Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

На сучасному етапі розвитку будівельних технологій одним з найбільш перспективних матеріалів є фібробетон (рис. 1). З огляду на новизну і перспективність даного будівельного матеріалу, можна вказати велику кількість можливостей для його застосування.

Фибробетон

Рисунок 1 – Фібробетон

Фібробетон відноситься до нового покоління бетонів, що з'явилися в результаті розвитку інноваційних технологій, поступово приходять на зміну вже існуючих видів. Даний елемент є різновидом цементного дрібнозернистого бетону, в якому рівномірно розподілені фіброволокна, що виконують функцію армуючого компонента.

1. Актуальність теми

Актуальність теми пов'язана з тим, що застосування фібри в бетоні забезпечує бетону вищі показники за такими характеристиками як міцність на розтягнення, вигин, зріз, ударну та втомну міцність, тріщиностійкість, морозостійкість, водонепроникність, жароміцність і пожежостійкість. Такі властивості сприяють можливості виділити фібробетони в незалежну групу конструкційних матеріалів, що відрізняються особливостями будови і властивостями.

2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

Мета роботи полягає у визначенні впливу різних видів фібр на характеристики міцності фібробетонів.

Основними завданнями є визначення оптимальної кількості фіброволокна додається в бетон, для поліпшення його міцності.

3. Огляд досліджень та розробок

3.1 Загальні відомості про бетон

Бетонами називають штучні кам'яні матеріали, що отримуються в результаті затвердіння раціонально підібраної, ретельно перемішаної і ущільненої суміші з мінеральної або органічного в'язкої речовини з водою, дрібного і крупного заповнювачів, взятих в певних пропорціях. До затвердіння цю суміш називають бетонною сумішшю (рис. 2).

Бетонна суміш

Рисунок 2 – Бетонна суміш

У будівництві в основному використовують бетони, виготовлені на неорганічних в'яжучих речовинах (цементах, вапна, гіпсових в'яжучих). Ці бетони зачиняють водою. Неорганічні в'яжучі речовини і вода є активними складовими бетону. В результаті реакції між ними утворюється цементний камінь, що скріплює зерна заповнювача в єдиний моноліт.

Заповнювачі не вступають в хімічну взаємодію з складовими бетону (за винятком силікатних бетонів, одержуваних автоклавної обробкою), тому заповнювачі називають ще інертними матеріалами. Вони суттєво впливають на структуру і властивості бетону, граючи роль скелета, кістяка, значно зменшують деформацію бетону при твердінні і при впливі навантаження і зовнішнього середовища. Як заповнювачі використовують переважно місцеві гірські породи і відходи виробництва (шлаки та ін.).

Застосування цих дешевих заповнювачів знижує вартість бетону, тому що наповнювачі і вода становлять 85-90%, а цемент - 10-15% від маси бетону. Для зниження щільності бетону і поліпшення його теплотехнічних властивостей використовують штучні (керамзит, аглопорит, термозіт, гранульований шлак, спучені вермикуліт, перліт, полістирол і ін.) І природні (туф, пемза, черепашник і ін.) пористі заповнювачі.

Для регулювання властивостей бетону і бетонної суміші в їх склад вводять різні хімічні добавки і активні мінеральні компоненти, які прискорюють або уповільнюють схоплювання бетонної суміші, роблять її більш пластичної й удобоукладиваемой, прискорюють твердіння бетону, підвищують його міцність і морозостійкість та інші властивості.

Бетони на мінеральних в'яжучих речовинах є капіллярнопорістимі тілами, на структуру і властивості яких помітний вплив чинять як внутрішні процеси взаємодії складових бетону, так і взаємодію навколишнього середовища. Зі збільшенням віку бетону зростають його міцність, щільність, стійкість до впливу навколишнього середовища. На органічних в'яжучих речовинах (бітум, синтетичні полімерні смоли і ін.) бетонну суміш отримують без введення води, що забезпечує високу щільність і непроникність бетонів.

Бетон є крихким матеріалом: його міцність при стисненні в кілька разів вище міцності при розтягуванні. Для сприйняття розтягуючих напружень бетон армують сталевими стрижнями, отримуючи залізобетон.

У залізобетоні арматуру розташовують так, щоб вона сприймала розтяжне напруга, а стискають напруги передавалися на бетон. Спільна робота арматури і бетону обумовлюється хорошим зчепленням між ними і приблизно однаковими температурними коефіцієнтами лінійного розширення. Бетон захищає арматуру від корозії при забезпеченні певної величини захисного шару бетону.

