автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Дисперсно-армированный мелкозернистый бетон на техногенном песке КМА для изгибаемых изделий

005046015 На пРавах рукописи

КЛЮЕВ Александр Васильевич

ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН НА ТЕХНОГЕННОМ ПЕСКЕ КМА ДЛЯ ИЗГИБАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 И ЮН 2012

Белгород - 2012

005046015

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

Р.В. Лесовик

Официальные оппоненты: - член-корреспондент РААСН,

доктор технических наук, профессор Ю.В. Пухаренко

- кандидат технических наук С.М. Шаповалов

Ведущая организация: - ОАО «Конструкторско-

технологическое бюро бетона и железобетона», г. Москва

Защита состоится «2» июля 2012 года в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.01 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, главный корпус, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат разослан «24» мая 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета / Г.А. Смоляго

Актуальность. Для строительства небоскребов, уникальных зданий и сооружений необходимо в ближайшие годы удвоить производство изгибаемых элементов, таких как, балки, плиты, ригели.

Ужесточение требований к безопасности зданий и сооружений привело к необходимости повышения показателей физико-технических свойств и долговечности строительных материалов, применяемых при строительстве, реконструкции и ремонте. Известно, что цементные бетоны, наиболее широко применяемые среди всех других материалов, обладая высокой прочностью на сжатие, имеют сравнительно низкие показатели прочности при растяжении и изгибе, тре-щиностойкости.

Для улучшения показателей перечисленных свойств бетонов применяется дисперсное армирование бетона волокнами (фиброй) -стальными, стеклянными, базальтовыми, целлюлозными, синтетическими, углеродными и др. Представляется, что наиболее перспективным будет не только использование дисперсного армирования бетона, но и дополнительное усиление строительных конструкций композитами на основе углеволокна путем внешнего армирования.

Работа выполнена по заданию Федерального агентства по образованию на проведение научных исследований по тематическому плану научно-исследовательских работ, финансируемых из средств Федерального бюджета по разделу 01.10 Бюджетной классификации РФ и при финансовой поддержке в форме грантов Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МК-3123.2008.8 и МК-2715.2012.8.

Цель работы. Повышение эффективности эксплуатационных характеристик дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов на техногенном песке КМА для изгибаемых изделий.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка принципов проектирования и технологий производства дисперсно-армированного мелкозернистого бетона с учетом особенностей минералогического состава, строения и свойств техногенных песков;

- разработка принципов усиления изгибаемых строительных конструкций с использованием мелкозернистого бетона на основе техногенных песков;

- составление пакета нормативных документов и внедрение результатов исследования для широкого применения.

Научная новизна.

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов, используемых для производства изгибаемых железобетонных конструкций, заключающиеся в оптимизации структуры на микро- и макроуровнях за счет создания высокоплотной упаковки зерен заполнителя из кварцсодержащих пород зеленосланцевой степени метаморфизма с угловатой морфологией зерен и шероховатой поверхностью, применения композиционных вяжущих и дисперсного армирования, что позволило увеличить предел прочности композита при изгибе на 60 - 70%.

2. Разработан алгоритм расчета многофункциональной системы «клинкер-наполнитель-заполнитель-органическая добавка-вода», позволяющий варьировать параметрами при оптимизации состава мелкозернистого бетона с целью повышения прочностных, деформативных и эксплуатационных характеристик композита. Его реализация в экспериментальных условиях позволила увеличить перечисленные выше характеристики на 20 - 30%.

3. Выявлен микроармирующий эффект наполнителя композиционного вяжущего за счет кремнеземсодержащих компонентов матрицы; это объясняется удлинением габитуса частиц, микрошероховатостью поверхности и высокой адгезией частиц наполнителя к цементному камню, что и предопределяет наилучшее сцепление цементного камня с фиброй. Внешним проявлением этого сцепления является выпрямление волновой фибры в зоне растяжения.

4. Установлен механизм влияния внешнего армирования бетонных изгибаемых изделий на композиционных вяжущих и техногенных песках на прочностные характеристики. Представляется, что предложенная система описывает законы, присущие слоистым конструкциям, когда композит на основе углеволокна в растянутой зоне образца практически полностью воспринимает растягивающее усилие за счет концентрации волокон в этой зоне. Экспериментально доказано, что усиление изгибаемых элементов за счет композита позволяет повысить предел прочности на растяжение при изгибе в 2 - 3 раза.

Практическое значение работы. Выявлены области рационального применения стальных фибр различного типа, предлагаемых российским рынком, для изгибаемых конструкций на основе мелкозернистого бетона с использованием техногенного песка КМА.

Разработаны дисперсно-армированные мелкозернистые бетоны с использованием композиционных вяжущих и техногенного песка

КМА, а также высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона для строительства сборно-монолитных зданий и сооружений, с пределом прочности при сжатии до 84,8 МПа, прочностью на изгиб до 19,8 МПа.

Выявлен оптимальный процент дисперсного армирования мелкозернистого бетона - 3% по массе, при котором происходит наибольший прирост прочностных характеристик: от 15 до 60%.

Разработан алгоритм расчета составов мелкозернистого стале-фибробетона на техногенных песках, позволяющий получать более плотную упаковку зерен заполнителя.

Установлена возможность усиления изгибаемых элементов уг-леволокном. При усилении бетонных образцов в один слой прочность на растяжение при изгибе возрастает в 2 раза.

Предложена область использования полос композита, армированного углеволокном, для усиления изгибаемых элементов из стале-фибробетона на основе техногенного песка КМА.

Внедрение результатов исследований. Для широкомасштабного внедрения результатов работы для промышленного и гражданского строительства разработаны нормативные документы:

- стандарт организации СТО 2066339-002-2012 «Сталефибро-бетоны на техногенных песках КМА»;

- технологический регламент на изготовление сталефибробе-тонных перемычек методом виброформования бетонной смеси;

- технические условия на «Бетоны высококачественные мелкозернистые» ТУ 5870-002-02066339-2009;

- технические условия на «Сталефибробетоны мелкозернистые на основе отсева дробления кварцитопесчаника». ТУ 5745-003-02066339 - 2011.

Апробация полученных результатов осуществлена на предприятии ООО «Элит-А». При этом получен значительный экологический, социальный и экономический эффект.

Теоретические положения работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и практического внедрения в промышленных условиях реализованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальностям 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270105 «Городское строительство и хозяйство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены: на Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 5-8 октября 2010 г.); Научно-практической конференции «Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее» (Белгород, 22 декабря 2010 г.); 68-й Всероссийской научно-технической конференции «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» (Самара, 1115 апреля 2011 г.); Шестой Всеукраинская научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного железобетона» (Одесса, 24-27 мая 2011 г.); Научно-практической конференции «Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее» (Белгород, 22 декабря 2011 г.).

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 13 статьях, в том числе четыре статьи из списка ВАК РФ и в одной монографии.

Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611628 ФГУ ФИПС-2011. Зарегистрированы ноу-хау № 20110020 и № 20110021. Подана заявка на патент per. №2011111493, приоритет от 25.03.2011 г.

На защиту выносятся:

- принципы проектирования мелкозернистых сталефибробе-тонов для производства изделий и конструкций, работающих преимущественно на изгиб, для промышленного и гражданского строительства;

- методика расчета высокоплотной упаковки зерен дисперсно-армированного мелкозернистого бетона и компьютерная программа расчета;

- вопросы оптимального дисперсного армирования стальной фиброй мелкозернистого бетона;

- принципы оптимального использования полос из композита, армированного углеволокном, для усиления балок в растянутой зоне.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений, акта и справки внедрения. Диссертация содержит 188 страниц основного текста, в том числе 30 таблиц, 39 рисунков и фотографий, 150 наименований литературы и два приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В настоящее время осуществляется интенсивное строительство зданий и сооружений, что требует применения бетонов, обладающих высокими эксплуатационными свойствами, такими, как прочность на сжатие и растяжение, трещиностойкость, износостойкость, коррозионная стойкость, морозостойкость и т. Для разрешения данной проблемы были разработаны составы мелкозернистого сталефибробе-тона на основе техногенного песка - отсева дробления кварцитопес-чаника (отсев дробления КВП), обогащенного таволжанским песком, и композиционных вяжущих, а также проведены исследования по усилению изгибаемых конструкций композитом на основе углеволок-на путем внешнего армирования.

Для изучения вещественного состава отсевов дробления квар-цитопесчаника и синтезированных образцов мелкозернистого бетона, полученного на их основе, использовались как высокоточные инструментальные методы исследований - рентгенофазового анализа (РФА), так и стандартные методики определения свойств сырья, смесей и изделий. Микростроение исходных сырьевых и синтезированных компонентов было изучено с помощью оптического и растрового электронного микроскопов. Микрофотосъемка проводилась с помощью программно-аппаратного комплекса, включающего высокоразрешающий растровый электронный микроскоп (РЭМ) "Хитачи-Б-вОО", совмещенный с персональным компьютером. Изображение получено в режиме вторичной электронной эмиссии. Для достижения качественного изображения в растровой электронной микроскопии применялась методика термического напыления образцов в вакууме золотой пленкой толщиной 10 нм.,Ввиду острой необходимости комплексной оценки элементов микроструктуры искусственных композитов был проведен анализ материалов на основе ТМЦ и ВНВ по РЭМ-изображениям, реализованный с помощью пакета прикладных программ "5Т1МА>Г, разработанного в МГУ.

