Евгений Михайлович - автор осуществил написание статьи.
Яновская Алина Вадимовна - автор осуществил написание статьи.
Ткач Павел Сергеевич - автор собрал, проанализировал и интерпретировал материал для
статьи.
Ефимов Иван Иванович - автор оказывал участие при оформлении статьи.
Санин Иван Сергеевич - автор оказывал участие при оформлении статьи.
Ключевые слова: бетонная смесь; центробежное уплотнение; центрифугирование; виброцентрифугирование; фибровое армирование; прочностные свойства; распределение свойств по толщине сечения
Из литературных данных [1-4] известно, что центробежное уплотнение имеет много общего с вибропрессованием, при котором вибрирование используется в основном как средство укладки бетонной смеси перед приложением равномерно распределенной нагрузки (давления) к ее поверхности. При прессовании бетонной смеси в ограниченном пространстве (форме) нормальное давление убывает с увеличением толщины образца по криволинейному закону вследствие потери части давления на трение [5-8].
Если же уплотнение бетонной смеси происходит в неограниченном пространстве, то величина потери давления будет значительно меньшей, однако и в этом случае большее уплотнение смеси произойдет в слоях, расположенных ближе к поверхности приложения давления. При этом анизотропия плотности бетона будет тем меньше, чем тоньше бетонный слой [9-12].
Действие центробежной силы тем значительнее, чем больше радиус и удельный вес зерна. В связи с этим более крупные зерна прижимаются к наружной поверхности изделия, а мелкие распределяются ближе к внутренней поверхности изделия. Поэтому центрифугированный бетон отличается от вибрированного неоднородным распределением зерен заполнителя по высоте изделия [13-15].
В научно-исследовательской лаборатории кафедры технологии вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики Донского государственного технического университета авторами проведена серия экспериментов для установления характера изменения прочностных свойств по толщине сечения изделий из тяжелого бетона, изготовленных методами центрифугирования и виброцентрифугирования с использованием стального и базальтового фибрового волокна.
С целью упорядочения собранных экспериментальных данных, по методикам, описанным в предыдущих работах, авторами были произведены и изучены изделия из бетона класса В60, армированного стальной или базальтовой фиброй, изготовленные методами центрифугирования и виброцентрифугирования и приведенные к единообразию для удобства аналитического сравнения полученных результатов [16; 17]. Сравнению подлежали значения таких свойств бетонов как прочность на осевое сжатие и прочность на растяжение при изгибе.
Авторами экспериментально были подобраны составы центрифугированного и виброцентрифугированного бетона с фиброй, позволяющие получить в лабораторных условиях высокопрочный бетон класса В60 и выше [18-20].
Сечение центрифугированных и виброцентрифугированных изделий было разделено на три слоя равной толщины: внешний, средний и внутренний.
Результаты экспериментов представлены в таблицах 1-4 и графически отражены на рисунках 1-4.
Таблица 1
Результаты испытаний высокопрочного центрифугированного бетона (ВЦБ) по слоям сечения изделий в зависимости от наличия фибры и ее вида на показатель «предел прочности на осевое сжатие» в возрасте 28 суток
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
Без армирования фибровым волокном
В60 2531 82,2 2498 72,0 2478 72,9 2510 76,5
2522 81,5 2508 75,3 2482 73,2 2500 72,9
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
Без армирования фибровым волокном
