автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Фибробетон для ремонта поверхности гидротехнических сооружений Вьетнама

На правах рукописи

(31Ы

ДОНГ КИМ ХАНЬ

ФИБРОБЕТОН ДЛЯ РЕМОНТА ПОВЕРХНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ВЬЕТНАМА

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2009

003464426

Работа выполнена на кафедре «Технология строительных изделий и конструкций» ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Пухаренко Юрий Владимирович

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Юдина Антонина Федоровна;

кандидат технических наук, доцент Большаков Эдуард Логинович

Ведущая организация -

ГОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Защита состоится 31 марта 2009 г. в 14:00 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.223.01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, зал заседаний.

Телефакс: (812) 316 58 72

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет».

Автореферат диссертации размещён на официальном сайте ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (www.spbgasu.ru).

Автореферат разослан февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Ю.Н. Казаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Как и во всем мире, строительство во Вьетнаме является одной из ведущих отраслей народного хозяйства. Это становится особенно заметно в период рыночных преобразований экономики по мере увеличения объемов и сокращения сроков возведения строительных объектов, в том числе гидротехнического назначения. Последние в совокупности с ранее построенными составляют систему гидротехнических сооружений страны. При этом, многие действующие объекты, отслужившие несколько десятков лет, требуют серьезного ремонта с целью восстановления поверхности и функциональных характеристик, которые они утратили из-за повреждений, являющихся результатом агрессивного воздействия различных факторов. В настоящее время для решения этой проблемы в качестве ремонтных материалов применяются бетон и железобетон. Однако все чаще оказывается, что в своем традиционном исполнении они не вполне удовлетворяют современным тенденциям развития конструктивных форм и технологических решений возведения строительных объектов. Поэтому внимание специалистов обращается на возможность использования современных строительных композитов, в частности дисперсно-армированных бетонов (фибробетонов), в которых воедино собраны лучшие качества отдельных составляющих. При этом, именно гидротехническое строительство является той областью, в которой достоинства фибробе-тона (высокие прочность и трещиностойкость, износостойкость, непроницаемость и др.) могут быть реализованы с наибольшей эффективностью. Однако, успешное решение вопросов массового применения фибробетонов требует дальнейшего углубления знаний о процессах формирования структуры и свойств бетонных композитов, о взаимосвязи эксплуатационной надежности с состоянием исходных материалов, составами и технологическими процессами при строительстве и ремонте гидротехнических объектов различного назначения. Этим определяется актуальность, цель и задачи диссертационных исследований.

Целью диссертационной работы являлось теоретическое обоснование и разработка вариантов дисперсного армирования фибробетонов, обеспечивающих направленное регулирование их структуры и свойств в процессе восстановления поверхности и повышения эксплуатационной надежности гидротехнических сооружений в условиях Вьетнама.

Для достижения данной цели решены следующие задачи:

1. Определены требования к изготовлению и эксплуатации бетонных конструкций с учетом климатических условий Вьетнама, вид и характер повреждений гидротехнических сооружений и причины их возникновения.

2. Рассмотрены существующие методы ремонта поверхностей конструкций, проанализированы их достоинства и недостатки.

3. Показаны преимущества применения фибробетона в качестве ремонтного материала для гидротехнических сооружений.

4. Проведены экспериментально-теоретические исследования по разработке вариантов и оптимизации параметров дисперсного армирования бетонов гидротехнического назначения.

5. Исследованы технологические особенности новых разновидностей фибро-бетонов и сформулированы практические рекомендации по их использованию для восстановления поверхностей гидротехнических сооружений в условиях Вьетнама.

Теоретическая и методологическая база исследования

Теоретическую и информационную базу исследования составляют труды ведущих ученых и специалистов Вьетнама, России и других стран в области фиб-робетонов и гидротехнического строительства. Планирование и получение результатов базируется на действующих законодательных и нормативных актах, международных и национальных стандартах.

Научная новизна исследований

1. Теоретически обоснована и экспериментально показана возможность регулирования структуры и свойств фибробетона путем введения в состав смесей армирующих волокон различной природы или их комбинаций в оптимальных количествах. При этом, комбинация армирования может предполагать использование волокон, резко различающихся по вещественному составу, размерам, прочностным и деформативным характеристикам.