Для анализа распределения по размерам частиц вяжущего применялся метод лазерной гранулометрии Мгсп^гег 201, позволяющий непосредственно определять размеры частиц и процент их содержания в анализируемом материале.

Качество техногенных песков, бетонных смесей и бетонов на их основе зависят от многих факторов, обусловленных особенностями исходных пород, способами их измельчения и методами обогащения

полученного продукта. При сопоставлении свойств природных и техногенных песков обращают на себя внимание принципиальные различия этих материалов. Если первые являются в основном кварцевыми, с округлой формой зерен и гладкой поверхностью, то вторые имеют существенные различия по составу и свойствам исходных пород, по угловатой форме зерен и шероховатости их поверхности (рис. 1).

Рис. 1. Зерно: а - техногенного песка; б - природного песка

Основные физико-механические свойства заполнителей представлены в табл. 1.

Таблица 1

Физико-механические характеристики заполнителя

Показатель Отсев дробления КВП Таволжанский песок

Модуль крупности 3,50 1,38

Насыпная плотность, кг/'м3 1490 1448

Истинная плотность, кг/'м' 2710 2630

Пустотность, % 47,8 44,9

Водопотребность, % 5,5 7

Основной задачей при получении мелкозернистых бетонов, в том числе дисперсно-армированных, является снижение расхода клинкерной составляющей, так как из-за отсутствия крупного заполнителя идет перерасход цемента. Наиболее существенными факторами снижения содержания цемента в дисперсно-армированных мелкозернистых бетонах являются, уменьшение водопотребности бетонной смеси и повышение активности вяжущего. Поэтому с этой точки зрения перспективным направлением повышения эффективности таких бетонов считается применение композиционных вяжущих.

В ходе исследования были разработаны вяжущие следующих составов: вяжущее тонкомолотый цемент (ТМЦ-70) получали путем домола до удельной поверхности 5уд=500 м2/кг портландцемента ЦЕМ 142,5 Н по ГОСТ 31108-2003.

Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ-70) получали путем совместного помола до удельной поверхности 500 м2/кг портландцемента ЦЕМ I 42,5 Н, отсева дробления кварцитопесчанника и пластифицирующей добавки СП-1 в оптимальной дозировке.

Исследование реологических свойств композиционных вяжущих проводили путем оценки метода совмещения полных реологических кривых исследуемых в стационарном ламинарном потоке.

Сопоставляя зерновой состав ТМЦ-70 и ВНВ-70, можно сделать вывод, что при одинаковой удельной поверхности вяжущих (5уд=500 м2/кг), зерен крупностью от 5 до 20 мкм больше в ВНВ-70 (19,8%) по сравнению с ТМЦ-70 (17,9%), соответственно, доля частиц размером менее 5 мкм в ТМЦ-70 несколько выше, чем в ВНВ-70. Зерновой состав получаемого при этом вяжущего ВНВ-70 отличается более высоким содержанием частиц крупностью от 5 до 20 мкм, что обеспечивает более высокую его активность.

По полученным данным можно оценить и эффективность помола: помол цемента с пластифицирующей добавкой СП-1 в количестве 0,5% от массы цемента проходит интенсивнее; так требуемая величина удельной поверхности 500 м2/кг достигается через 2 ч. помола, а не через 3 ч., как в случае помола цемента без добавки, что объясняется расклинивающим действием самой добавки.

Были определены основные характеристики разработанных вяжущих (табл. 2). Как видно из результатов исследований, вяжущее ВНВ-70 характеризуется более высокой активностью по сравнению с цементом ЦЕМ I 42,5 Н и ТМЦ-70.

Таблица 2

Физико-механические характеристики композиционных вяжущих

Вяжущего Удельная поверхность, м2/кг нг, % Начало схватывания, час. Конец схватывания, час. Активность

при изгибе, МПа при сжатии, МПа

ЦЕМ 142,5Н 320 25,2 230 330 7,8 49,3

ТМЦ-70 504 23,8 2,15 3,15 10,2 57,4

ВНВ-70 520 22,5 1,50 2,50 11,1 68,9

Для оценки возможности применения оптимального вида фибры при производстве высококачественного мелкозернистого стале-фибробетона были разработаны составы, в которых в качестве заполнителя был применен отсев дробления кварцитопесчаника. Для оптимизации структуры матрицы в состав бетона был введен таволжан-ский песок. В качестве вяжущего были применены ЦЕМ I 42,5 Н, ТМЦ-70 и ВНВ-70.

С целью получения высококачественных сталефибробетонов в бетонную матрицу было введено три вида фибры (рис. 2):

- фибра стальная, волнообразная, длина 30 мм, диаметр 0,8мм;

- фибра стальная, анкерная, длина 50 мм, диаметр 0,8 мм;

- фибра стальная, плоская, длина 32 мм, ширина 3,2 мм.

а б в

Рис. 2. Виды стальной фибры: а - плоская фрезерованная; 6 - анкерная: в - волновая

Бетонная матрица для всех типов фибры изготовлялась из одного состава мелкозернистого бетона. Результаты экспериментальных исследований приведены на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость прочностных характеристик от вида фибр (начато)

Рис. 3. Зависимость прочностных характеристик от вида фибр (окончание)

Анализ рис. 3 показывает, что сталефибробетон с использованием волновой фибры в качестве армирующего материала обладает наилучшими прочностными и деформативными характеристиками. Известно, что рост трещиностойкости при дисперсном армировании объясняется процессами «торможения» распространения трещин (разрушение границ раздела между волокном и матрицей; вытягивание волокон из матрицы), действующих последовательно. За счет этого возникает дополнительное сопротивление трещинообразованию и его развитию. В свою очередь, фибры волновой формы будут сложнее вытягиваться из композита, позволяя уменьшить трещинообразование за счет сдерживания образования трещин еще в начальной стадии и лучшего распределения напряжений в самом бетоне.

Для дальнейшего исследования дисперсного армирования мелкозернистого бетона применяем волновую фибру.

Для более эффективного дисперсного армирования мелкозернистого бетона стальной фиброй важно установить диапазон процентного содержания фибр, в пределах которого исключается хрупкое разрушение. Для этого был выбран различный процент армирования (1,5; 3.0; 4,5; 6%). Результаты экспериментальных данных представлены в табл. 3 и на рис. 4.

Таблица 3

Физико-механические характеристики мелкозернистого бетона, армированного стальной фиброй с различным процентом армирования

вяжущего Вяжущее, кг Расход материалов, кг/ м% Кубиковая прочность, МПа Призменная : , прочность, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа Модуль упругости, МПа

Отсев дробления КВП, кг Таволжанский ! песок, кг £ . о : 03 Стальная волновая фибра, кг

Цем 142,5Н 510 1180 555 170 - 50,2 35,0 13,7 35,8-К)'

Цем 142,5Н 510 1180 555 171 36 53,4 37,4 15,8 39,8-ю'

Цем 142,5Н 510 1180 555 172 72 57,4 39,9 16,8 41,7-К)1

Цем 142,5Н 510 1180 555 173 108 59,2 41,3 17,2 41,9-10'

Цем 142,5Н 510 1180 555 174 144 60,5 42,2 17,4 42,0-10'

Установлено, что при 3%-м армировании по массе удается получить максимальные физико-механические показатели, что объясняется уплотнением цементного камня между волокнами.

Экспериментальные исследования показали, что дальнейшее увеличение процента дисперсного армирования дает незначительный прирост прочностных, деформативных и эксплуатационных характеристик. Это можно объяснить уменьшением толщины бетонного слоя настолько, что материал проявляет склонность к расслоению. Таким образом, выявлен оптимальный процент дисперсного армирования мелкозернистого бетона - 3% по массе, при котором происходит наибольший прирост прочностных характеристик - от 15 до 60%. Поэтому для дальнейшего исследования дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов принимаем процент армирования 3.

Стальная волновая фибра. %

О 15 3 4

Стальная волновая фибра.

I

О р

О 1,5 3 4

Стальная волновая фибра, °

8 во г

£ „ 58

о. Я

= £ ж « <

г м

э 32 о

А 50

О 1,5 3 4

Сггвльная фибра. %

Рис. 4. Зависимость прочностных характеристик от процента армирования

Как было сказано ранее, перспективным направлением повышения эффективности мелкозернистого сталефибробетона является применение композиционных вяжущих и высокоплотной упаковки зерен заполнителя. В данном исследовании был разработан алгоритм и программа расчета составов мелкозернистого сталефибробетона на техногенных песках, обогащенных таволжанским песком, позволяющий получать более плотную упаковку зерен заполнителя (рис. 5).

м-

■ '71',......'С).. ». " -.:■,<!•.: -- ' " ■ :1

•>■/■ ("<■•«) ..- л«. .)!

■ , ■•»»¡и

Рис. 5. Внешний вид программы

.....^

' --и.т:,-

С целью получения более высокопрочных сталефибробетонов были проведены экспериментальные исследования (табл. 4).