2518 82,7 2510 74,8 2488 71,7 2498 74,1
2529 83,0 2495 73,8 2489 71,4 2512 74,5
2525 80,9 2492 75,5 2484 71,0 2502 75,3
2523 83,4 2500 72,6 2492 70,8 2495 75,5
Среднее 2525 82,8 2501 74,9 2486 72,3 2503 75,5
Со стальной фиброй
В60 2530 88,0 2522 80,6 2501 77,1 2515 80,6
2538 87,5 2514 80,2 2500 77,6 2519 81,2
2540 88,8 2526 79,2 2508 76,9 2525 80,1
2543 89,3 2516 79,4 2506 77,0 2521 79,9
2538 89,0 2515 79,8 2502 76,5 2524 80,8
2537 88,6 2513 80,2 2507 78,2 2520 81,1
Среднее 2538 88,9 2518 80,2 2504 77,5 2521 80,9
С базальтовой фиброй
В60 2533 86,8 2505 77,5 2499 75,1 2516 78,3
2527 85,2 2508 78,3 2492 74,1 2508 78,9
2534 85,4 2512 77,9 2501 74,7 2515 78,6
2530 85,6 2509 78,4 2490 75,2 2512 78,6
2526 86,2 2514 77,2 2496 74,6 2518 77,8
2535 85,1 2509 77,0 2493 74,0 2507 77,5
Среднее 2531 86,0 2510 78,0 2495 74,9 2513 78,6
Составлено авторами
Таблица 2
Результаты испытаний высокопрочного центрифугированного бетона (ВЦБ) по слоям сечения изделий в зависимости от наличия фибры и ее вида на показатель «предел прочности на растяжение при изгибе» в возрасте 28 суток
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
Без армирования фибровым волокном
ВЛ6,4 2531 8,86 2498 7,64 2478 7,75 2510 8,18
2522 8,78 2508 8,04 2482 7,78 2500 7,75
2518 8,92 2510 7,98 2488 7,60 2498 7,89
2529 8,96 2495 7,86 2489 7,57 2512 7,94
2525 8,71 2492 8,06 2484 7,52 2502 8,04
2523 9,01 2500 7,71 2492 7,50 2495 8,06
Среднее 2525 8,94 2501 7,99 2486 7,68 2503 8,06
Со стальной фиброй
ВЛ6,4 2542 10,2 2521 9,43 2490 8,94 2516 9,51
2540 10,3 2515 9,38 2504 9,00 2522 9,55
2535 10,7 2512 9,27 2496 8,94 2519 9,45
2530 10,8 2520 9,29 2498 8,95 2511 9,43
2539 10,7 2522 9,34 2504 8,89 2519 9,50
2543 10,1 2514 9,38 2501 9,09 2525 9,57
Среднее 2538 10,6 2517 9,40 2499 9,01 2519 9,53
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
С базальтовой фиброй
Btb6,4 2526 9,98 2515 8,84 2496 8,49 2513 8,91
2529 9,80 2511 8,91 2498 8,37 2520 8,99
2534 9,81 2507 8,82 2486 8,44 2517 8,96
2531 9,82 2505 8,90 2491 8,47 2509 8,93
2528 9,91 2511 8,80 2493 8,43 2513 8,87
2532 9,79 2517 8,74 2488 8,36 2506 8,84
Среднее 2530 9,88 2511 8,86 2492 8,45 2513 8,94
II ril i il
12 3 4
Номер состава
■ Без фибры ■ Со стальной фиброй ■ С базальтовой фиброй
Рисунок 1. Зависимость предела прочности на осевое сжатие от слоя сечения центрифугированного изделия, наличия и вида фибрового армирования: 1 - внешний слой; 2 - средний слой; 3 - внутренний слой; 4 - цельное изделие (составлено авторами)
б! lll Ii lll lll
ра 1 2 3 4
н
Номер состава
■ Без фибры ■ Со стальной фиброй ■ С базальтовой фиброй
Рисунок 2. Зависимость предела прочности на растяжение при изгибе от слоя сечения центрифугированного изделия, наличия и вида фибрового армирования: 1 - внешний слой; 2 - средний слой; 3 - внутренний слой; 4 - цельное изделие (составлено авторами)
Составлено авторами
м 90 к Б
Ö ^ 85
& * С о
80 75
70 65
60
Таблица 3
Результаты испытаний высокопрочного виброцентрифугированного бетона (ВВЦБ) по слоям сечения изделий в зависимости от наличия фибры и ее вида на показатель «предел прочности на осевое сжатие» в возрасте 28 суток
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
Без фибрового арми рования
В60 2527 86,3 2518 84,2 2498 76,1 2516 81,7
2518 87,9 2514 86,6 2482 75,4 2522 81,2
2514 85,8 2530 83,8 2499 72,7 2510 80,4
2529 88,9 2528 86,0 2505 74,9 2500 82,6
2525 89,5 2512 85,1 2489 75,1 2515 83,2
2523 89,0 2519 84,3 2492 72,8 2519 79,9
Среднее 2523 88,8 2520 85,5 2494 75,4 2514 82,2
Со стальной фиброй
В60 2532 94,5 2531 89,1 2508 79,2 2516 86,6
2530 94,3 2535 88,9 2500 79,1 2528 86,8
2540 93,7 2532 90,6 2508 80,1 2526 85,8
