СОБСТВЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И ЖЕСТКОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРЯГАЮЩИХ БЕТОНОВ С БАЗАЛЬТОВОЙ ФИБРОЙ. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Кристина Юрьевна Беломесова; Инесса Павловна Павлова

doi:10.36773/1818-1112-2025-136-1-3-7

Авторы

Кристина Юрьевна Беломесова УО «Брестский государственный технический университет» https://orcid.org/0000-0003-4738-4585
Инесса Павловна Павлова УО «Брестский государственный технический университет»

DOI:

https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-136-1-3-7

Ключевые слова:

напрягающий бетон, базальтовая фибра, модуль упругости, собственные деформации, Теория Эффективной Среды

Аннотация

В материале статьи отражены результаты параметрических исследований напрягающих бетонов с базальтовой фиброй. В основе исследований лежит рассмотрение цементного композита как четырехкомпонентного материала, состоящего из заполнителя, цементной матрицы с условно выделенной из нее транзитной зоной и фибры. В модели применены основные положения теории эффективной среды с учетом влияния свойств транзитной зоны. Во введении обозначена актуальность исследований. В качестве структурного компонента отдельно выделена транзитная зона. Указана специфика структурообразования и эффекты, сопровождающие формирование транзитной зоны. Предложены подходы по оптимизации свойств транзитной зоны, в т. ч. благодаря одновременному введению расширяющихся добавок на основе высокоосновного метакаолина и дисперсного армирования. В качестве дисперсного армирования выбрана базальтовая фибра как материал компатибильный с цементным камнем, обладающий повышенными адгезионными характеристиками.

Предложенная модель позволяет выявить требуемое для оптимизации структуры напрягающего бетона количество армирующего компонента – базальтовой фибры, которое имеет непостоянное значение, а варьируется в зависимости от изменения жесткостных характеристик как самой базальтовой фибры, так и всех компонентов, входящих в состав напрягающего бетона. В модели применены основные положения теории эффективной среды с учетом влияния свойств транзитной зоны.

Биографии авторов

Кристина Юрьевна Беломесова, УО «Брестский государственный технический университет»

Магистр технических наук, исследователь, заместитель декана по идеологической и воспитательной работе, Архитектурно-строительный факультет, УО «Брестский государственный технический университет», Брест, Беларусь.

Инесса Павловна Павлова, УО «Брестский государственный технический университет»

Кандидат технических наук, доцент, декан архитектурно-строительного факультета, УО «Брестский государственный технический университет», Брест, Беларусь.

Библиографические ссылки

Беломесова, К. Ю. Аналитическая модель расчета количества базальтовой фибры для получения дисперсно-армированного напрягающего бетона оптимальной структуры / К. Ю. Беломесова, И. П. Павлова // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. – 2023. – № 1. – С. 27–31. – DOI: 10.52928/2070-1683-2023-33-1-27-31.

Павлова, И. П. Прогнозирование собственных деформаций и напряжений напрягающего бетона на основе структурно-механической модели расширяющегося композита : дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / И. П. Павлова. – Брест, 2005. – 159 л.

Paulava I. Dependence of concrete strength on different methods of basalt fiber addicting / I. Paulava, К. Belamesava // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2019. – Вып. 11. – С. 63–75.

Лукутцова, Н. П. Теоретические и технологические аспекты получения микро- и нанодисперсных добавок на основе шунгитосодержащих пород для бетона : монография / Н.П. Лукутцова, А. А. Пыкин. – Брянск : Изд-во БГИТА, 2013. – 231 с.

Кирсанова, А. А. Высокофункциональные тяжелые бетоны, модифицированные модифицированные комплексными добавками, включающими метакаолин: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / А. А. Кирсанова. – Брест, 2016. – 164 л.

Рекомендации по использованию ВМК производства ООО «СИНЕРГО». – URL: http://metakaolin.ru/Documents/synergo_recommends.pdf (дата обращения: 07.03.2025).

Беломесова, К. Ю. Аналитическая модель расчета количества базальтовой фибры для получения дисперсно-армированного напрягающего бетона оптимальной структуры. параметрические исследования и верификация модели / К. Ю. Беломесова, И. П. Павлова // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2024. – № 2 (134). – С. 49–52. – DOI: 10.36773/1818-1112-2024-134-2-49-52.

Рабинович, Ф. Н. Дисперсно-армированные бетоны / Ф. Н. Рабинович. – М. : Стройиздат, 1989. – 176 с.

Розина, В. Е. Мелкозернистый базальтофибробетон с нанокремнеземом : дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / В. Е. Розина. – Улан-Удэ, 2015. – 146 л.

Löfgren, I. In-situ concrete building systems – Developments for industrial construction. Licentiate Thesis. Publication 02:2 / I. Löfgren // Department of Structural Engineering / Chalmers University of Technology. – Feb. 2002. – 138 p.

Тур, В. В. Экспериментально-теоретические основы предварительного напряжения конструкций при применении напрягающего бетона / В. В. Тур. – Брест : БПИ, 1998. – 244 с.

Коротких, Д. Н. Многоуровневое дисперсное армирование структуры мелкозернистого цементного бетона и повышение его трещиностойкости : дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Д. Н. Коротких. – Воронеж, 2001. – 188 л.

Титов, М. Ю. Бетоны с компенсированной усадкой на расширяющих добавках: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.23.05 / М. Ю. Титов; НИИЖБ им. A. A. Гвоздева. – М., 2012. – 22 л.

Потапова, Ю. И. Структура и свойства бетонов с двухстадийным расширением: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук : 05.23.05 / Ю. И. Потапова. – Ростов-на-Дону, 2015. – 254 л.

Павлова, И. П. Зависимость прочности бетона от метода введения базальтовой фибры / И. П. Павлова, К. Ю. Беломесова // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС ; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2019. – Вып. 11. – С. 63–75. – DOI: 10.35579/2076-6033-2019-11-05.

Михайлов, В. В. Напрягающий цемент / В. В. Михайлов // Труды совещания по химии цемента. – М. : Промстройиздат, 1956. – 120 с.

Lu, B. Nearest-surface distribution functions for polydispersed particle system / Lu Binglin, S. Torquato // Physical Review A. – 1992. – Vol. 45, Iss. 8. – P. 5530–5544. – DOI: 10.1103/PhysRevA.45.5530.

Garboczi, E. J. Computer Modeling of Interfacial Transition Zone: Microstructure and Properties / E. J. Garboczi, D. P. Bentz // RILEM Report №20, Part 5, Chapter 20. – 1999. – P. 349–385.

Garboczi, E. J. Elastic Moduli of a Material Containing Composite Inclusions: Effective Medium Theory and Finite Element Computations / E. J. Garboczi, J. G. Berryman // Mechanics of Materials. – 2001. – P. 455–470.

Giordano, S. Differential schemes for the elastic characterization of dispersions of randomly oriented ellipsoids / S. Giordano // European Journal of Mechanics - A/Solids. 2023. – Vol. 22, Iss. 6. – P. 885–902. – DOI:10.1016/S0997-7538(03)00091-3.