2. Сформулированы принципы и разработаны и исследованы варианты фибрового армирования обычных и мелкозернистых бетонов, обеспечивающие возможность регулирования структуры и повышение эксплуатационной надежности материалов, предназначенных для ремонта поверхности гидротехнических сооружений Вьетнама. (

3. Исследовано взаимовлияние бетонной матрицы и параметров дисперсного армирования, которое проявляется в формировании контактных зон цементного камня вблизи поверхности волокон и, в зависимости от их количества, происхождения, геометрических и упруго-вязких свойств, позволяет направленно регулировать структуру пористости и основные функциональные свойства фибробетона. При этом существенное влияние на процесс струюурообразования оказывают температура и влажность окружающей среды, особенно в первые сроки твердения.

4. Определены особенности технологических характеристик исследуемых материалов и параметры технологических процессов, оказывающих наиболее существенное влияние на формирование структуры и свойства фибробетонов в условиях влажного жаркого климата.

Практическая значимость диссертации

В результате проведенных исследований:

1. Разработаны оптимальные составы фибробетонных смесей, предназначенные для устранения поверхностных повреждений гидротехнических объектов Вьетнама, отличающиеся повышенной, по сравнению с известными аналогами, технико-экономической эффективностью.

2. Сформулированы практические рекомендации по получению фиброар-мированных смесей с требуемыми характеристиками, обеспечивающими их необходимую технологичность, в зависимости от принятого способа укладки и уплотнения.

3. Установлены условия оптимального твердения фибробетонных конструкций с учетом влажного жаркого климата.

Достоверность результатов диссертационных исследований обоснована проведением активных экспериментов с применением методов планирования и математической статистики и подтверждается адекватностью расчетных величин и экспериментальных данных при оценке физико-механических характеристик фибробетонов, предложенных технических и технологических приемов и способов.

На защиту выносятся:

- результаты исследований влияния вида, количества, дисперсности армирующих волокон и их комбинаций на структуру и свойства фибробетонов;

- принципы регулирования структуры фибробетона путем направленного выбора армирующих волокон и, при необходимости, составления из них комбинаций, обеспечивающих получение композита с заданными свойствами;

- составы фибробетонных смесей, предназначенные для устранения поверхностных повреждений гидротехнических объектов Вьетнама;

- предложения по регулированию технологических характеристик фибро-армированных смесей и твердению фибробетонных конструкций в условиях влажного жаркого климата.

Апробация полученных результатов

Материалы исследований докладывались и обсуждались на 65-ой и 66-ой научных конференциях СПБГАСУ (2008-2009 гг.).

Результаты, полученные в процессе диссертационных исследований, используются в учебном процессе при подготовке инженеров-строителей-технологов в рамках изучения дисциплины «Современные строительные композиты».

Публикации

По результатам исследований опубликованы 3 работы, Основные положения диссертации отражены в журнале «Вестник гражданских инженеров», входящий в перечень ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов и приложений, содержит 136 страниц машинописного текста, в том числе 25 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 153 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована проблема и обоснована актуальность проводимых исследований, приведена краткая характеристика научной новизны и практической значимости работы.

В первой главе представлен анализ состояния вопроса, сформулированы цель и задачи диссертационных исследований.

Вьетнам расположен в районе внутренних тропиков северного полушария с характерным муссонным типом климата и сильной дифференциацией по сезонам и территории страны, вытянутой с севера на юг. Таким образом, климатические факторы (влажность и температура воздуха, скорость ветра, солнечная радиация, количество осадков и др.) изменяются в весьма широких пределах и зависят от географического положения конкретного района, микрорельефа местности и времени года (рис. 1 и 2).

Морской берег Вьетнама тянется от 8°37' до 21°32' северной широты более чем на 3200 км. После 1960 г., количество гидротехнических сооружений в прибрежной зоне увеличилось многократно. Существенным дополнением к этому являются многочисленные объекты, составившие систему водохранилищ, каналов, трубопроводов по всей территории страны.

По результатам анализа ряда научно-исследованных учреждений Вьетнама, более 50 % узлов и конструкций таких сооружений приобретают серьезные повреждения или полностью разрушаются после 10-30 лет использования. В процессе длительной эксплуатации понижается прочность и долговечность железобетонных конструкций: в бетоне появляются трещины, постепенно истирается защитный слой, стальная арматура обнажается и подвергается коррозии. По данным профессора Фан Ши Ки прочность бетона некоторых сооружений понижается в 2,5 ... 5,0 раз. Помимо субъективных (ошибки при проектировании и изготовлении, слабый контроль за состоянием сооружений в период эксплуатации и др.) причинами повреждений являются объективные природные факторы и связанное с этим агрессивное влияние среды, вызывающее:

- абразивный износ бетона в поверхностных слоях;

- сульфатную и биологическую коррозию, приводящую к разрушению структуры бетона;

- коррозию арматуры в результате разрушения защитного слоя бетона, протекающих карбонизационных процессов и, соответственно, снижения рН.