2528 93,9 2531 90,8 2512 78,9 2534 87,2
2538 92,8 2530 89,8 2516 78,7 2524 87,4
2542 93,2 2527 90,0 2504 80,0 2522 86,2
Среднее 2535 94,1 2531 90,3 2508 79,6 2525 87,0
С базальтовой фиброй
В60 2526 90,5 2521 88,5 2502 77,8 2525 85,0
2522 91,2 2524 87,1 2508 76,9 2522 83,8
2527 91,6 2531 88,7 2505 77,3 2517 85,4
2536 92,2 2526 87,4 2502 78,3 2520 83,6
2532 92,6 2526 87,9 2499 77,8 2526 84,7
2531 90,8 2528 87,7 2496 77,1 2516 85,7
Среднее 2529 91,9 2526 88,2 2502 77,8 2521 85,2
Составлено авторами
Таблица 4
Результаты испытаний высокопрочного виброцентрифугированного бетона (ВВЦБ) по слоям сечения изделий в зависимости от наличия фибры и ее вида на показатель «предел прочности на растяжение при изгибе» в возрасте 28 суток
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
ВЛ6,4 2527 9,36 2518 9,10 2498 8,13 2516 8,80
2518 9,55 2514 9,39 2482 8,05 2522 8,74
2514 9,30 2530 9,06 2499 7,72 2510 8,65
2529 9,67 2528 9,32 2505 7,99 2500 8,91
2525 9,74 2512 9,21 2489 8,01 2515 8,98
2523 9,68 2519 9,12 2492 7,74 2519 8,59
Среднее 2523 9,66 2520 9,26 2494 8,05 2514 8,86
Проектный класс бетона Результаты испытания по слоям сечения образцов Результаты испытания образца сечения без разделения на слои
внешний средний внутренний
Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Прочность, МПа
Со стальной фиброй
Btb6,4 2535 11,0 2530 10,5 2502 9,54 2522 10,6
2532 11,2 2534 10,5 2501 9,39 2531 10,3
2541 11,0 2528 11,1 2515 9,12 2530 9,80
2538 10,9 2534 10,2 2508 9,08 2521 10,1
2541 11,2 2540 10,3 2508 9,02 2525 9,62
2541 11,4 2538 11,1 2514 9,27 2527 9,49
Среднее 2538 11,2 2534 10,8 2508 9,33 2526 10,2
С базальтовой фиброй
Btb6,4 2535 10,1 2536 9,28 2505 8,42 2520 9,25
2532 9,82 2531 10,0 2501 8,65 2516 9,69
2538 9,95 2525 9,8 2503 8,54 2526 9,48
2529 10,0 2529 10,0 2508 8,48 2523 9,72
2524 10,9 2527 9,54 2498 8,90 2522 9,18
2527 11,0 2520 10,2 2503 8,79 2519 9,51
Среднее 2531 10,5 2528 10,0 2503 8,72 2521 9,60
Составлено авторами * 95
||||||||
на 1 2 3 4
Номер состава
■ Без фибры ■ Со стальной фиброй ■ С базальтовой фиброй
Рисунок 3. Зависимость предела прочности на осевое сжатие от слоя сечения виброцентрифугированного изделия, наличия и вида фибрового армирования: 1 - внешний слой; 2 - средний слой; 3 - внутренний слой; 4 - цельное изделие (составлено авторами)
s h
0
о
1
5
а с
ей
S
а с
<и
К С
к 2
<и
Г*1. \
12 11 10
£ ^ 8 ^ н к п ш о и 7 -даз ери л „> 6
С Й 5
1234 Номер состава
■ Без фибры ■ Со стальной фиброй ■ С базальтовой фиброй
Рисунок 4. Зависимость предела прочности на растяжение при изгибе от слоя сечения виброцентрифугированного изделия, наличия и вида фибрового армирования: 1 - внешний слой; 2 - средний слой; 3 - внутренний слой; 4 - цельное изделие (составлено авторами)
9
В результате проведенных экспериментов установлено, что плотность образцов центрифугированных и виброцентрифугированных конструкций изменяется следующим образом - уменьшается по сечению от внешнего слоя к внутреннему, причем плотность образцов с базальтовой фиброй больше плотности образцов без фибры, но меньше чем плотность образцов со стальными волокнами.
Та же самая тенденция наблюдается и с прочностными характеристиками высокопрочного центрифугированного бетона: наибольшими значениями пределов прочности при осевом сжатии и растяжении при изгибе характеризуется внешний слой, наименьшими -внутренний слой. Средний же слой по прочностным показателям близок к прочности цельного изделия (без деления на слои). Разница в пределах прочности при осевом сжатии и растяжении при изгибе между внешним и внутренним слоями составляет около 15 %.
