ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-СТАТИСТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ СКЛАДУ НА МОРОЗОСТІЙКІСТЬ ФІБРОБЕТОНІВ ПОКРИТТІВ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-11-98-106Ключові слова:
покриття автомобільних доріг, модифікований фібробетон, поліпропіленова фібра, морозостійкість.Анотація
В кліматичних умовах України найбільшим деструктивним впливом на структуру бетону жорстких покриттів автомобільних доріг є повторювані цикли заморожування та відтаювання.
У цій роботі експериментально досліджено ефективність включення волокон дисперсної арматури для підвищення морозостійкості фібробетонів, модифікованих пластифікатором. Використовувалися бетонні суміші з вмістом портландцементу від 300 кг/м3 до 380 кг/м3. Дисперсне армування проводили за допомогою синтетичних макроволокон Fiber X Mesh з орієнтованого кополімеру поліпропілену у вигляді скручених жорстких волокон довжиною 39 мм. Вміст фібри варіювався від 0 до 3,0 кг/м3. Бетонні суміші модифікували пластифікатором на базі лігносульфонату Sika® Plastiment®-1230. Вміст пластифікатора варіювався від 0,6 до 1,0% від маси цементу. Склади експериментальних сумішей коригувалися з врахуванням необхідності забезпечення їх рівної рухомості S1 (при ОК = 2–3 см). Експериментальні дослідження проводили за 3-х факторним оптимальним планом.
Визначалися розміри, маса та міцність на стиск контрольних зразків фібробетонів та зразків після заморожування та відтаювання. Результати експериментальних даних дали можливість оцінити вплив складу бетонних сумішей на морозостійкості цементобетонних покрить. Результати показали, що фібробетон вигідно відрізняється від неармованого бетону, маючи приблизно на 50 циклів більшу в порівнянні з ним морозостійкість. Підвищення кількості пластифікатором Sika® Plastiment®-1230 з 0,6 до 0,9-1,0% від маси цементу також позитивно впливає на рівень морозостійкості. Приблизно на 50 циклів підвищується морозостійкість бетонів при збільшенні дозування портландцементу з 300 до 360-380 кг/м3. Отримані експериментальні результати дають підставу зробити висновок, що дисперсне армування та модифікування пластифікатором бетонів грають істотну роль в їх здатності чинити опір морозному руйнуванню при використанні в дорожньому будівництві. Експериментально-статистичне моделювання дозволило обрати оптимальні склади модифікованого фібробетону. Використання бетонів з такими складом дозволить отримувати високу техніко-економічну ефективність при використанні в цементобетонних покриттях автомобільних доріг.
Посилання
1. Про внесення зміни до п.2 : Постанова Кабінету Міністрів України від 09.02. 2022 № 105. Офіційний вісник України. 2022. № 16. С. 860.
2. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2017. Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Будівельна кліматологія. [Чинний від 2017-02-01]. К.: Мінрегіонбуд України, 2016. 127 с. (Національний стандарт України).
3. Дворкін Л.Й., Дворкін О.Л., Чорна І.В. Композиційні в’яжучі низької водопотреби, що містять цементний пил. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. Одеса, Зовнішрекламсервіс, 2012. Вип. 48. C. 121–129.
4. Матяш А.В., Толмачев С.Н., Кондратьева И.Г., Вялых А.Ю. Взаимосвязь воздухосодержания бетонной смеси и морозостойкости бетона. Науковий вісник будівництва. Харківський національний університет будівництва та архітектури. Харків, 2010. Вип. 57. С. 195-202.
5. Nili M., Azarioon A., Danesh A. et al. Experimental study and modeling of fiber volume effects on frost resistance of fiber reinforced concrete. International Journal of Civil Engineering, 2018, 16, 263–272. https://doi.org/10.1007/s40999-016-0122-2.
6. Zeng H., Zhang J., Li Y. et al. Mechanical Properties and Microstructure of Basalt Fiber Reinforced Concrete Under the Single-Side Salt-Freezing–Drying–Wetting Cycles. International Journal of Concrete Structures and Materials, 2022, 16, 44. https://doi.org/10.1186/s40069-022-00535-7.
7. Kos Ž., Kroviakov S., Mishutin A., Poltorapavlov A. An experimental study on the properties of concrete and fiber-reinforced concrete in rigid pavements. Materials, 2023, 16 (17), 5886 https://doi.org/10.3390/ma16175886.
8. Kos Ž., Kroviakov S., Kryzhanovskyi V., Grynyova I. Research of Strength, Frost Resistance, Abrasion Resistance and Shrinkage of Steel Fiber Concrete for Rigid Highways and Airfields Pavement Repair. Applied Sciences, 2022, 12, 1174. https://doi.org/10.3390/app12031174.
9. Солодкий С.Й., Ковальчик П.І. Вплив морозної деструкції на тріщиностійкість дорожнього бетону. Вісник НУ “Львівська політехніка”. Львів, 2013. Вип. 54. –С.402-405.
10. ДБН В.2.3-4:2015. Автомобільні дороги. Частина I. Проектування. Частина II. Будівництво. [Чинний від 2016-04-01]. К.: Мінрегіонбуд України, 2015. 113 с. (Державні будівельні норми України).
11. ДСТУ-Н Б В.2.6-218:2016. Настанова з проектування та виготовлення конструкцій з дисперсноармованого бетону. [Чинний від 2017-04-01]. К.: ДП «УкрНДНЦ», 2016. 45 с. (Національний стандарт України).
12. ДСТУ 8858:2019. Суміші цементобетонні дорожні та цементобетон дорожній. Технічні умови. [Чинний від 2020-07-01]. К.: ДП «УкрНДНЦ», 2019. 34 с. (Національний стандарт України).
13. ГБН В.2.3-37641918-557:2016. Автомобільні дороги. Дорожній одяг жорсткий. Проектування. [Чинний від 2017-04-01]. К.: Мінінфраструктури України, 2016. 75 с. (Галузеві будівельні норми).
14. Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Огаков Б.Л. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ: підручник / за ред.. В.А.Вознесенського. К.: Вища школа, 1989. 328 с.
15. Kroviakov S.O., Finohenov O.I. Comparison of the effectiveness of superplasticizers in concretes for rigid pavement. Modern construction and architecture, 2024, 8, 65-71. https://doi.org/10.31650/2786-6696-2024-8-65-71
16. Кровяков С.О., Фіногенов О.І., Ігнатенко А.В. Вплив кількості поліпропіленової фібри і лігносульфонатного пластифікатору на В/Ц бетонної суміші і ранню міцність бетону. Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Моделювання та оптимізація будівельних композитів». Одеса: ОДАБА, 2024, C. 55-58
17. ДСТУ Б В.2.7-47-96. Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення морозостiйкостi. Загальні вимоги. [Чинний від 1997-04-01]. К.: Держкоммістобудування, 1997. 9 с. (Державний стандарт України).
18. ДСТУ Б В.2.7-114-2002. Будівельні матеріали. Суміші бетонні. Методи випробувань. [Чинний від 1997-07-01]. К.: (НДІЗБ), 2002. 27 с. (Державний стандарт України).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
