CC BY
54
Ключевые слова:
прочность на сжатие, прочность на растяжение при изгибе, прочность при осевом растяжении, момент трещинообразования. Date of receipt in edition: 20.04.19 Date of acceptance for printing: 22.04.19
Аннотация
В данной работе в качестве основного материала был выбран модифицированный высокопрочный крупнозернистый бетон с прочностью на сжатие 80 МПа и выше, который все чаще используется в современном строительстве, особенно в высотных зданиях. Высокопрочный бетон является относительно новым строительным материалом, и его физико — механические свойства изучены недостаточно.
Целью исследования является определение физико-механических свойств при различных условиях нагружения.
В нашем исследовании определены физико-механические характеристики высокопрочного крупнозернистого бетона в возрасте 7, 14, 28, 60 дней, такие как кубиковая прочность, прочность на растяжение при изгибе, прочность при осевом растяжении, момент трещинообразования, класс бетона при осевом сжатии.
Полученные результаты являются основой для разработки теории прочности высокопрочного бетона для создания нормативной базы для проектирования и строительства конструкций из высокопрочного бетона.
Z м
О
CD
УДК 691.3, 691.5
СЦЕПЛЕНИЕ БЕТОНА С БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРОЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ
!Г.Э. Окольникова, 2Р.Х. Нурхонов, 3Йен Кунно, 4А.К. Курбанмагомедов
1,2,3 Департамент строительства, Российский университет дружбы народов (РУДН),
Москва, Россия
4Кафедра математики, Московский политехнический университет, Москва, Россия
Аннотация
В нашей статье мы рассматриваем преимущество и недостатки композитной арматуры, область применения композитных арматур, причисляем сравнительные характеристики композитной и металлической арматуры, процесс производства базальтопласти-ковой и стеклопластиковой арматуры, даем определение композитной и базальтопластиковой арматуре, а также рассмотрим анализ стойкости высокопрочной стальной и стеклопластиковой арматуры в агрессивных средах.
Ключевые слова:
композитная арматура, стекло-пластиковая арматура, ба-зальтопластиковая арматура, прочность, преимущество и недостатки композитной арматуры, область применения композитной арматуры. История статьи:
Дата поступления в редакцию: 11.05.19
Дата принятия к печати: 15.05.19
£ i
1 S
ш <й ю
СО
О X О X а
X § а. ез
, ш < S 00О
О L. * <
Is
^ Ш О а
* 2 I- <
Введение. Прежде чем мы преступим к нашей основной теме статья, давайте дадим определение композитной арматуре. Дадим определение таким образ, чтобы нам всем было понятно, что из себя представляет композитная арматура.
Композитная арматура — это стержни неметаллические с разными диаметрами из базальтовых, армидных, стеклянных или стеклянных волокон, которые пропитаны термопластичными, термореактивными или другими связующими [1].
Чтобы нам было легче понять или определить разновидность композитной арматуры, нам сначала придется понять, из какого волокна сделана данная арматура композитная. То есть, другими славами, если арматура изготовлена из углеродных волокон, то эту арматуру называем углепластиковой. А также, арматуру изготовленную из базальтовых волокон называем базальтопластиковой (АБП — сокращенное название арматуры), и соответственно можно смело называть арматуру стеклопластиковой (АСП), если она изготовлена из стеклянных волокон [1].
Чтобы сцепление композитной арматуры с бетоном было хорошим, во время производства на поверхности композитной арматуры формируют так называемые специальные рёбра или наносят покрытие из песка специального.
Чтобы нам понять какую арматуру (металлическую или композитную) использовать или целесообразно принимать, мы должны знать или хотя бы представлять преимущество и недостатки данных арматур.
Преимущество металлической арматуры знают практически все. А вот преимущество композитной арматуры знают далеко ни все [1].
• Весьма высокая прочность удельная (например, прочность стеклопластиковой арматуры в несколько раз (в 10 раз) превышает удельной прочности металлической арматуры;
• У них хорошая коррозионная стойкость
• То есть, композитной арматуре не подействует воздействие солей и воды, поэтому их выгодно применять в армировании конструкций морских и других агрессивных сред, где конструкция подвержена воздействиям воды.