Таблица 4

Физико-механические характеристики мелкозернистого бетона, армированного стальной фиброй

Вид вяжущего Вяжущее, кг- Расход материалов, кг/ м1 Кубиковая прочность, МПа Призменная прочность, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа Модуль упругости, МПа

Отсев дробления КВП, кг Таволжанский i Вода, л Стальная волновая фибра, кг

Цем I 42,5Н 510 1180 555 170 - 50,2 35,0 13,7 35,8-10'

Цем I 42.5Н *ВПУ 510 1185 555 172 - 56,5 38,7 14,2 40,8-Ю1

Цем I 42,5Н 510 1180 555 172 72 57,4 39,9 16,8 41,7-Ю3

Цем I 42,5Н *ВПУ 510 1185 555 174 72 65,2 44,9 17,6 42,2-10s

ТМЦ-70 510 1180 555 160 72 63,4 44,6 17,4 41,9-Ю'1

ТМЦ-70 *ВПУ 510 1185 555 162 72 69,7 48,6 18,2 43,1 -103

ВНВ-70 510 1180 555 150 72 76,2 53,2 19,1 43,6-Ю3

ВНВ-70 *ВПУ 510 1185 555 152 72 84,8 59,3 19,8 44,3-103

*ВПУ - высокоплотная упаковка зерен мелкозернистого сталефибробетона.

Разработанный алгоритм расчета многофункциональной системы «клинкер-наполнитель-заполнитель-органическая добавка-вода» позволил варьировать параметрами бетонной смеси с целью повышения эксплуатационных характеристик композита. Изучив и проанализировав полученные экспериментальные данные за счет использования высокоплотной упаковки зерен, можно сделать вывод, что эти характеристики увеличиваются на 20 - 30%.

Эффект от применения высокоплотной упаковки зерен техногенного заполнителя, обогащенного таволжанским природным песком, достигается за счет более компактного расположения всех компонентов, включая стальную фибру и оказывает на бетонную смесь комплексное воздействие. Так, кроме контактов «цементное тесто-

заполнитель», появляются контакты «фибра-вяжущее», прочность которых в значительной степени зависит от физико-химического взаимодействия минералов, входящих в состав заполнителей и частиц вяжущего.

Применение же композиционных вяжущих, таких, как ТМЦ-70 и ВНВ-70, позволяет, в свою очередь, повысить характеристики бетона по сравнению с аналогичными составами на основе цемента, что объясняется более плотной структурой цементного камня самих композиционных вяжущих и, следовательно, бетонов на их основе, а также меньшей пористостью.

Таким образом, высокоплотная упаковка компонентов смеси на основе композиционных вяжущих оказывает направленное воздействие на структурообразование сталефибробетона, позволяя повысить прочностные и деформативные характеристики изгибаемых элементов. Рациональный подбор заполнителя дал возможность получить на техногенных песках КМА сталефибробетон с пределом прочности при сжатии - 84,8 МПа, при изгибе - 19,8 МПа.

Для изучения микроструктуры контактной зоны стальной волновой фибры и цементного камня были проведены исследования с помощью РЭМ (рис. 6).

а б

Рис. 6. Микроструктура контактной зоны «цементный камень - фибра»: а-на ВНВ-70; б - наЦем I 42,5Н

Как видно из исследований микроструктуры, а также исходя из результатов испытаний и визуального осмотра образцов после испытаний, контактная зона «композиционное вяжущее-фибра» имеет более плотную связь и прочность сцепления.

Таким образом, выявлен микроармирующий эффект наполнителя композиционного вяжущего за счет кремнеземсодержащих ком-

понентов матрицы, что объясняется удлинением габитуса частиц, микрошероховатостью поверхности и высокой адгезией частиц наполнителя к цементному камню, это и предопределяет наилучшее сцепление цементного камня с фиброй. Внешним проявлением этого сцепления является выпрямление волновой фибры в зоне растяжения.

Микроструктура «цементный камень - фибра» имеет менее прочную взаимосвязь. Структура контактной зоны рыхлая, чешуйчатая. Фибра, в образцах после испытаний на Цем I 42,5Н заметно отличалась от фибры в образцах, выполненных с применением ВНВ-70.

Разработанные составы имеют марку по удобоукладываемости

ПЗ.

На следующем этапе исследования было изучено влияние вида вяжущего и генетических особенностей основного заполнителя на долговечность и прочностные характеристики сталефибробетона (рис.

7).

Степень гидратации исследуемых составов оценивали по изменению интенсивности отражений алита и белита (2,76 А и 2,78 А) в области межплоскостных расстояний 20-32-33°, являющихся наиболее информативными для данных систем.

■ к I

Г\

"VI

Ь.____3

V ,„•'>___.д.-1-.А

.1-1

Рис. 7. Дифрактограмма образцов: 1- на ВНВ-70 + ВПУ; 2 - на Цем I 42,5Н

Анализ образцов мелкозернистого сталефибробетона на ЦЕМ I 42,5 Н показал, что в нем сохраняется больше клинкерных минералов по сравнению с образцом на ВНВ-70 мелкозернистого сталефибробетона. В мелкозернистом сталефибробетоне с высокоплотной упаковкой на ВНВ-70, по сравнению с остальными образцами произошла более полная гидратация исходных клинкерных минералов.

Это позволило получить бетон с максимальной прочностью вследствие наиболее оптимального распределения минералов в теле образца.

В последнее время получили большое распространение композиты на основе углеволокна. Используемые для ремонта и усиления конструкций композитные материалы на базе углеродных волокон можно подразделить на две группы: формируемые непосредственно при производстве работ на строительном объекте и заводского изготовления.

С целью дальнейшего увеличения прочностных характеристик изгибаемых изделий целесообразно использовать внешнее армирование. Так как эти изделия преимущественно работают на изгиб, то для проведения экспериментальных исследований по их усилению целесообразно применять углеродную ткань с расположением волокон в одном направлении (однонаправленные), представленную на рис. 8, а. Они наклеиваются на поверхность восстанавливаемой или усиливаемой конструкции послойно в растянутой зоне с помощью пропитки специальными эпоксидными смолами каждого слоя, которые формируются при отверждении смолы в естественных условиях.

По технологии производства усиления строительных конструкций углеволокном путем внешнего армирования можно выделить следующие этапы:

- подготовку основания под наклейку;

- раскрой углеродной ткани;

- приготовление адгезива;

- наклейка лент.

Были проведены экспериментальные исследования призм размерами 100x100x400 мм (рис. 8, б). Используемые материалы те же, что и для экспериментов, описанных выше (на ВНВ-70 + высокоплотная упаковка зерен).

Рис. 8. Углеродная однонаправленная ткань: а - общий вид; б - наклеенная на образце

В качестве адгезива использовался клей эпоксидный марки ЭДП (ТУ 2385-012-54804491-2002), изготовленный из эпоксидной

смолы ЭД-20. Клей предназначен для приклеивания углеродной ткани на бетонный образец. Соотношение между углеродной тканью и эпоксидным клеем 60 : 40.

Рис. 9. Характер разрушения бетонных призм, усиленных углеволокном

На рис. 9 представлен характер разрушения сталефибробетон-ных призм. Он изменяется, поскольку он работает совместно с косвенной внешней арматурой. Внешнее армирование позволяет усиленному образцу воспринимать более высокую нагрузку по сравнению с контрольными образцами. На рис. 10 представлены результаты испытания бетонных призм.

1 I

и ^

Количество слоев

Рис. 10. Зависимость прочности на растяжение при изгибе от количества слоев углеродной ткани

Результаты проведенных экспериментальных исследований оказались близкими к теоретическим расчетам. Методика расчета по усилению изгибаемых конструкций углеволокном приведена в диссертации.

Анализ рис. 10 показывает нелинейное увеличение прочности усиленных образцов в зависимости от количества наклеенных слоев углеродных лент.

Были проведены натурные испытания по усилению в один слой углеволокном перемычки ЗПБ 13-37п. Наблюдается увеличение прочности на 35 % по сравнению с неусиленной перемычкой.

На следующем этапе осуществлялось изучение восстановления и усиления изгибаемых изделий углеродной лентой. Для этого проводились исследования по восстановлению и усилению сталефиб-робетонных призм. Сталефибробетонную призму вначале разрушили, затем склеили две части призмы эпоксидным клеем и произвели усиление конструкции углеволокном в растянутой зоне (рис. 11).

Рис. 11. Восстановленная и усиленная углеволокном призма

Проведенные экспериментальные исследования этих призм показали увеличение предела прочности на растяжение при изгибе: не усиленные - 19,8 МПа, восстановленные и усиленные углеволокном -23,4 МПа. Таким образом, наблюдается увеличение прочности на 18%, что свидетельствует об эффективности применения углеволокна при восстановлении и усилении строительных конструкций (рис. 12).

Рис. 12. Характер разрушения бетонных призм, восстановленных и усиленных углеволокном

Установлен механизм влияния внешнего армирования бетонных изгибаемых изделий на композиционных вяжущих и техногенных песках на прочностные характеристики. Разрушение образца происходит не по восстановленному сечению. Представляется, что композит на основе углеволокна в растянутой зоне образца практически полностью воспринимает растягивающее усилие за счет концентрации волокон в этой зоне. Экспериментально доказано, что усиление изгибаемых элементов за счет композита позволяет повысить предел прочности на растяжение при изгибе в 2 - 3 раза.

