RU2575658C1 - Фибробетонная смесь - Google Patents
Фибробетонная смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575658C1 RU2575658C1 RU2014151260/03A RU2014151260A RU2575658C1 RU 2575658 C1 RU2575658 C1 RU 2575658C1 RU 2014151260/03 A RU2014151260/03 A RU 2014151260/03A RU 2014151260 A RU2014151260 A RU 2014151260A RU 2575658 C1 RU2575658 C1 RU 2575658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- reinforced concrete
- concrete mixture
- reinforcement
- wire
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 title abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 10
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 claims description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении монолитных и сборных железобетонных изделий и конструкций. Фибробетонная смесь включает, мас.%: портландцемент 26,85-27,8, кварцевый песок 53,7-55,6, высокомодульные волокна - фибру стальную волнового профиля из проволоки и аморфнометаллическую фибру в соотношении 1 : 0,4 - 2,4 соответственно, при общем проценте армирования по объему, равном 1,5 - 2,5%, 5,4-8,7, воду - остальное. Технический результат - повышение прочности на растяжение при изгибе и трещиностойкости фибробетона, полученного из фибробетонной смеси. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам фибробетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении монолитных и сборных железобетонных изделий и конструкций.
Известна фибробетонная смесь, включающая портландцемент, мелкий заполнитель в виде кварцевого песка двух фракций 0,14-0,315 и 1,25-2,5, упрочнитель в виде токарной фибры и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 23,2 |
| Мелкий заполнитель (фракция 1,25-2,5) | 36,5 |
| Мелкий заполнитель (фракция 0,14-0,315) | 25,9 |
| Высокомодульные волокна | 6,1 |
| Вода | Остальное |
(см. Ковалева А.Ю. Формирование макроструктуры сталефибробетонов (на примере токарной фибры): дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.23.05: защищена 11.12.01. - СПб., 2001. - с. 97-104).
Недостатком известной фибробетонной смеси является невысокая прочность на растяжение при изгибе изготавливаемого из нее фибробетона, вызванная недостаточным сцеплением токарной фибры с матрицей композита.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является фибробетонная смесь по авт. св. СССР №1701673, С04В 14/38, опубл. 30.12.1991, содержащая портландцемент, мелкий заполнитель в виде кварцевого песка, упрочнитель в виде высокомодульных волокон и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 19,0-23,0 |
| Мелкий заполнитель | 45,0-52,0 |
| Высокомодульные волокна | 0,8-3,5 |
| Вода | Остальное |
При этом в качестве высокомодульных волокон используют фибру стальную из низкоуглеродистой проволоки и синтетическую, получаемую переработкой ароматических полиамидов.
Недостатком данной фибробетонной смеси является невысокая прочность на растяжение при изгибе и трещиностойкость изготавливаемого из нее фибробетона. Это вызвано низким сцеплением высокомодульных волокон с бетонной матрицей композита на границе раздела фаз, что приводит к выдергиванию фибр при невысоких напряжениях.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в изготовлении фибробетонной смеси, обеспечивающей высокую прочность на растяжение при изгибе и трещиностойкость, изготавливаемого на ее основе фибробетона.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении высокого сцепления аморфнометаллической фибры с цементным камнем вплоть до разрыва волокна при одновременном обеспечении тесного взаимодействия аморфнометаллической фибры со стальной фиброй из проволоки с образованием между ними каркаса, что приводит соответственно к увеличению прочности композиции на растяжение при изгибе при одновременном увеличении ее трещиностойкости.
Технический результат достигается тем, что фибробетонная смесь, содержащая портландцемент, мелкий заполнитель в виде кварцевого песка, высокомодульные волокна и воду, отличающаяся тем, что в качестве высокомодульных волокон содержит фибру стальную волнового профиля из проволоки и аморфнометаллическую фибру в соотношении 1 : 0,4…2,4 соответственно при общем проценте армирования по объему, равном 1,5-2,5%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Портландцемент | 26,85-27,8 |
| Кварцевый песок | 53,7-55,6 |
| Фибра | 5,4-8,7 |
| Вода | Остальное |
Для решения поставленной задачи были использованы следующие материалы: портландцемент бездобавочный марки ПЦ 500 ДО производства ОАО «Осколцемент» (г. Старый Оскол); кварцевый песок с модулем крупности 2,34; фибра стальная волнового профиля из проволоки, диаметром 0,3 мм, длиной 22 мм, длиной волны 5,5 мм; аморфнометаллическая фибра производства ООО «Химмет» (см. патент №99004 «Аморфная металлическая фибра для дисперсного армирования» МПК С22С 49/14, опубл. 10.11.2010), эквивалентным диаметром 0,3 мм, длиной 30 мм, в качестве материала металлической фибры использован аморфный сплав на железной основе системы Fe-C-P-Si.