• По сравнению с металлической арматурой у композитной арматуры весьма малый вес;
• Они не наносят никакого вреда окружающей среде
• Коэффициент расширения композитной арматуры с бетоном одинаковы (другими словами, если, в окружающей среде изменится температура, то композитная арматура расширяется и сужается вместе с бетонными конструкциями, этим они не допускает трещин;
• У них транспортабельность высокая (композитную арматуру малого диаметра можно перевозить любой длины, то есть рулоном, как можете видеть в рисунке 1.
Рис. 1. Композитная арматура
Раз выше мы перечислили преимущество композитной арматуры, то давайте и недостатки композитной арматуры перечислим [1].
• Теплостойкость низкая (базальтопластиковая арматура теряет несущие свойства при 150 °С, а стальная арматура работает до 500 °С);
• Пластичность отсутствует (чтобы изменить форму композитной арматуры придется её нагревать);
• У них вредность высокая (когда мы режим АСП образуется пыль, этот пыль состоит из тонких игл. Есть высокая вероятность получения стеклянных заноз;
• Низкая жесткость (композитные арматуры некоторых видов с низкой жесткостью ограничивается применением в строительстве.
Базальтопластиковая арматура (АБП) — это композитная арматура, изготавливаемая из смолы и базальтового волокна. Главным отличием базальтопластиковой арматуры (АБП) от стеклопластиковой арматуры (АСП) и углепластиковой арматуры — является более высокая стойкость к агрессивным средам. Но жаропрочность базальтовой арматуры и стеклопластиковой арматуры одинаковы [1].
Рассмотрим область применения композитных арматур
Композитную арматуру как и металлическую можно применять в гражданском и промышленном строительстве для возведения общественных, промышленных и жилых зданий, в малоэтажном и коттеджном строительстве.
В зимнее время можно смело применять композитную арматуру, когда в бетонную смесь добавляется ускорители для твердения и добавки противоморозные. Эти добавки вызывают коррозию у металлической арматуры, а для композитной арматуры это безопасно.
А также композитную арматуру используют в дорожном строительстве для устройства покрытий, а также для укрепления откосов дороги.
В районах где сейсмичность достигает 7-9 баллов рекомендуется использовать стеклопластиковую арматуру как рабочую арматуру в бетонных конструкциях. К сейсмическим зонам можно также отнести кроме стран СНГ. В этих странах сейсмичность достигает 7-10 балл, особенно в Таджикистане. Композитную арматуру вряд ли можно встретить в строительном рынке Таджикистана. Если даже есть, то в меньшем количестве. А если брать Россию, то использование композитной арматуры каждым годом увеличивается [1].
Таблица 1.
Сравнительные характеристики композитной и металлической арматуры [1]
Характеристики Неметаллическая композитная арматура ГОСТ 31938-2012 [2] Металлическая арматура ГОСТ 5781-82 [3]
Теплопроводность - +
Экологичность + +
Выпускаемые профили Россия: 4-20. Иностранные поставщики 6-40 6-80
Плотность, т/м3 1,9-АСП и АБП 7,85
Модуль упругости, МПа 60 000-АБП 45 000-АСП 200 000
Электропроводность - +
03
г
м О
-I
м
Э СО
0
X
х :
> ш
1 2
>5 Й
СО 5 О I X «
О ¡5 ■ со
хо
а Ч
, ш
3 ^ оа0
О I* <
1« ^ ш
О £ 8&
* 2 |- <
Продолжение таблицы
Длина Любая длина по требованию заказчика Стержни длиной 6-12 м (унифицированный размер — в связи с требованием перевозки)
Коэффициент линейного расширения ахх10-6°С-1 9-12 13-15
Удельный вес Легче металлической арматуры По строительным нормам
Материал АСП — стеклянные волокна диаметром АБП — базальтовые волокна Сталь 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс
Далее мы можем на рисунке 2 увидит сравнительный анализ стойкости высокопрочной стальной и стеклопластиковой арматуры в агрессивных средах. По графику можно определить, что стеклопластиковая арматура показывает намного лучшие результаты, чем стальная. Но у базальтопластиковой арматуры коррозионная стойкость лучше, чем у стеклопластиковой арматуры [4].