Разработанные изгибаемые изделия на основе дисперсно-армированного мелкозернистого бетона были внесены в проект строительства торгово-оздоровительного комплекса в Белгороде по ул. К.Заслонова, 173 (ООО «Элит-А»).

Экономический эффект, достигаемый за счет использования разработанного состава сталефибробетона и усиления изгибаемых строительных конструкций углеволокном, значительно превышает эффект от использования составов, применяемых на сегодняшний день, и традиционных методов усиления.

Основные выводы

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов используемых для производства изгибаемых железобетонных конструкций, заключающиеся в оптимизации структуры на микро- и макроуровнях за счет создания высокоплотной упаковки зерен заполнителя из кварцсодержащих пород зеленосланцевой степени метаморфизма с угловатой морфологией зерен и шероховатой поверхностью, применения композиционных вяжущих и дисперсного армирования, что позволило увеличить предел прочности композита при изгибе на 60 - 70%.

2. Разработан алгоритм расчета многофункциональной системы «клинкер-наполнитель-заполнитель-органическая добавка-вода», позволяющий варьировать параметрами при оптимизации состава мелкозернистого бетона с целью повышения прочностных, деформативных и эксплуатационных характеристик композита. Его реализация в экспериментальных условиях позволила увеличить перечисленные выше характеристики на 20 - 30%.

3. Выявлен микроармирующий эффект наполнителя композиционного вяжущего за счет кремнеземсодержащих компонентов матрицы; это объясняется удлинением габитуса частиц, микрошероховатостью поверхности и высокой адгезией частиц наполнителя к цементному камню, что и предопределяет наилучшее сцепление цементного камня с фиброй. Внешним проявлением этого сцепления является выпрямление волновой фибры в зоне растяжения.

4. Установлен механизм влияния внешнего армирования бетонных изгибаемых изделий на композиционных вяжущих и техногенных песках на прочностные характеристики. Представляется, что предложенная система описывает законы, присущие слоистым конст-

рукциям, когда композит на основе углеволокна в растянутой зоне образца практически полностью воспринимает растягивающее усилие за счет концентрации волокон в этой зоне. Экспериментально доказано, что усиление изгибаемых элементов за счет композита позволяет повысить предел прочности на растяжение при изгибе в 2 - 3 раза.

5. Обозначены области рационального применения стальных фибр различного типа, предлагаемых российским рынком, для изгибаемых конструкций на основе мелкозернистого бетона с использованием техногенного песка КМА.

6. Разработаны дисперсно-армированные мелкозернистые бетоны с использованием композиционных вяжущих и техногенного песка КМА, а также высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона для строительства сборно-монолитных зданий и сооружений, с пределом прочности при сжатии до 84,8 МПа, прочностью на изгиб до 19,8 МПа.

7. Выявлен оптимальный процент дисперсного армирования мелкозернистого бетона - 3% по массе, при котором происходит наибольший прирост прочностных характеристик: от 15 до 60%.

8. Предложена область использования полос композита, армированного углеволокном, для усиления изгибаемых элементов из ста-лефибробетона на основе техногенного песка КМА.

9. Обеспечено внедрение результатов научного исследования разработанными нормативными документами: техническими условиями ТУ 5870-002-02066339-2009 «Бетоны высококачественные мелкозернистые» и ТУ 5745-003-02066339-2011 «Сталефибробетоны мелкозернистые на основе отсева дробления кварцитопесчаника»; стандартом организации СТО 2066339-002-2012 «Сталефибробетоны на техногенных песках КМА» и технологическим регламентом на изготовление сталефибробетонных перемычек методом виброформования бетонной смеси.

10. Произведено внедрение разработанных изгибаемых изделий на основе дисперсно-армированного мелкозернистого бетона в проект строительства торгово-оздоровительного комплекса в Белгороде по ул. К. Заслонова, 173 (ООО «Элит-А»),

11. Доказано, что применение композиционных вяжущих и высокоплотной упаковки зерен заполнителя бетонной матрицы позволит получить значительный социальный, экологический и экономический эффект. При этом экономический эффект от создания и использования новых строительных материалов будет заключаться в исполь-

зовании техногенного песка, снижении расходов вяжущего за счет оптимальных условий формирования структуры сталефибробетона. Стоимость разработанных составов по сравнению с традиционными уменьшиться на 31%.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Клюев, C.B. Усиление строительных конструкций композитами на основе углеволокна: монография / C.B. Клюев, A.B. Клюев, Р.В. Лесовик. - Lambert, 2011. - 123 с.

2. Клюев, A.B. Отходы горнодобывающих предприятий как сырье для производства мелкозернистого бетона армированного фибрами / A.B. Клюев, Р.В. Лесовик [и др.] // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2010. - № 4. - С. 81 - 84.

3. Клюев, A.B. Сталефибробетон для сборно-монолитного строительства / A.B. Клюев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2011. - № 2. - С. 60-63.

4. Клюев, A.B. Усиление изгибаемых конструкций композитами на основе углеволокна / A.B. Клюев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2011. - № 3. - С. 38 - 41.

5. Клюев, A.B. Сталефибробетон на композиционных вяжущих и техногенных песках КМА для изгибаемых конструкций / A.B. Клюев, Р.В. Лесовик // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2012. - № 2. -С. 14-16.

6. Лесовик, Р.В. Мелкозернистый сталефибробетон на основе техногенного песка для получения сборных элементов конструкций / Р.В. Лесовик, A.B. Клюев [и др.] // Научные исследования, наноси-стемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2010. - Ч.З. - С. 140 - 143.

7. Клюев, A.B. Экспериментальные исследования сталефибро-бетонных конструкций / A.B. Клюев // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы науч.-практ. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. - Ч.З. - С. 21 - 26.

8. Клюев, A.B. Мелкозернистый сталефибробетон на основе отсева дробления кварцитопесчанника / A.B. Клюев // Сб. науч. тр. "Строительные конструкции". - Киев, ГП "НИИСК". - Вып. 74. -Книга 2. - С. 272 - 276.

9. Лесовик, Р.В. Расчет высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона / Р.В. Лесовик, A.B. Клюев // Инновационные ма-

22

териалы технологии: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф.: Белгород, 11-12 окт. 2011 г. / Белгор. гос. технол. ун-т, Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. - Ч. 1 - С. 233 - 238.

10. Клюев, A.B. Техногенные пески как сырье для производства фибробетона / A.B. Клюев, Р.В. Лесовик // Инновационные материалы технологии: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф.: Белгород, 11-12 окт. 2011 г. / Белгор. гос. технол. ун-т, Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. -Ч. 3-С. 283-285.

11. Клюев, A.B. Стальные фибры и их применение для дисперсного армирования мелкозернистых бетонов / A.B. Клюев Инновационные материалы технологии: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф.: Белгород, 11-12 октября 2011 г. / Белгор. гос. технол. ун-т, Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. - Ч. 1 - С. 229 - 232.

12. Клюев, A.B. Теоретические принципы армирования мелкозернистого бетона фибрами / A.B. Клюев // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: 68-я Всероссийская науч.-техн. конф., Самара, 11-15 апр. 2011 г.-Самара, 2011.-С. 497-499.

13. Клюев, A.B. Сборные элементы конструкций на основе дисперсно-армированного мелкозернистого бетона / A.B. Клюев, О.В. Ивашова, Л.Ю. Пириева // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: 68-я Всероссийская науч.-техн. конф., Самара, 11-15 апр. 2011 г.-Самара, 2011.-С. 499-501.

14. Клюев, A.B. Расчет высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона / A.B. Клюев, А.Н. Хархардин [и др.] // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611628 ФГУ ФИПС-2011.

15. Ноу-хау № 20110021. Сталефибробетон на основе техногенного песка и композиционного вяжущего / Р.В. Лесовик, A.B. Клюев [и др.]; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгор. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова. Дата регистр. 03.12.11. Срок охраны сведений: 5 лет.

16. Ноу-хау № 20110020. Способ усиления бетонных и железобетонных конструкций углеродным волокном / Р.В. Лесовик, A.B. Клюев [и др.]; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгор. гос. технол. ун-т им. В.Г. Шухова. Дата регистр. 03.12.11. Срок охраны сведений: 5 лет.

КЛЮЕВ Александр Васильевич

ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ БЕТОН НА ТЕХНОГЕННОМ ПЕСКЕ КМА ДЛЯ ИЗГИБАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Подписано в печать 22.05.2012 Формат 60x84/16 Усл.печ. л. 1,3. Уч.-изд.л. 1,4 Тираж 100 экз. Заказ №192 Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Общий подход к проектированию фибробетонных строительных конструкций.

1.2. Области применения фибробетона.

1.3. Преимущества композиционных материалов.

1.4. Преимущества мелкозернистого бетона в композиционных материалах.

1.5. Армирующие материалы и их свойства.

1.5.1. Стальные волокна.

1.5.2. Стеклянные волокна.

1.5.3. Базальтовые волокна.

