Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия. — M., Издательство стандартов, 1995.—15с.
2. Ограждение защищаемого помещения для хранения ценностей / Патент на изобретение № 2111319, Е04В 2/84, 1997. — 8с.
3. Rabinovich F.N. Concretes with dispersed reinforcement // Oxford & Publishing Co. PVT. LTD. New Delhi. 1994.—214c.
4. Рабинович Ф.Н. Об условиях рационального применения крупного заполнителя в сталефибробетоне // Труды института / ОАО "ЦНИИПромзданий" — M., — 2001
С.79-110.
5. Рабинович Ф.Н. Об оптимальных параметрах дисперсного армирования фибробетонных конструкций // Транспортное строительство. — 1998.— № 8.—С.20-23
6. Сталефибробетонные ограждения защищаемых помещений учреждений Центрального банка Российской Федерации. Правила производства работ, контроля качества и приемки. ВСП 103-97 / Банк России. M., ЦБ РФ, ЦНИИПромзданий, 1997.— 48с.
7. Хархардин А.Н. Структурно-топологические основы разработки эффективных композиционных материалов и изделий // Автореф. дисс. д-ра техн. наук, БІТА СМ, Белгород, 1999.—48с. ГЛАВА 7
ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ АРМИРУЮЩИХ ВОЛОКОН НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СТАЛЕФИБРОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Характерным отличием дисперсно армированных бетонов является высокоразвитая поверхность контакта между матрицей (бетоном) и армирующими волокнами (фибрами) [8]. С уменьшением диаметров армирующих элементов, например, от 10 мм (обычный железобетон) до 10"2 мм (фибробетон с высоким уровнем дисперсности) поверхность контакта этих элементов, приходящаяся на единицу объема композита (удельная поверхность), возрастает соответственно в 103 раз.
Удельная поверхность контактов Sf не зависит от ориентации волокон и от прерывности (или непрерывности) армирования, а определяется только величиной коэффициента армирования \if и диаметром волокна df:
~ 4^/
Sf=^r (7-1)
При этом видно, что диаметр волокон оказывает более существенное влияние на ^(зависимость Sf-df нелинейна).
Увеличению удельной поверхности контакта между волокнами и матрицей при одном и том же коэффициенте армирования отвечает соответствующее уменьшение расстояний с между этими волокнами в композите, что видно из выражения
Здесь необходимо учитывать также, что волокна с более высоким по сравнению с матрицей модулем упругости ограничивают (стесняют) свободное удлинение матрицы в соседней (пограничной) с волокном области [9].
Из этого следует, что повышение поверхности контакта и уменьшение расстояний между волокнами при соответствующем уменьшении их диаметров могут оказать существенное влияние (более эффективное в сравнении с традиционным армированием) на стеснение деформаций матрицы с вытекающими из этого положительными последствиями для работы композита в целом.
Ранее в нашей работе [10] была сделана попытка оценить влияние удельной поверхности волокон для различных стадий работы бетонных конструкций и установить связь между опытами, проведенными разными исследователями при испытаниях традиционных железобетонных элементов и элементов с дисперсным армированием. В последнем случае в качестве иллюстрации при сопоставлении результатов рассмотрены данные испытаний на осевое растяжение (см. табл. 7.1) бетонных элементов дисперсно армированных непрерывными и направленно ориентированными стальными нитями (проволоками), которые были проведены Авестоном и Силлву-дом и описаны в книге А. Келли [2].
Рассмотрим основные этапы работы армированных элементов.
I этап (начало образования трещин). Известно, что удлинение неармированного бетона при растяжении составляет (10-20 ) • Ю-5. Большинство исследователей считает, что предельные деформации бетона при растяжении не зависят от армирования (процента армирования, диаметра арматуры, расположения армирующих эле- ментов и расстояния между ними). Это представление принято за основу при разработке методов расчета по образованию трещин, вошедших в нормативные документы. Вместе с тем, в опытах Авестона и Силлвуда (см. табл. 7.1), а также в ряде других экспериментов с дисперсным армированием [2], деформации бетона в начале растрескивания существенно выше. Это повышение є можно объяснить влиянием дисперсного армирования (при большой удельной поверхности волокон), исходя из следующих соображений:
1. В работах В.В. Михайлова [5] приводятся результаты исследований растяжимости бетона в условиях связанных деформаций (бетон в металлической обойме). В данном случае зафиксированы деформации еы = 65...265 • Ю-5. При обычных испытаниях пики деформаций бетона в отдельных (слабых) сечениях не фиксируются, а замеряются усредненные деформации на достаточно большой базе. При наличии кондуктора и при хорошем его сцеплении с бетоном большие местные неравномерные деформации в отдельных сечениях затруднены, а при достаточно мощном кондукторе невозможны (кондуктор удлиняется равномерно и заставляет так же равномерно деформироваться бетон).
Бетон, заключенный между упруго работающими волокнами, также находится как бы в обойме. Волокна «выравнивают» деформации бетона В опытах (см. табл. 7.1) расстояния между волокнами, вычисленные по формуле (7.2), составляют всего лишь 0,4 мм. В этих условиях усредненные деформации растянутого бетона могут быть весьма значительными.