Рис. 2. Сравнительный анализ стойкости высокопрочной стальной и стеклопластиковой арматуры в агрессивных средах.
Можно также этот фрагмент текста с графиком (рисунок 2) встретить в статье Соколов О. С., Коротин С. А., Ким В. М., Абдусаломов М. С [5, с.2-3].
Можно увидит на рисунке 3, что металлическую арматуру может легкостью заменить композитная арматура диаметром в два порядка ниже. То есть, металлическую арматуру d=6 мм можно заменить композитной арматурой диаметром равной d =4 мм. И к тому же вес композитной арматуры намного легче веса металлической арматуры [6].
Рис. 3. Разница диаметров композитной и металлической арматуры
Ниже мы рассмотрим как производится композитная арматура
На рисунке 4 видим схему механизма, где производится арматура. Производства композитной арматуры производится методом пултрузии.
Общий вид построения технологической линии для производства таких видов композитной арматуры как АСП и АБП выглядит следующим образом: [7].
Рис. 4. Схема механизма для производства базальт-стеклопластиковой арматуры
1 — ровинг;
3 — ванна со связующим;
5, 6 — формующее и калибрующее устройства
8 — отрезное устройство;
2 — пропиточный ролик; 4 — ровинг, пропитанный связующим; 7 — тянущее устройство; 9 — готовое изделие.
г
м О
-I м Э СО
Так как на рисунке 4 мы с вами увидели схему рисованного механизма, то на рисунке 5 мы с вами увидим как выглядит механизм в фабриках и заводах на самом деле [8].
0 X
X :
&
* I
1 £
V©
Сй 5
0 I
1 О
О ¡5
£ 5
*
а И . ш
Й 2 СО о
О " * <
И
О а * >
О*
т * ^ <
ЛИТЕРАТУРА:
1. https://ru.wikipedia.org/wiki
2. ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. http://docs.cntd. гиМосишепМ20010Ш5
3. ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. http://docs.cntd.ru/ document/1200001876
4. Фролов Н. П. Стеклопластиковая арматура и стекло-пластбетонные конструкции: учебник / Н. П. Фролов — М.: Стройиздат, 1980. — 104 с.
5. Статья «Применение базальтопластиковой арматуры в сооружениях, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности и морского климата». https://elibrary.ru/item.asp?id=26145200
6. http://strport.ru/stroitelstvo-doшov/koшpozitnaya-arшatura-dlya-fundaшenta-dostoinstva-nedostatki-priшenenie
7. https://rnplast.by/encyklopedia/kompozitnaya-armatura/
8. https://www.google.com/search?q
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Окольникова Г.Э., Нурхонов Р.Х., Йен Кунно, Курбанмагомедов А.К. Сцепление бетона с базальтопластиковой арматурой и исследование свойств базальтопластиковой арматуры. — Системные технологии. — 2019. — № 31. — С. 31—36.
CLUTCHING CONCRETE WITH BASALTH PLASTIC FITTINGS AND RESEARCH OF PROPERTIES OF BASALT-PLASTIC ARMATURE
'Okolnikova G.E. 2Nurkhonov R. Kh, 3Yen Kunno, 4Kurbanmagomedov A. K.
1,2,3 Department of Civil Engineering, Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University), Moscow, Russia ^Department of Mathematics, Moscow Polytechnic University, Moscow, Russia
Abstract:
In our article, we consider the advantages and disadvantages of composite reinforcement, scope of composite reinforcement, we rank the comparative characteristics of composite and metal reinforcement, manufacturing process of basalt plastic and fiberglass reinforcement, we give the definition of composite and basalt plastic reinforcement, and also consider the analysis of the resistance of high-strength steel and fiberglass reinforcement in corrosive environments.
Key words:
composite reinforcement, fiberglass fittings, basalt plastic reinforcement, strength, advantages and disadvantages of composite reinforcement, scope of composite reinforcement. Date of receipt in edition: 11.05.19 Date of acceptance for printing: 15.05.19