Фибробетонную смесь готовят следующим образом.
В двухвальный лотковый смеситель поочередно помещают кварцевый песок, портландцемент и воду, взятые в заявляемом количестве, и перемешивают в течение 2-х минут. По мере готовности цементно-песчаного раствора в него дополнительно вводят высокомодульную фибру - стальную волнового профиля из проволоки и аморфнометаллическую в соотношении 1 : 0,4…2,4 соответственно при общем проценте армирования по объему, равном 1,5-2,5%. Далее смесь перемешивают еще в течение 2-3 минут до обеспечения равномерного распределения фибры по объему замеса.
Для обоснования преимуществ заявляемой фибробетонной смеси по сравнению со смесью, взятой за прототип, в лабораторных условиях были проведены испытания.
Для этого изготовили образцы следующим образом.
Приготовленную по вышеописанному способу смесь формуют в металлические формы призмы квадратного сечения с размером 7×7×28 см и уплотняют на стандартной виброплощадке с амплитудой 0,5 мм и частотой 3000 кол/мин. Время вибрирования составляло 30-90 секунд в зависимости от количества вводимых волокон (причем чем больше количество вводимых волокон, тем больше время вибрирования). Затем образцы подвергают тепловлажностной обработке в пропарочной камере при температуре изотермической выдержки 80°C, после чего образцы выдерживают на воздухе в течение ~10 суток.
В качестве матрицы для получения фибробетонных образцов был использован мелкозернистый бетон для обеспечения высокой степени дисперсности армирования стальной фиброй. Изготовленные образцы имели одинаковый состав матрицы Ц:П=1:2 при В/Ц=0,4.
По вышеописанной технологии было приготовлено двадцать пять фибробетонных смесей, отличающихся различным процентным соотношением проволочной и аморфнометаллической фибры, а также разным общим процентом армирования.
Конкретные составы фибробетонных смесей и полученные результаты по прочности на растяжение при изгибе и трещиностойкости готовой композиции приведены в таблице 1.
Согласно полученным данным можно сделать вывод, что составы с соотношением фибры стальной из проволоки и аморфнометаллической 1:0,4…2,4 соответственно, имеющие общий процент армирования по объему 1,5%, 2% и 2,5%, обладают наибольшими значениями прочности на растяжение при изгибе и трещиностойкости. При этом изготовление фибробетонных смесей, в составах которых общий процент армирования по объему выходит за заявляемые пределы, является нецелесообразным в виду низких итоговых показателей трещиностойкости и прочности на растяжение при изгибе в случае применения полидисперсного армирования с общим объемным содержанием волокна, равным менее 1,5%, и прекращения роста прочности при изгибе и трещиностойкости в случае применения полидисперсного армирования с общим объемным содержанием волокна, равным более 2,5%, что вызвано невозможностью обеспечить однородность данной полиармированной структуры.
Для сравнительного анализа заявляемой фибробетонной смеси с прототипом было изготовлено шесть образцов по вышеописанному способу с общим процентом армирования по объему, равным 2%, и с соотношением аморфнометаллической фибры к проволочной в пределах 60% к 40% с шагом, равным 2%. Составы указанных фибробетонных смесей и полученные результаты приведены в таблице 2.
На основании результатов, приведенных в таблице 2, можно сделать вывод, что заявляемая полиармированная структура фибробетона при указанных соотношениях входящих в нее компонентов способствует увеличению прочности на растяжение при изгибе по сравнению с прототипом на 5,3-26,1% и трещиностойкости на 5,6-29,6%.
