ДОВГОВІЧНІСТЬ БЕТОНІВ ЖОРСТКИХ ДОРОЖНІХ ПОКРИТТІВ, АРМОВАНИХ БАЗАЛЬТОВОЮ ФІБРОЮ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2024-7-109-117Ключові слова:
жорстке дорожнє покриття, морозостійкість, зносостійкість, базальтова фібра, суперпластифікатор, експериментально-статистичне моделювання.Анотація
Метою роботи є розробка складів фібробетонів жорстких дорожніх покриттів з високою міцністю, морозостійкістю і зносостійкістю за рахунок використання суперпластифікатору полікарбоксилатного типу і дисперсного армування. Експеримент проводилися за оптимальним 3-х факторним 15-ти точковим планом. Варіювалися наступні фактори складу: кількість портландцементу ПЦ І-500Р-Н, від 290 до 350 кг/м3; кількість базальтової фібри BAUCON®-bazalt, від 0,9 до 1,5 кг/м3; кількість полікарбоксилатного суперпластифікатору STACHEMENT 2570/5/G, від 0,6 до 1% від маси цементу. Рухомість всіх сумішей була рівною, ОК = 2..3 см.
При підвищенні кількості цементу та кількості суперпластифікатору до 0,9-1,0% В/Ц сумішей знижується. Кількість базальтової фібри практично не впливає на В/Ц суміші.
За рахунок підвищення кількості портландцементу міцність фібробетонів очікувано зростає. При збільшенні кількості базальтової фібри до 1,3-1,4 кг/м3 міцність на розтяг при згині бетонів зростає на 12-21%, при цьому міцність на стиск змінюється не суттєво. Найбільшу міцність як на стиск, так і на розтяг при згині, мають фібробетони з кількістю суперпластифікатору близько 0,9%.
При збільшені кількості цементу з 290 до 350 кг/м3 морозостійкість бетонів зростає на рівень до 100 циклів, а також за рахунок підвищення міцності знижується стиранність бетону (зростає зносостійкість). При підвищенні кількості базальтової фібри з 0,9 до 1,3-1,4 кг/м3 стиранність бетонів знижується на 11-16%, а морозостійкість зростає приблизно на 50 циклів. Зміна кількості суперпластифікатору несуттєво впливає на зносостійкість бетону. Проте при підвищенні кількості добавки STACHEMENT 2570/5/G з 0,6 до 0,9% від маси цементу морозостійкість фібробетонів зростає на рівень до 50 циклів.
Фібробетони з раціональною кількістю дисперсної арматури (1,3-1,4 кг/м3) і суперпластифікатору (0,9%) в залежності від кількості цементу мають міцність на стиск від 43 до 60 МПа, міцність на розтяг при згині від 4,9 до 6,4 МПа, стиранність від 0,31 до 0,37 г/см2 і морозостійкість від F200 до F300. Це забезпечує високу довговічність розроблених фібробетонів жорстких дорожніх покриттів.
Посилання
[1] E. Hoxha, H.R. Vignisdottir, D.M. Barbieri, F. Wang, R.A. Bohne, T. Kristensen, A. Passer, "Life cycle assessment of roads: Exploring research trends and harmonization challenges", Science of the total environment. 759, 143506, 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143506.
[2] S.P. Voznyy, "Perspektyvy rozvytku tsementobetonnykh dorih v Ukrayini", Suchasni tekhnolohiyi ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi, 6, pp. 47-55, 2017.
[3] V.V. Stʹozhka, P.P. Borkovsʹkyy, "Pidvyshchennya dovhovichnosti tsementobetonu dlya pokryttya avtomobilʹnykh dorih", Visnyk Natsionalʹnoho transportnoho universytetu. Seriya «Tekhnichni nauky». K.: NTU, 1 (46). pp. 324-332, 2020. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2020-1-46-324-332.
[4] V.V. Stʹozhka. "Pidvyshchennya dovhovichnosti tsementobetonnoho pokryttya dorih za rakhunok zastosuvannya hidrofobnykh khimichnykh dobavok", Dorohy i mosty, 22, pp. 128-137, 2020. https://doi.org/10.36100/dorogimosti2020.22.128.
[5] M.F.M. Tahir, M.M.A.B. Abdullah, S.Z.A. Rahim, M.R. Mohd Hasan, A.V. Sandu, P. Vizureanu, C.M.R. Ghazali, A.A. Kadir, "Mechanical and durability analysis of fly ash based geopolymer with various compositions for rigid pavement applications", Materials, 15, 3458, 2022. https://doi.org/10.3390/ma15103458.
