Study of fine-grained fiber concrete cracking resistance from the point of view of destruction mechanics

Abstract

Фібробетон почав з’являтися на ринку в 60-ті роки минулого століття. Відтоді інтерес до цього виду армування неухильно зростає. Це пояснюється тим, що таке армування покращує ізотропні властивості бетону. У статті наведено результати дослідження тріщиностійкості бетону, армованого поліпропіленовими фібрами різної довжини та об’ємної концентрації в дрібнозернистому бетоні. Як заповнювач у бетоні використано відходи мокрої магнітної сепарації Полтавського гірничо-збагачувального комбінату. Відходи сухої магнітної сепарації реалізуються у вигляді щебеню, тому не займають територію для зберігання, на відміну від відходів мокрого сепарування. У другій половині минулого століття у світовій практиці привернуло увагу армування бетону волокнами різного походження. Внаслідок цього в науковій сфері почали з’являтися теоретичні обґрунтування їх практичного застосування, а також методи випробування армованих волокнами композитів з погляду механіки руйнування. Для армування використовували поліпропіленові волокна різної довжини діаметром 0,2 мм. Поліпропіленові волокна гідрофобні й не мають надійного зчеплення з цементним каменем, тому їх критична довжина досягає 6–7 см. Використання такої довжини волокон спричиняє труднощі у виробництві бетонної суміші. Тому в роботі використано волокна завдовжки 14–30 мм. Було досліджено вплив довжини та об’ємної концентрації волокон на тріщиностійкість бетону В 25 міцності. Зі збільшенням довжини волокна за однакової концентрації однорідність суміші погіршується через утворення так званих “їжаків”. Методика випробування дрібнозернистого фібробетону на тріщиностійкість розроблена на основі класичної теорії механіки руйнування матеріалів. Результати досліджень свідчать про те, що збільшення довжини та об’ємної концентрації волокон у межах експерименту істотно впливає на тріщиностійкість дрібнозернистого бетонуFiber reinforced concrete began to appear in the market in the 60s of the last century, and since then the interest in this type of reinforcement has been steadily growing. The article presents the results of studies on the crack resistance of concrete reinforced with polypropylene fibers of various lengths and volume concentrations in fine-grained concrete. Waste from the wet magnetic separation of the Poltava mining and concentration plant was used as an aggregate in the concrete. Polypropylene fibers with the various lengths diameter of 0.2 mm were used for reinforcement. The influence of the length and volume concentration of fibers on the crack resistance of the same strength concrete of was studied. The study results indicate that the increase in the length and volume concentration of fibers, within the limits of the experiment, significantly affects the crack resistance of fine-grained concrete.