Прочность на сжатие центрифугированных образцов со стальной фиброй больше на 8 % прочности образцов без фибры и на 4 % больше прочности на сжатие образцов с базальтовой фиброй. Разница в прочности на растяжение при изгибе у образцов со стальной, базальтовой фиброй и без фибры соответственно 18 %, 10 %, 0 %. То есть наибольшей прочностью обладают центрифугированные образцы кольцевого сечения со стальной фиброй.
Прочность на сжатие виброцентрифугированных образцов со стальной фиброй больше на 6 % прочности образцов без фибры и на 3 % больше прочности на сжатие образцов с базальтовой фиброй. Разница в прочности на растяжение при изгибе у образцов со стальной, базальтовой фиброй и без фибры соответственно 16 %, 8 %, 0 %. То есть наибольшей прочностью обладают виброцентрифугированные образцы кольцевого сечения со стальной фиброй.
Как видно, у виброцентрифугированного бетона прирост прочности у образцов с фиброй по сравнению с образцами без фибры несколько меньше, чем у центрифугированного бетона.
Особенностью изменения прочности на сжатие и на растяжение при изгибе виброцентрифугированных изделий и конструкций по сравнению с центрифугированными по слоям является небольшая разница (3-5 %) между внешним и средним слоем и существенная разница между внешним и внутренним слоями (15-20 %).
Причем также выявлено, что разница между прочностями внешнего и внутреннего слоев центрифугированных или виброцентрифугированных изделий и конструкций для высокопрочного бетона (15-20 %) меньше, чем у таких же изделий из бетона более низких классов (20-40 %). Следовательно, вариатропность структуры высокопрочных бетонов выражена в меньшей степени, нежели у бетонов более низких классов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахвердов И.Н. Железобетонные напорные центрифугированные трубы. М.: Стройиздат, 1967. 164 с.
2. Бабков В.В., Аминов Ш.Х., Струговец И.Б., Недосеко И.В., Мохов В.Н., Дистанов Р.Ш. Сталефибробетонные конструкции в автодорожном строительстве Республики Башкортостан // Строительные материалы, 2006, № 3. С. 50-53.
3. Саламанова М.Ш., Исмаилова З.Х., Бисултанов Р.Г., Арцаева М.С. Влияние композиционного вяжущего на формирование физико-механических и эксплуатационных свойств фибробетона / Эффективные строительные композиты. Научно-практическая конференция к 85-летию заслуженного деятеля науки РФ, академика РААСН, доктора технических наук Баженова Ю.М. БГТУ им. В.Г. Шухова, 2015. С. 592-598.
4. Ивлев В.А. Фибробетон в тонкостенных изделиях кольцевой конфигурации: дисс. ... канд. техн. наук: 05.23.05. Уфа, 2009. 167 с.
5. Крылов Б.А. Фибробетон и его применение в строительстве - М.: Стройиздат, 1979. - 173 с.
6. Антропова Е.А., Дробышев Б.А., Амосов П.В. Свойства модифицированного сталефибробетона // Бетон и железобетон, 2002, № 3. С. 3-6.
7. Маилян Р.Л., Маилян Л.Р., Осинов К.М. и др. Рекомендации по проектированию железобетонных конструкций из керамзитобетона с фибровым армированием базальтовым волокном. - Ростов н/Дону, 1996. - С. 14.
8. Михеев Н.М., Талантова К.В. К вопросу о классификации стальных фибр для дисперсного армирования бетонов // Бетон и железобетон, 2003, № 2. С. 9-11.
9. Рабинович Ф.Н. Дисперсно-армированные бетоны. - М.: Стройиздат, 1989. -176 с.
10. Рахимов Р.З. Фибробетон - строительный материал 21 века // «Экспозиция» 26 (54). Бетон и сухие смеси, 2008.
11. Берг О.Я., Щербаков Е.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971. 208 с.
12. Романенко Е.Ю. Высокопрочные бетоны с минеральными пористыми и волокнистыми добавками для изготовления длинномерных центрифугированных конструкций: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05. Ростов-на-Дону, 1989. 179 с.
13. Петров В.П. Технология и свойства центрифугированного бетона с комбинированным заполнителем для стоек опор контактной сети: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05. Ростов-на-Дону, 1983. 175 с.
14. Pooya Alaee, Bing Li. High-strength concrete exterior beam-column joints with high-yield strength steel reinforcements // Engineering Structures. 2017. Vol. 145. pp. 305321.