Claims (1)
- Фибробетонная смесь, включающая портландцемент, мелкий заполнитель в виде кварцевого песка, высокомодульные волокна и воду, отличающаяся тем, что в качестве высокомодульных волокон содержит фибру стальную волнового профиля из проволоки и аморфнометаллическую фибру в соотношении 1 : 0,4 - 2,4 соответственно при общем проценте армирования по объему, равном 1,5 - 2,5%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 26,85-27,8 кварцевый песок 53,7-55,6 фибра 5,4-8,7 вода остальное
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575658C1 true RU2575658C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167851U1 (ru) * | 2016-09-07 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Плита несъемной опалубки с комбинированным композиционным армированием |
| RU2724631C1 (ru) * | 2020-02-26 | 2020-06-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Фибробетонная смесь для центрифугированного бетона |
| RU2745107C1 (ru) * | 2020-09-18 | 2021-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Композиция для восстановления железобетонных конструкций коммуникационных коллекторов |
| RU2770375C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1691355A1 (ru) * | 1989-10-02 | 1991-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства | Способ приготовлени сталефибробетона |
| SU1701673A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1991-12-30 | Ленинградский инженерно-строительный институт | Фибробетонна смесь |
| RU2188804C1 (ru) * | 2001-08-16 | 2002-09-10 | Волков Михаил Александрович | Фибробетонная смесь для изготовления строительных изделий и конструкций |
| US6458198B1 (en) * | 1998-05-11 | 2002-10-01 | Schlumberger Technology Corporation | Cementing compositions and use of such compositions for cementing oil wells or the like |
| RU2214986C1 (ru) * | 2002-09-19 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Транссахамост" | Способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси и модифицированная сталефибробетонная смесь |
| RU2433038C1 (ru) * | 2010-02-08 | 2011-11-10 | Владимир Александрович Перфилов | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1701673A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1991-12-30 | Ленинградский инженерно-строительный институт | Фибробетонна смесь |
| SU1691355A1 (ru) * | 1989-10-02 | 1991-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт организации и механизации шахтного строительства | Способ приготовлени сталефибробетона |
| US6458198B1 (en) * | 1998-05-11 | 2002-10-01 | Schlumberger Technology Corporation | Cementing compositions and use of such compositions for cementing oil wells or the like |
| RU2188804C1 (ru) * | 2001-08-16 | 2002-09-10 | Волков Михаил Александрович | Фибробетонная смесь для изготовления строительных изделий и конструкций |
| RU2214986C1 (ru) * | 2002-09-19 | 2003-10-27 | Закрытое акционерное общество "Транссахамост" | Способ приготовления модифицированной сталефибробетонной смеси и модифицированная сталефибробетонная смесь |
| RU2433038C1 (ru) * | 2010-02-08 | 2011-11-10 | Владимир Александрович Перфилов | Способ приготовления модифицированной фибробетонной смеси и модифицированная фибробетонная смесь |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПУХАРЕНКО Ю.В. и др., "Эффективность полиармирования фибробетона стальной фиброй разного типоразмера", Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2013, с. 7, найдено в Интернет:[найдено 01-07-2015]. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167851U1 (ru) * | 2016-09-07 | 2017-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Плита несъемной опалубки с комбинированным композиционным армированием |
| RU2724631C1 (ru) * | 2020-02-26 | 2020-06-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) | Фибробетонная смесь для центрифугированного бетона |
| RU2745107C1 (ru) * | 2020-09-18 | 2021-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Композиция для восстановления железобетонных конструкций коммуникационных коллекторов |
| RU2770375C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2022-04-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Anastasiou et al. | Behavior of self compacting concrete containing ladle furnace slag and steel fiber reinforcement | |
| Ramujee | Strength properties of polypropylene fiber reinforced concrete | |
| Deb et al. | Improvement in tensile and flexural ductility with the addition of different types of polypropylene fibers in cementitious composites | |
| Widodo | Fresh and hardened properties of Polypropylene fiber added Self-Consolidating Concrete | |
| JP2019214493A (ja) | 超高強度コンクリートの調合方法 | |
| Muthupriya et al. | Strength study on fiber reinforced self-compacting concrete with fly ash and GGBFS | |
| JP7199942B2 (ja) | 超高強度コンクリート及びその調合方法 | |
| Hossain et al. | Effect of cement content and size of coarse aggregate on the strength of brick aggregate concrete | |
| AL-Ridha | The influence of size of lightweight aggregate on the mechanical properties of self-compacting concrete with and without steel fiber | |
| Malaiskiene et al. | The influence of aggregates type on W/C ratio on the strength and other properties of concrete | |
| Hamiruddin et al. | The Effect of Different Sand Gradation with Ultra High Performance Concrete (UHPC) | |
| RU2575658C1 (ru) | Фибробетонная смесь | |
| RU2439019C1 (ru) | Бетонная смесь и способ ее приготовления | |
| Ahmed et al. | Characterization of Gum Arabic as viscosity modifying agent (VMA) for producing self-compacting concrete (SCC) | |
| Sneka et al. | Size Effect of Aggregate in the Mechanical Properties of Concrete | |
| RU2569140C1 (ru) | Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона | |
| JP2022114139A (ja) | 超高強度コンクリート及びその調合方法 | |
| RU2603991C1 (ru) | Мелкозернистая самоуплотняющаяся бетонная смесь | |
| Du et al. | Properties of cement asphalt emulsion mortar for pavement | |
| Khan et al. | Effect of Hybridization of steel fibers on the mechanical properties of high strength concrete | |
| Al Bakri et al. | The potential of recycled ceramic waste as coarse aggregates for concrete | |
| RU2482086C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| RU2770375C1 (ru) | Композиционная сырьевая смесь для изготовления фибробетона | |
| Anish et al. | Self Compacting Concrete with Quarry Dust as Partial Replacement for Fine Aggregate and Flyash for Cement with Fibre Reinforcement | |
| JP2019214504A (ja) | 超高強度コンクリート |