1.5.4. Полипропиленовые волокна.

1.5.5. Углеродные волокна.

1.6. Рациональные области применения композитов на основе углеволокна в строительстве.

1.7. Методы борьбы с коррозией.

Выводы.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Методы исследований.

2.1.1. Рентгенофазовый анализ.

2.1.2. Исследование морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ.

2.1.3. Определение водо- и цементопотребности заполнителей бетона.

2.1.4. Изучение свойств бетонных смесей.

2.1.5. Определение призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.

2.2. Применяемые материалы.

2.2.1. Заполнитель

2.2.2. Вяжущее.

2.2.3. Вода.

2.2.4. Стальная фибра.

2.2.4.1. Плоская стальная фибра.

2.2.4.2. Анкерная стальная фибра.

2.2.4.3. Волновая стальная фибра.

2.2.5. Углеродная ткань.

Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ

ФИБРОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

3.1. Исследование техногенных песков в качестве заполнителей для мелкозернистых бетонов, в том числе армированных стальной фиброй.

3.2. Композиционные вяжущие для мелкозернистых бетонов, в том числе армированных стальной фиброй.

3.3. Расчет высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона, в том числе армированного стальной фиброй.

3.3.1. Бимодальные упаковки и методика расчета высокоплотных зерновых составов.

3.3.2. Методика расчета гранулометрического состава полидисперсной смеси с высокоплотной упаковкой в ней зерен

3.4. Экспериментальные исследования фибробетона.

3.4.1 Подготовка образцов.

3.4.1.1. Смешивание компонентов, укладка в формы и уплотнение.

3.4.1.2. Уход за бетоном.

3.4.2. Устройство для нагружения.

3.4.3. Экспериментальные исследования сталефибробетона.

Выводы.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ. ТЕХНОЛОГИЯ

ПРОИЗВОДСТВА.

4.1. Состояние и перспективы усиления строительных конструкций углеволокном.

4.2. Виды углеродных волокон.

4.2.1.Двунаправленные ткани.

4.3. Усиление строительных конструкций углеволокном.

Система внешнего армирования.

4.4. Подготовка основания под наклейку.

4.5. Раскрой углеродной ткани или ламината.

4.6. Приготовление адгезива.

4.7. Наклейка лент (ткани).

4.8. Наклейка ламината.

4.9. Разрушающая нагрузка.

4.10. Расчет усиления углеродными лентами конструкций, работающих на изгиб.

4.11. Экспериментальные исследования.

Выводы.

5. ВНЕДРЕНИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

5.1. Технико-экономическое обоснование применения сталефибробетона.

5.1.1. Технические условия.

5.1.2. Программы для ЭВМ.

5.1.3. Изобретения.

5.1.4. Ноу-хау.

5.2. Технико-экономическое обоснование целесообразности использования техногенного песка КМА для сталефибробетона.

5.2.1. Экономическое обоснование проекта.

Выводы.

Актуальность. Для строительства небоскребов, уникальных зданий и сооружений необходимо в ближайшие годы удвоить производство изгибаемых элементов, таких как, балки, плиты, ригели.

Ужесточение требований к безопасности зданий и сооружений привело к необходимости повышения показателей физико-технических свойств и долговечности строительных материалов, применяемых при строительстве, реконструкции и ремонте. Известно, что цементные бетоны, наиболее широко применяемые среди всех других материалов, обладая высокой прочностью на сжатие, имеют сравнительно низкие показатели прочности при растяжении и изгибе, трещиностойкости.

Для улучшения показателей перечисленных свойств бетонов применяется дисперсное армирование бетона волокнами (фиброй) - стальными, стеклянными, базальтовыми, целлюлозными, синтетическими, углеродными и др. Представляется, что наиболее перспективным будет не только использование дисперсного армирования бетона, но и дополнительное усиление строительных конструкций композитами на основе углеволокна путем внешнего армирования.

Работа выполнена по заданию Федерального агентства по образованию на проведение научных исследований по тематическому плану научно-исследовательских работ, финансируемых из средств Федерального бюджета по разделу 01.10 Бюджетной классификации РФ и при финансовой поддержке в форме грантов Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МК-3123.2008.8 и МК-2715.2012.8.

Цель работы. Повышение эффективности эксплуатационных характеристик дисперсно-армированных мелкозернистых бетонов на техногенном песке КМА для изгибаемых изделий.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка принципов проектирования и технологий производства дисперсно-армированного мелкозернистого бетона с учетом особенностей минералогического состава, строения и свойств техногенных песков;

- разработка принципов усиления изгибаемых строительных конструкций с использованием мелкозернистого бетона на основе техногенных песков;

- составление пакета нормативных документов и внедрение результатов исследования для широкого применения.

Научная новизна.

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов, используемых для производства изгибаемых железобетонных конструкций, заключающиеся в оптимизации структуры на микро- и макроуровнях за счет создания высокоплотной упаковки зерен заполнителя из кварцсодер-жащих пород зеленосланцевой степени метаморфизма с угловатой морфологией зерен и шероховатой поверхностью, применения композиционных вяжущих и дисперсного армирования, что позволило увеличить предел прочности композита при изгибе на 60 - 70%.

2. Разработан алгоритм расчета многофункциональной системы «клинкер-наполнитель-заполнитель-органическая добавка-вода», позволяющий варьировать параметрами при оптимизации состава мелкозернистого бетона с целью повышения прочностных, деформативных и эксплуатационных характеристик композита. Его реализация в экспериментальных условиях позволила увеличить перечисленные выше характеристики на 20 - 30%.

3. Выявлен микроармирующий эффект наполнителя композиционного вяжущего за счет кремнеземсодержащих компонентов матрицы; это объясняется удлинением габитуса частиц, микрошероховатостью поверхности и высокой адгезией частиц наполнителя к цементному камню, что и предопределяет наилучшее сцепление цементного камня с фиброй. Внешним проявлением этого сцепления является выпрямление волновой фибры в зоне растяжения.

4. Установлен механизм влияния внешнего армирования бетонных изгибаемых изделий на композиционных вяжущих и техногенных песках на прочностные характеристики. Представляется, что предложенная система описывает законы, присущие слоистым конструкциям, когда композит на основе углеволокна в растянутой зоне образца практически полностью воспринимает растягивающее усилие за счет концентрации волокон в этой зоне. Экспериментально доказано, что усиление изгибаемых элементов за счет композита позволяет повысить предел прочности на растяжение при изгибе в 2-3 раза.

Практическое значение работы. Выявлены области рационального применения стальных фибр различного типа, предлагаемых российским рынком, для изгибаемых конструкций на основе мелкозернистого бетона с использованием техногенного песка КМА.

Разработаны дисперсно-армированные мелкозернистые бетоны с использованием композиционных вяжущих и техногенного песка КМА, а также высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона для строительства сборно-монолитных зданий и сооружений, с пределом прочности при сжатии до 84,8 МПа, прочностью на изгиб до 19,8 МПа.

Выявлен оптимальный процент дисперсного армирования мелкозернистого бетона - 3% по массе, при котором происходит наибольший прирост прочностных характеристик: от 15 до 60%.

Разработан алгоритм расчета составов мелкозернистого сталефибробе-тона на техногенных песках, позволяющий получать более плотную упаковку зерен заполнителя.

Установлена возможность усиления изгибаемых элементов углеволок-ном. При усилении бетонных образцов в один слой прочность на растяжение при изгибе возрастает в 2 раза.

Предложена область использования полос композита, армированного углеволокном, для усиления изгибаемых элементов из сталефибробетона на основе техногенного песка КМА.

Внедрение результатов исследований. Для широкомасштабного внедрения результатов работы для промышленного и гражданского строительства разработаны нормативные документы:

- стандарт организации СТО 2066339-002-2012 «Сталефибробетоны на техногенных песках КМА»;

- технологический регламент на изготовление сталефибробетонных перемычек методом виброформования бетонной смеси;

- технические условия на «Бетоны высококачественные мелкозернистые» ТУ 5870-002-02066339-2009;

- технические условия на «Сталефибробетоны мелкозернистые на основе отсева дробления кварцитопесчаника». ТУ 5745-003-02066339 - 2011.

Апробация полученных результатов осуществлена на предприятии ООО «Элит-А». При этом получен значительный экологический, социальный и экономический эффект.

Теоретические положения работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и практического внедрения в промышленных условиях реализованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальностям 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы», 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270105 «Городское строительство и хозяйство».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены: на Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов» (Белгород, 5-8 октября 2010 г.); Научно-практической конференции «Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее» (Белгород, 22 декабря 2010 г.); 68-й Всероссийской научно-технической конференции «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» (Самара, 11-15 апреля 2011 г.); Шестой Всеукраинская научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного железобетона» (Одесса, 24-27 мая 2011 г.); Научно-практической конференции «Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее» (Белгород, 22 декабря 2011 г.).

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 13 статьях, в том числе четыре статьи из списка ВАК РФ и в одной монографии.

Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611628 ФГУ ФИПС-2011. Зарегистрированы ноу-хау №20110020 и № 20110021. Подана заявка на патент per. №2011111493, приоритет от 25.03.2011 г.