15. Mohamed K. Ismail, Assem A.A. Hassan. An experimental study on flexural behaviour of large-scale concrete beams incorporating crumb rubber and steel fibres. 2017. Vol. 145. pp. 97-108.
16. Чернильник А. А., Щербань Е.М., Стельмах С. А., Чебураков С.В., Ельшаева Д.М., Доценко Н.А. Рецептурно-технологические аспекты получения высококачественных центрифугированных бетонов // Инженерный вестник Дона, 2019, № 1 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5525.
17. Маилян Л.Р., Стельмах С.А., Холодняк М.Г., Халюшев А.К., Щербань Е.М., Нажуев М.П. Рекомендации по учету вариатропии при расчете, проектировании и изготовлении центрифугированных конструкций из тяжелого бетона // Вестник Евразийской науки, 2018, №4 URL: esj.today/PDF/07SAVN418.pdf.
18. Холодняк М.Г., Стельмах С.А., Щербань Е.М., Нажуев М.П., Яновская А.В., Осадченко С.А. Механические свойства виброцентрифугированных бетонов с комбинированным заполнителем и волокнистой добавкой // Инженерный вестник Дона, 2018, № 3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2018/5047.
19. Стельмах С.А., Щербань Е.М., Насевич А.С., Нажуев М.П., Тароян А.Г., Яновская А.В. Сравнение влияния армирования фибровыми волокнами различных видов на свойства центрифугированных и вибрированных изделий из тяжелого бетона класса В50 // Вестник Евразийской науки, 2018, №5 URL: esj .today/PDF/29SAVN518.pdf.
20. Щербань Е.М., Стельмах С.А., Нажуев М.П., Насевич А.С., Гераськина В.Е., Пошев А.У-Б. Влияние различных видов фибры на физико-механические свойства центрифугированного бетона // Вестник Евразийской науки, 2018, №6 URL: esj .today/PDF/ 14SAVN618.pdf.
Stel'makh Sergei Anatol'evich
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia E-mail: sergej.stelmax@mail.ru
Shcherban' Evgenii Mikhailovich
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia
E-mail: au-geen@mail.ru
Yanovskaya Alina Vadimovna
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia E-mail: kgweny@gmail.com
Tkach Pavel Sergeevich
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia E-mail: paveltkach98@mail.ru
Efimov Ivan Ivanovich
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia E-mail: vanya_efimov_97@mail.ru
Sanin Ivan Sergeevich
Don state technical university, Rostov-on-Don, Russia E-mail: sanin_rem@mail.ru
Investigation of changes in strength characteristics by section thickness and depending on the presence and type of fiber reinforcement of high strength centrifuged and
vibro-centrifuged concrete
Abstract. The article considers the process of centrifugal compaction of concrete mixture. It is noted that centrifugal compaction has much in common with vibropressing, in which vibration is used mainly as a means of laying the concrete mixture before applying evenly distributed pressure to its surface. It is reflected that if the compaction of the concrete mixture occurs in an unlimited space, the value of the pressure loss will be much smaller, but in this case more compaction of the mixture will occur in the layers located closer to the surface of the pressure application. In this case, the anisotropy of the concrete density will be less, the thinner the concrete layer. It is known that the action of centrifugal force is greater the greater the radius and specific gravity of the grain. In this regard, the larger grains are pressed against the outer surface of the product, and the smaller ones are distributed closer to the inner surface of the product. Therefore, the centrifuged concrete differs from the vibrated by the inhomogeneous distribution of filler grains along the height of the product. The authors carried out a series of experiments to establish the nature of changes in strength properties of the thickness of the section of products made of heavy concrete, manufactured by centrifugation and vibro-centrifugation using steel and basalt fiber. As a result of the experiments, it was found that the density of samples of centrifuged and vibro-centrifuged structures changes as follows-decreases in cross-section from the outer layer to the inner, and the density of samples with basalt fiber is greater than the density of samples without fiber, but less than the density of samples with steel fibers. The same trend is observed with the strength characteristics of high-strength centrifuged concrete: the highest values of tensile strength under axial compression and tensile bending is characterized by the outer layer, the lowest-the inner layer. The average layer on strength indicators is close to the strength of the whole product (without division into layers).
Keywords: concrete mix; centrifugal compaction; centrifugation; vibro-centrifugation; fiber reinforcement; strength properties; distribution of properties by section thickness