[6] S.M. Tolmachov, O.A. Byelichenko, D.S. Tolmachov, V.M. Datsenko, M.YE. Marchenko, "Vlastyvosti dorozhnikh betoniv iz sumishey riznoyi rukhomosti", Suchasni tekhnolohiyi ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi, 14, pp. 160-168, 2020. https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2020-4(14)-16.
[7] I. Hussain, B. Ali, T. Akhtar, M.S. Jameel, S.S. Raza, "Comparison of mechanical properties of concrete and design thickness of pavement with different types of fiber-reinforcements (steel, glass, and polypropylene)", Case Studies in Construction Materials, 13, e00429, 2020. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00429.
[8] Ž. Kos, S. Kroviakov, V. Kryzhanovskyi, A. Crnoja, "Influence of fibers and hardening accelerator on the concrete for rigid pavements", Magazine of Concrete Research, 75(17), pp. 865-873, 2023. https://doi.org/10.1680/jmacr.22.00181.
[9] S.M. Tolmachov, O.A. Byelichenko, R.V. Dyadyushko, "Vplyv polipropilenovoyi fibry X-Mesh na vlastyvosti dorozhnʹoho betonu", Zbirnyk naukovykh pratsʹ UkrDUZT, 198, pp.58-65, 2021.
[10] A. Vaitkus, J. Gražulytė, O. Šernas, M. Karbočius, R. Mickevič, "Concrete modular pavement structures with optimized thickness based on characteristics of high performance concrete mixtures with fibers and silica fume", Materials, 14, 3423, 2021. https://doi.org/10.3390/ma14123423.
[11] A. Sikandar, M. Ali, "Composition of engineered cementitious composite with local materials, composite properties and its utilization for structures in developing countries", Engineering Proceedings. 53(1), 16, 2023. https://doi.org/10.3390/IOCBD2023-15179.
[12] A. Nobili, L. Lanzoni, A.M. Tarantino, "Experimental investigation and monitoring of a polypropylene-based fiber reinforced concrete road pavement", Construction and Building Materials, 47, pp. 888-895, 2013. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.077.
[13] H. Wu, X. Qin, X. Huang, S. Kaewunruen, "Engineering, mechanical and dynamic properties of basalt fiber reinforced concrete", Materials, 16, 623, 2023. https://doi.org/10.3390/ma16020623.
[14] Sj. Jin, Yh. Yang, Ym. Sun, X. Li, Jy. Xu, "Experimental research on anti-freezing and thawing performance of basalt fiber reinforced fly ash concrete in the corrosive conditions", KSCE Journal of Civil Engineering, 27, pp. 3455–3470, 2023. https://doi.org/10.1007/s12205-023-1969-9.
[15] S. Kroviakov, L. Shestakova, "Influence of basalt fiber and air-entraining admixture on the properties of rigid concrete pavement", Romanian Journal of Materials, 53 (2), pp. 170-175, 2023.
[16] V.A. Voznesenskiy, T.V. Lyashenko, ES-modeli v komp'yuternom stroitel'nom materialovedenii. Astroprint, 2006.
[17] T.V. Lyashenko, V.A. Voznesenskiy, Composition-process fields methodology in computational building materials science. Astroprint, 2017.
[18] S.O. Krovyakov, L.Y. Shestakova. "Vplyv bazalʹtovoyi fibry i superplastyfikatoru na mitsnistʹ betoniv zhorstkykh dorozhnikh pokryttiv", Suchasne budivnytstvo ta arkhitektura, 6, pp.99-108, 2023. https://doi.org/10.31650/2786-6696-2023-6-99-108.
[19] DBN V.2.3-4:2015. Avtomobilʹni dorohy. Sporudy transportu. Chastyna I. Proektuvannya. Chastyna II. Budivnytstvo. Kyiv, 2015.
[20] DSTU B V.2.7-49-96. Budivelʹni materialy. Betony. Pryskoreni metody vyznachennya morozostiykosti pry bahatorazovomu zamorozhuvanni ta vidtavanni. Kyiv, 1996.
[21] DSTU B V.2.7-47-96. Budivelʹni materialy. Betony. metody vyznachennya morozostiykosti. Kyiv, 1996.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