На защиту выносятся:

- принципы проектирования мелкозернистых сталефибробетонов для производства изделий и конструкций, работающих преимущественно на изгиб, для промышленного и гражданского строительства;

- методика расчета высокоплотной упаковки зерен дисперсно-армированного мелкозернистого бетона и компьютерная программа расчета;

- вопросы оптимального дисперсного армирования стальной фиброй мелкозернистого бетона;

- принципы оптимального использования полос из композита, армированного углеволокном, для усиления балок в растянутой зоне.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений, акта и справки внедрения. Диссертация содержит 188 страниц основного текста, в том числе 30 таблиц, 39 рисунков и фотографий, 150 наименований литературы и два приложения.

Основные выводы

1. Предложены принципы повышения эффективности мелкозернистых бетонов используемых для производства изгибаемых железобетонных конструкций, заключающиеся в оптимизации структуры на микро- и макроуровнях за счет создания высокоплотной упаковки зерен заполнителя из кварцсодер-жащих пород зеленосланцевой степени метаморфизма с угловатой морфологией зерен и шероховатой поверхностью, применения композиционных вяжущих и дисперсного армирования, что позволило увеличить предел прочности композита при изгибе на 60 - 70%.

2. Разработан алгоритм расчета многофункциональной системы «клинкер-наполнитель-заполнитель-органическая добавка-вода», позволяющий варьировать параметрами при оптимизации состава мелкозернистого бетона с целью повышения прочностных, деформативных и эксплуатационных характеристик композита. Его реализация в экспериментальных условиях позволила увеличить перечисленные выше характеристики на 20 - 30%.

3. Выявлен микроармирующий эффект наполнителя композиционного вяжущего за счет кремнеземсодержащих компонентов матрицы; это объясняется удлинением габитуса частиц, микрошероховатостью поверхности и высокой адгезией частиц наполнителя к цементному камню, что и предопределяет наилучшее сцепление цементного камня с фиброй. Внешним проявлением этого сцепления является выпрямление волновой фибры в зоне растяжения.

4. Установлен механизм влияния внешнего армирования бетонных изгибаемых изделий на композиционных вяжущих и техногенных песках на прочностные характеристики. Представляется, что предложенная система описывает законы, присущие слоистым конструкциям, когда композит на основе углеволокна в растянутой зоне образца практически полностью воспринимает растягивающее усилие за счет концентрации волокон в этой зоне. Экспериментально доказано, что усиление изгибаемых элементов за счет композита позволяет повысить предел прочности на растяжение при изгибе в

2-3 раза.

5. Обозначены области рационального применения стальных фибр различного типа, предлагаемых российским рынком, для изгибаемых конструкций на основе мелкозернистого бетона с использованием техногенного песка КМА.

6. Разработаны дисперсно-армированные мелкозернистые бетоны с использованием композиционных вяжущих и техногенного песка КМА, а также высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона для строительства сборно-монолитных зданий и сооружений, с пределом прочности при сжатии до 84,8 МПа, прочностью на изгиб до 19,8 МПа.

7. Выявлен оптимальный процент дисперсного армирования мелкозернистого бетона - 3% по массе, при котором происходит наибольший прирост прочностных характеристик: от 15 до 60%.

8. Предложена область использования полос композита, армированного углеволокном, для усиления изгибаемых элементов из сталефибробетона на основе техногенного песка КМА.

9. Обеспечено внедрение результатов научного исследования разработанными нормативными документами: техническими условиями ТУ 5870002-02066339-2009 «Бетоны высококачественные мелкозернистые» и ТУ 5745-003-02066339-2011 «Сталефибробетоны мелкозернистые на основе отсева дробления кварцитопесчаника»; стандартом организации СТО 2066339002-2012 «Сталефибробетоны на техногенных песках КМА» и технологическим регламентом на изготовление сталефибробетонных перемычек методом виброформования бетонной смеси.

10. Произведено внедрение разработанных изгибаемых изделий на основе дисперсно-армированного мелкозернистого бетона в проект строительства торгово-оздоровительного комплекса в Белгороде по ул. К. Заслонова, 173 (ООО «Элит-А»).

11. Доказано, что применение композиционных вяжущих и высокоплотной упаковки зерен заполнителя бетонной матрицы позволит получить значительный социальный, экологический и экономический эффект. При этом экономический эффект от создания и использования новых строительных материалов будет заключаться в использовании техногенного песка, снижении расходов вяжущего за счет оптимальных условий формирования структуры сталефибробетона. Стоимость разработанных составов по сравнению с традиционными уменьшиться на 31%.

1. Рабинович, Ф.Н. Дисперсно армированные бетоны / Ф.Н. Рабинович. -М.: Стройиздат, 1989. 174 с.

2. Рабинович, Ф.Н. Применение сталефибробетона в транспортном строительстве / Ф.Н. Рабинович // Промышленное и гражданское строительство. 1998. - № 10.-С. 56.

3. Розенталь, Н.К. Коррозионная стойкость полимерных композитов в щелочной среде бетона / Н.К. Розенталь, Г.В. Чехний, А.Р. Бельник. Бетон и железобетон. - 2002. - № 3. - С. 20 - 23.

4. Дагаев, Б. Фибробетон в дорожном строительстве / Б. Дагаев // Сельское строительство. 1999. - № 11. - С. 36.

5. Слагаев, В.И. Тонкостенные архитектурные формы повышенной прочности из стеклофибробетона / В.И. Слагаев // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2003. - № 6. - С. 26.

6. Jan R Krause Fibre Cement: Technology and Design / R Krause Jan. — A Birkhauser book, 2006. 160 p.

7. Bunsell, A.R. Fundamentals of Fibre Reinforced Composite Materials (series In Material Science And Engineering) / A.R. Bunsell, J. Renard // Institute Of Physics Publishing (gb). June 2005. - 398 p.

8. Naaman, A.E. High Performance Fiber Reinforced Cement Composites 2: Proceedings Of The International Workshop / A.E. Naaman, H.W. Reinhardt // Taylor & Francis Group. June 1996. - 528 p.

9. Maidl Bernhard Steel Fibre Reinforced Concrete / Bernhard Maidl // Wiley-VCH, July 1995. 292 p.

10. Харчевников, В.И. Основы структурообразования стекловолокни-стых полимербетонов / В.И. Харчевников // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1987. - № 11. - С. 62 - 66.

11. Минъко, Н.И. Стекловолокно для армирования цементных изделий / Н.И. Минько, И.И. Морозова, Т.Л. Павленко / Стекло и керамика. 1998. - № 7.-С. 3-7.

12. Юрьев, А.Г. Стеклофибробетон в строительном и дорожном комплексе / А.Г. Юрьев, М.О. Яковлева // Молодые ученые производству: матер. регион, науч.-практ. конф. В 2 т. Т. 1. - Ст. Оскол: Изд-во СТИ МИСиС, 2006.-С. 274-278.

13. Юмашева, Е.И. Стеклопластик новый перспективный материал для производства окон и дверей / Е.И. Юмашева // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 1998. - № 4. - С. 17-18.

14. Рыбъев, И А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Изд-во "Высшая школа", 1978. - 309 с.

15. Пухаренко, Ю.В. Принцип формирования структуры и прогнозирование прочности фибробетонов / В.В. Пухаренко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - № 10. - С. 47 - 50.

16. Пухаренко, Ю.В. Прочность и долговечность ячеистого фибробето-на / Ю.В. Пухаренко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - № 12. - С. 40 - 41.

17. Баженов, ЮМ. Технология бетона / Ю.М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2003.-500с.

18. Курбатов, Л.Г. Опыт применения ста-лефибробетона в инженерных сооружениях / Л.Г. Курбатов, М.Я. Хазанов, А.Н. Шустов // Л.: ЛДНТП, 1982. -28 с.

19. Машян, Р.Л. Керамзитофибробетон эффективный материал для несущих ограждающих панелей / Р.Л. Маилян // Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждающих конструкций / Ростов н/Д., 1994. -С. 169-171.

20. Талантова, КВ. Основы создания сталефибробетонных конструкций с заданными свойствами / К.В. Талантова // Бетон и железобетон. 2003. - № 5.-С.4-8.

21. Талантова, КВ. Создание элементов конструкций с заданными свойст-вами на основе сталефибробетона / К.В. Талантова // Известия вузов. Строи-тельство. Новосибирск, 2008. - № 10. - С. 4 - 9.

22. Курбатов, Л.Г. Об эффективности бетонов, армированных стальными фибрами / Л.Г. Курбатов, Ф.Н. Рабинович // Бетон и железобетон, 1980. №3. -С.6-8.

23. Волков, М.А. Фибробетонная смесь для изготовления строительных изделий и конструкций / М.А. Волков, Ю.В. Пухаренко, А.Ю. Ковалева // Патент РФ, Бюл. № 25, 2002. 10 с.

24. Волков, КВ. Фибробетон. Особенности и перспективы применения в строительных конструкциях / И.В. Волков, Э.М. Газин // Стройпрофиль, 2003, № 2. - С. 67-69.

25. Jeffrey М. Lemm НВ Fiber-Reinforced Concrete: Principles, Properties, Developments and Applications (Building Materials Science) / M. Lemm Jeffrey HB // William Andrew; illustrated edition Feb 1990. 194 p.

26. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технологи, конструкции / Ф.Н. Рабинович. М.: АСВ 2004. - 560 с.

27. Тонкостенные сталефибробетонные конструкции в гражданском строительстве. ЦНТИ по гражданскому строительствуи архитектуре. Конструкции жилых и общественных зданий. Технология индустриального домостроения: обзорная информация. М., 1987. - Выпуск 10.

28. Сталефибробетонные конструкции зданий и сооружений. Строительные конструкции. / ВНИИНТПИ. М., 1990 г. Выпуск 7.

29. Рабинович, Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами / Ф.Н. Рабинович. -М.: 1976. 73с.

30. Рабинович, Ф.Н Дисперсно-армированные бетоны / Ф.Н. Рабинович. -М.: Стройиздат., 1989. 176с.31. «ГОСТпол» Электронный ресурс. Режим доступа: http://gostpol.ru/fibrastalinayaankernaya.htm.

31. Цывъян, Б.М. Сталефибробетонные обделки / Б.М. Цывьян // Мет-рострой. 1986. -№ 4, 6.

32. Krause Jan R. Fibre Cement: Technology And Design, Birkhauser / Krause Jan R. Mar. 2007. - 159 p.

33. Талантова, КВ. Обеспечение свойств элементов конструкций на ос-но-ве сталефибробетона с учетом влияния характеристик стальных фибр / К.В. Талантова, Э.И. Вингисаар // Известия вузов. Строительство. — Ново- сибирск, 2008 № 11 - 12. - С. 123 - 129.

34. Лезов, В.Ю. Технология и свойства мелкозернистых бетонов, армированных синтетическими волокнами: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В.Ю. Лезов; ЛИСИ. Л., 1991. - 20с.

35. Моргун, JI.B. О некоторых свойствах фибропенобетона неавтоклавного твердения и изделий из него / Л.В. Моргун / Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2005. - № 2. - С. 24-25.

36. Лемьгш, Л.Л. Расчет сталефибробетонных конструкций по раскрытию трещин и деформациям / Л.Л. Лемыш, Ф.Н. Рабинович, Г.И. Максакова // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1988. — № 8. С. 10 - 16.

37. Курбатов, Л.Г. Трещиностойкость и раскрытие трещин в изгибаемых сталефибробетонных элементах / Л.Г. Курбатов, В.Н. Попов // Пространственные конструкции в гражданском строительстве, ЛенЗНИИЭП, Л., 1982. С. 33 -42.

38. Курбатов, Л.Г. Предельное насыщение мелкозернистого бетона стальными фибрами в зависимости от их параметров / Л.Г. Курбатов, A.A. Купцов // Сб. тр. ЛИСИ, 1976, №4. С. 46 - 53.

39. Ковалева, А.Ю. Формирование макроструктуры сталефибробетонов (на примере токарной фибры): Автореф. дис . канд. техн. наук / А.Ю. Ковалева; СПбГАСУ. СПб, 2001. - 22 с.

40. Лобанов, И.А. Основы технологии дисперсно-армированных бетонов (фибробетонов): Автореф. дис. д-ра техн. наук / И.А. Лобанов; ЛИСИ. Л., 1982.-34 с.

41. Гулимова, Е.В. Исследование коррозионной стойкости арматуры в стале-фибробетоне: Автореф. дис. канд. техн. наук / Е.В. Гулимова; ЛИСИ. Л., 1980. -23с.

42. ООО «Рококо» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.steklobeton.net/techno2.html

43. Сайт Новицкого Александра Электронный ресурс. Режим доступа: http://novitsky 1 .narod.ru/babv.html.htm

44. Новицкий, А.Г. Аспекты применения базальтовой фибры для армирования бетонов / А.Г. Новицкий, М.В. Ефремов // Строительные материалы, изделия и санитарная техника: сборник. 2010. - № 36. - С. 48 - 52.

45. Полипласт СП-1 Электронный ресурс. Режим доступа: http://polyplast.by/article.php?id=7

46. ХК «Композит» Электронный ресурс. Режим доступа: http://vmw.compozit.su/branches/building/

47. Технология бетона Электронный ресурс. Режим доступа: http://bibliotekar.ru/spravochnik-176-tehnologia-betona/69.htm

48. Сычев, М.М. Активация твердения цементного теста путем поляризации / М.М. Сычев, В.А. Матвиенко // Цемент. 1987. - № 8. - С. 78.

49. Круглицкий, H.H. Физико-хими-ческая механика дисперсных систем в сильных импульсных полях. / H.H. Круглицкий, Г.Г. Горовенко, П.П. Ма-нюшевский. Киев, 1983. - 191 с.

50. Файнер, М.Ш. Разрядно-импульсная активация вяжущих в химически активной среде / М.Ш. Файнер // Электронная обработка материалов. -1987.-№1.-С. 80-82.

51. Цыганков, И.И. Технология и экономика литьевого формования железобетонных изделий. / И.И. Цыганков, М.Ш. Файнер // Технология формования железобетона. М., 1982. - С. 113 - 115.

52. Ядыкина, В.В. Влияние физико-химической обработки на реакционную способноть кварцевого заполнителя при формировании цементно-песчаных бетонов: Автореф. дисс. канд. техн. наук / В.В. Ядыкина. Харьков, 1987. - С. 29.

53. Баженов, Ю.М. Способы определения состава бетона различных видов. / Ю.М. Баженов М.: Стройиздат, 1975. - 275 с.

54. ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1991. 15 с.

55. Буянов, Ю.Д. Минерально-сырьевая база промышленности строительных материалов. Состояние, проблемы, возможности / Ю.Д. Буянов // Горный журнал. -1994. № 1. - С. 3 - 5.

56. Дымскж, В.М. Природные пористые заполнители Дальнего Востока и перспектива их использования в строительстве / В.М. Дымский, JI.A. Кузнецова, H.A. Ралалеева // Строительные материалы. 1982. - № 11. - С. 20.

57. Ацагорцян, З.А. Исследование свойств и применения вулканических туфов в строительстве: Автореф. дис. д-ра. техн. наук / З.А. Ацагорцян. -Тбилиси, 1966. 66 с.

58. Нисневич, M.JI. Требования стандартов к качеству нерудных материалов / M.JI. Нисневич, Н.С. Левкова, Г.Б. Торлопова и др. // Строительные материалы. 1979. - № 2. - С. 14.

59. Нисневич, M.JI. Об оценке влияния трещиноватости породы и щебня на их строительные свойства / М.Л. Нисневич, Л.П. Легкая, Е.П. Кевеш // Строительные материалы. 1979. - № 2.- С. 95 - 104.

60. Ахвердов, H.H. Основы физики бетона / И.Н. Ахвердов.- М.: Строй-издат, 1981.-464 с.

61. Использование промышленных отходов. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Итоги науки и техники.- М.: ВНИИНТИ, 1983.-т.13.- 199 с.

62. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 11с.

63. Калашников, В.И. Проблемы использования отсевов камнедробле-ния в промышленности нерудных строительных материалов Калашников,

64. B.И., Ананьев // Сб. статей Международной науч.-практ. конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза, 2008. —1. C. 97-105.

65. Лазуткин, A.B. Использование отсевов дробления важный фактор экономического роста предприятий нерудной промышленности / A.B. Лазуткин, В.И. Эйрих, В.П. Жуков // Строительные материалы. - 2003. - №11. - С. 6-7.

66. Грушко, И.М. К вопросу оценки качества песка для дорожного цементного бетона. Грушко, И.М. Труды ХАДИ, Харьков: ХГУ, 1961.- вып.26. -С. 137-146.

67. Буянов, Ю.Д. Экономическая безопасность России при разработке сырья для промышленности строительных материалов / Ю.Д. Буянов // Строительные материалы. 2001. - №4. - С. 21.

68. Мышковская, С.А. Использование отходов дробления горных пород в строительстве дорог / С.А. Мышковская. Автомобильные дороги. - 1969-№8.-С. 25-27.

69. Нисневич, М.Л. Использование отсевов дробления изверженных горных пород при производстве щебня / М.Л. Нисневич, Л.П. Легкая, Г.Е. Торлонова, Е.П. Кевеш, Г.С. Зольникова // Строительные материалы, 1982. -№6.-С. 6-1.

70. Fernandez, G.R. La influença de alqunas caractericticas de las aridas finos (arenas) en la propiedades des hormogon de cemento portland / G.R. Fernandes.: Cemento e Hormigon, 1976, vol.47, № 506. P. 415 - 428.

71. Takemura, K. Some Properties of Concrete Using Crushed Stone Pust as Fine Aggregate / K. Takemura.: The Cement Association of Japan. 13-th General Meeting Technical Session. Tokyo, 1976,- YI Review. P.95 - 97.

72. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.-М.: Изд-во стандартов, 1988. 7 с.

73. Баженов, Ю.М. Многокомпонентные бетоны с техногенными отходами / Ю.М. Баженов // Современные проблемы строительного материаловедения: материалы Междунар. конф. Самара, 1995. - Ч. 4. - С. 3-4.