Застосування хімічних добавок і різних дисперсних мінеральних компонентів в поєднанні з відповідним підбором складу бетону дозволяє ефективно управляти його технологією на всіх етапах і отримувати бетони заданої структури і властивостей.

3.2 Фіброволокно, його різновиди та застосування в якості добавки

Бетон володіє специфічними характеристиками, визначальними його як крихке речовина з неоднорідною структурою. Значення граничної деформації у нього набагато нижче, ніж, наприклад, у скла, сталі або полімерних композитів.

Для підвищення показників пружності виникла необхідність використання волокнистих присадок (фібри), як мікроарматуру для бетонних конструкцій. Ця особливість знайшла широке застосування в технології будівельних процесів, таких як приготування цементних сумішей, виготовлення високоміцних матеріалів і т.д.

Фібра є матеріал у вигляді відрізків ниток або вузьких смуг органічного або неорганічного походження. Механічні характеристики фибробетона залежать від кількості та схеми розташування фібр в розчині.

Метод дисперсного армування бетону передбачає довільну і спрямовану орієнтацію волокон. Спрямована передбачає застосування тонких безперервних ниток, тканих і нетканих сіток, джгутів та інших подібних матеріалів. Довільна (вільна) виникає при використанні рулонних матеріалів у вигляді матів, полотен, вуалей.

В якості фібр застосовуються металеві та неметалеві нитки різної довжини і перетину.

У конструкційному відношенні найбільший ефект отримують від використання сталевих волокон, модуль деформативности яких в 6 разів вище показників бетону.

Застосування поліпропілену дозволяє на 60-90% зменшити ризик утворення тріщин під час пластичної усадки сумішей.

Стеклофібро відрізняється низькою щелочестойкостью і використовується тільки для попереднього армування при виготовленні виробів з гіпсу або стінових блоків з пористих бетонів.

Базальтова фібра стійка до лужних процесів. Модуль пружності на 15-20% вище, ніж у волокон зі скла.

Азбестові волокна нейтральні до агресивного впливу цементів, їх характеризує висока міцність і вогнестійкість.

Раціональний вибір добавок для армування бетону дозволяє отримати вироби, що володіють стійкістю до механічних навантажень.

Введення в бетон модифікаторів у вигляді фібр сприяє підвищенню експлуатаційних і робочих характеристик. Механічні якості композитних матеріалів, армованих волокнами, залежать від типу добавки, обсягу і розміру елементів.

Висновки

Використання фібри підвищує надійність споруди на 90%, за умови додавання до складу ще й пластифікаторів хорошої якості.

Завдяки поліпропіленовій фібре пластичність бетону стає в кілька разів більше. Така характеристика властива не тільки розчину, а також готової затверділої конструкції з нього, вона може витримувати удари і подавляти коливання. Дана характеристика матеріалу використовується на об'єктах військового значення і у важкій промисловості. Споруди, зведені із застосуванням фіброволокна, відмінно витримують землетрус і мають високу опірність до вибухів.

Дуже важливою характеристикою є стираність поверхонь. Притаманний дуже швидкий знос тим конструкціям з бетону, які використовуються в досить агресивному середовищі. З цієї причини дамби, водосховища і водні загородження часто зводяться із застосуванням суміші цементу і фіброволокна.

Також цей матеріал володіє високою морозостійкістю, і цю якість переймає бетон. При цьому його стійкість до мінусових температур стає вище в кілька разів.

Якщо розчин з додаванням поліпропіленової фібри замішувати відповідно до технології, то адгезія отриманого бетону з поверхнею набагато покращиться і виробляти його вирівнювання на ній буде легше.

Перелік посилань

  1. Исследования применения фибробетона в строительстве [Электронный ресурс] – Режим доступа:https://elibrary.ru...
  2. Ежов В. Б. Технология бетона, строительных изделий и конструкций/ В. Б. Ежов – Е.: УрФУ, 2014 – 205 с.
  3. Фибра для бетона: виды, преимущества, применение [Электронный ресурс] - Режим доступа:https://1beton.info...
  4. Руководство «Фибробетон». - Австрийская ассоциация бетона и строительных технологий, 2008. – 40 с.
  5. EN 14889-1. Международный стандарт. Волокна для бетона - Часть 1: Стальные волокна - Определения, технические требования и соответствие. - М.: Госстандарт, 2009. – 41 с.
  6. EN 14889-2. Международный стандарт. Волокна для бетона - Часть 2: Полимерные волокна - Определения, технические требования и соответствие. – М.: Госстандарт, 2009. – 40 с.
  7. Курбатов Л.Г. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами/ Л.Г. Курбатов, Ф.Н. Рабинович. // Бетон и железобетон. — 1980. — № 3. - С. 6-7