74. Мусин, В.Г. Использование отходов рудообогащения в качестве мелкого заполнителя для тяжелых бетонов / В.Г. Мусин // Строительные материалы. 1993. - № 10. - С. 10 - 12.

75. Строкова, В.В. Управление процессами синтеза строительных материалов с учетом типоморфизма сырья / Строкова В.В. // Строительные материалы. Приложение «Наука», № 4. М., 2004. - № 9. - С. 2 - 5.

76. Баженов, Ю.М. Прогнозирование свойств бетонных смесей и бетонов с техногенными отходами / Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин // Изв. вузов. Строительство. 1997. - № 4. - С. 68 - 72.

77. Яршин, В.А. Безотходное производство заполнителей тяжелого бетона / В.А. Ярилин, А.В. Кобзев // Вторичные ресурсы резерв экономики иулучшения окружающей среды: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. совещ. Сумы, 1987. - С. 147.

78. Марченко, К.Н. Песчаный бетон из отходов Днепровского ГОКа / К.Н. Марченко, Р.Н. Ревенко, P.M. Ахмеднабиев и др. // Комплексное использование нерудных пород КМА в строительстве: сб. тр. М., 1979. - С. 93 - 99.

79. Ерохина, Л.А. Об использовании отсевов дробления горной породы в бетонах / Ерохина, JI.A., Цибенко М.Н. В кн.: Трубопроводы сжиженного природного газа, материалы и конструкции для их устройства: сб. трудов ВНИИСТ, М., ВНИИСТД985. - С.90 - 95.

80. Utilisation des sables coucasses dans les beton Rapport general des acfivite, 1984,-p.31 -32.

81. Шухов, В.И. Дорожные цементобетоны с заполнителями из железистых отходов горнорудной промышленности КМА: Автореф. дис. . канд. техн. наук / В.И. Шухов. Харьков, 1990. - 27 с.

82. Мышковская, С. А. Искусственные пески в строительстве бетонных покрытий / Мышковская С.А. // Повышение качества каменных материалов, применяемых в транспортном строительстве, Труды СоюздорНИИ, вып.21, М., СоюздорНИИ, 1964, С. 65 - 79.

83. ВСН 143-68 Технические указания по применению и обогащению отходов дробления изверженных горных пород в транспортном строительстве / Минтрансстрой М.:, Оргтрансстрой, 1968, 34 с.

84. Brandt, A.M. Optimization Methods for Material Design of Cement-based Composites (Modern Concrete Technology) / A.M. Brandt // Spon Press. -June 1998.-328 p.

85. Brandt, A.M. Cement-Based Composites: Materials, Mechanical Properties and Performance / A.M. Brandt // Spon Press; 2 edition. March 2009. - 544 P

86. Maso, J.C. Interfaces in Cementitious Composites (The International Union of Testing and Research La) / J.C. Maso // Spon Press; 1st edition. June 1993.-336 p.

87. Баженов, Ю.М. Модифицированные высококачественные бетоны / Ю.М. Баженов, B.C. Демьянова, В.И. Калашников. М.: Изд-во АСВ, 2006. -368 с.

88. Christian, U. Grosse Advances in Construction Materials 2007 / U. Grosse Christian II Springer; Softcover reprint of hardcover 1 st ed. 2007 edition, November 19, 2010. 798 p.

89. Рекомендации по физико-химическому контролю состава и качества суперпластификатора С-3. -М.: НИИЖБ, 1984.

90. Баженов, Ю. М. Многокомпонентные бетоны с техногенными отходами / Ю. М. Баженов // Современные проблемы строительного материаловедения материалы Междунар. конф. Самара, 1995. — Ч. 4. - С. 3 - 4.

91. Иващенко, С.И. Исследование влияния минеральных и органических добавок на свойства цементов и бетонов / С. И. Иващенко // Известия вузов Строительство. — 1993. № 9. - С. 16-19.

92. Младова, М. В. Экономия цемента при использовании суперпла-стификатоа С-3 / М. В. Младова, М. С. Бибик // Бетон и железобетон. 1989. -№4.-С. 11 - 12.

93. Глуховский, В.Д. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе / Под ред. В. Д. Глуховского. Ташкент: Узбекистан, 1980.-484 с.

94. Каприелов, С. С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов / С.С. Каприелов // Бетон и железобетон. 1995. №4. - С. 16-20.

95. Бабаевский, П.Г. Наполнители для полимерных композиционных материалов / П. Г. Бабаевский. М.: Химия, 1981. - 736 с.

96. Пащенко, A.A. Вяжущие материалы / A.A. Пащенко, В.П. Сербии, Е. А. Старчевская. К.: Вища школа. Головное изд-во, 1985. - 440 с.

97. Волженский, A.B. Минеральные вяжущие вещества: учебник для вузов / А.В Волженский, Ю С. Буров, B.C. Колокольников. 3-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Стройиздат, 1979. - 76с.

98. Ушеров-Маршак, A.B. Химические и минеральные добавки в бетон / А.Е. Ушеров-Маршак. Харьков: Колорит, 2005. - 280с.

99. ГОСТ 30459 2003 Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности. - М., 2004. - С. 2-8.

100. Полипласт СП-1 Электронный ресурс. Режим доступа -http://www.polyplast-un.ru/products/29/148/.

101. Волков, В.А. Коллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы / В.А.Волков. М.: 2001. - 640 с.

102. Ломаченко В.А. Суперпластификатор для бетонов СБ-3.// Физико-химия строительных материалов. М.: МИСИ, БТИСМ, 1983. - С.6-12.

103. Клюев, A.B. Расчет высокоплотной упаковки зерен мелкозернистого бетона / A.B. Клюев, А.Н. Хархардин и др. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611628 ФГУ ФИПС 2011.

104. Клюев, A.B. Отходы горнодобывающих предприятий как сырье для производства мелкозернистого бетона армированного фибрами / A.B. Клюев, Р.В. Лесовик и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2010. - № 4. - С. 81 -84.

105. Клюев, A.B. Сталефибробетон для сборно-монолитного строительства / A.B. Клюев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. - № 2. - С. 60 -63.

106. Клюев, A.B. Сталефибробетон на композиционных вяжущих и техногенных песках КМА для изгибаемых конструкций / A.B. Клюев, Р.В. Лесовик // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2012. - № 2. - С. 14 - 16.

107. Клюев, A.B. Экспериментальные исследования сталефибробетон-ных конструкций / A.B. Клюев // Белгородская область: прошлое, настоящее и будущее: материалы научн.-практ. конф. Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. -Ч.З.-С. 21 -26.

108. Клюев, A.B. Мелкозернистый сталефибробетон на основе отсева дробления кварцитопесчанника / A.B. Клюев // Сборник научных трудов "Строительные конструкции": Киев, ГП "НИИСК". Вып. 74. - Книга 2. - С. 272-276.

109. Клюев, A.B. Теоретические принципы армирования мелкозернистого бетона фибрами / A.B. Клюев // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: 68-я Всероссийская науч.-техн. конф., Самара 11-15 апреля 2011 года, Самара, 2011. - С. 497 - 499.

110. ООО «Росфибра» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.rosfibra.ru.

111. Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. ACI 440.2R-02. American Concrete Institute.

112. Nabil F., Grace S.B. Singh. Durability Evaluation of Carbon Fiber-Reinforced Polymer Strengthened Concrete Beams: Experimental Study and Design // ACI Structural Journal, January-February. 2005. - P. 40 - 43.

113. Бондаренко, C.B. Усиление железобетонных конструкций при реконструкции зданий / С.В. Бондаренко, Р.С. Санжаровский. М.: Стройиздат, 1990. - 352 с.

114. Штамм, К., Витте, Г. Многослойные конструкции / К. Штамм, Г. Витте. -М.: Стройиздат, 1983. 300 с.

115. Сабиров, P.X. Технология ремонта и усиления сгустителей калийной промышленности / Р.Х. Сабиров, B.JI. Чернявский, Л.И. Юдина // Химическая промышленность. 2002. - № 2. - С. 1-5.

116. Клевцов, В.А. Расчет прочности нормальных сечений изгибаемых элементов, усиленных внешней арматурой из полимерных композиционныхматериалов / В.А. Клевцов, Н.В. Фаткуллин // Сб. докл. Науч.-технич. конф. молодых ученых и аспирантов ЦНИИС. М., 2006.

117. Чернявский, В.Л. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами / В.Л. Чернявский, Е.З. Аксельрод // Жилищное строительство.-2003.-№3. С. 15-16.

118. Чернявский, В.Л. Применение углепластиков для усиления железобетонных конструкций промышленных зданий / В.Л. Чернявский, Е.З. Аксельрод // Промышленное и гражданское строительство. 2004. - № 3. - С. 37-38.

119. Хаютин, Ю.Г. Применение углепластиков для усиления строительных конструкций / Ю.Г. Хаютин, В.Л. Чернявский, Е.З. Аксельрод // Бетон и железобетон. 2002. -№ 6. - С. 17-20; 2003. -№ 1. - С. 25 - 29.

120. СНиП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. М., 2004.

121. Клюев, A.B. Усиление изгибаемых конструкций композитами на основе углеволокна / A.B. Клюев // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2011. -№3.-С. 38-41.