Действие указанных факторов сопровождается появлением в сооружениях разнообразных разрушений: трещин, раковин, пор и др.

Обычно восстановление разрушенных поверхностей осуществляется путем нанесения нового бетонного слоя. При этом, повышение коррозионной стойкости защитных покрытий достигается их обработкой одним из следующих способов: силикатизацией, флюатированием, карбонизацией и др. Вместе с тем, опыт России и других стран, приобретенный в последние годы, показывает, что радикальное решение указанной выше проблемы возможно в результате применения дисперсно-армированного бетона, в котором армирование волокнами обеспечивает существенное увеличение прочности, износостойкости, а также приводит к изменению структуры исходного бетона, делая ее более непроницаемой и коррозион-

Средняя солнечная радиация в некоторых районах Вьетнама

■ Ханой

- Као Банг

■ Хай Фонг -*- Хо Ши Мин

5 6 7 1 месяцы года

10 11 12

Рис. 1

Среднее количество осадков в некоторых районах по месяцам года

и о

и §

-♦— Као Банг -*— Лао Кай -*- Сон Ла

-*— Хоа Бинь Хай Фонг Ха Ной

—<—Винь -Хо Ши Мин -Бен Тъе

5 6 7 8 месяцы года

Рис.2

но стойкой. Таким образом, имеет место комплексное улучшение именно тех характеристик, которые гарантируют долговечность и эксплуатационную надежность гидротехнических сооружений. При этом, очевидно, что возможности фибробе-тона в данном направлении далеко не исчерпаны, и важнейшие показатели качества композита могут быть значительно повышены путем совершенствования параметров фибрового армирования. Кроме того, в технической литературе практически нет сведений по вопросам технологии и эксплуатации фибробетонных конструкций в условиях жаркого влажного климата. На основании выше изложенного сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе представлены характеристики применяемых материалов, приведено описание инструментальной базы и методов исследования.

При проведении экспериментальных исследований в качестве основных исходных компонентов для получения образцов использовались:

- портландцемент марки ПЦ400Д20 российского производства и цемент марки 400, соответствующий вьетнамскому стандарту ТС\^ 6260-1997. «Портландцемент и пластифицированный цемент. Технические требования»;

- песок кварцевый (М^ = 2,14..2.72) и щебень с =20 мм в соответствии с российскими и вьетнамскими стандартами на данные виды заполнителей;

В качестве армирующих волокон применялись:

- фибры, полученные путем резки й профилирования стальной низкоуглеродистой проволоки общего назначения по ГОСТ 3282;

- фибры фрезерные различных типоразмеров;

- синтетические (полипропиленовые) низкомодульные волокна диаметром 0,02мм и длиной 6... 18 мм.

Характеристики стальных волокон приведены в табл.1.

При изготовлении и испытании образцов в основном использовались стандартные методы исследований, а также специальные методики, разработанные в СПбГАСУ и получившие развитие в данной диссертации.

Третья глава посвящена разработке вариантов дисперсного армирования и конкретных составов обычных и мелкозернистых фибробетонов, наиболее полно отвечающих характеру и условиям работы конструкций гидротехнических сооружений Вьетнама.

Результаты проводимых до сих пор исследований показывают, что дисперсное армирование, в зависимости от вида и типоразмера применяемых волокон, может существенно улучшать определенные свойства бетона, оказывая при этом незначительное влияние на другие. Так, например:

- дисперсное армирование стальной фиброй из проволоки диаметром 0,3...0,5 мм повышает прочность, трещиностойкость, износостойкость. Вместе с тем, объем введения такой фибры часто ограничивается существенным ухудшением условий проведения технологических процессов, обусловленным высокой концентрацией фибр;

Таблица I

Геометрические характеристики фибр

Наименование показателей Вид фибры

Фибра фрезерная Санкт-Петербургского политехнического университета Фибра фрезерная "Аида" Фибра фрезерная "Харекс" Фибра волнистая из проволоки круглого сечения

1 2 3 4 5 6

Масса, гр. 0,077 0,077 0,073 0,075 0,079 0,076 0,075 0,151 0,015

Объем, мм3 9,91 9,91 9,40 9,57 10,09 9,79 9,56 19,36 1,98

Длина, мм 36 36 36 36 36 36 32,5 32 32

Размер поперечного течения или циаметр, мм 2,45x0,11 2,27x0,12 2,09x0,12 2,26x0,12 2,09x0,13 2,25x0,12 1,82x0,16 3,20x0,20 0,29

Площадь поперечного течения, мм2 0,275 ОД 75 0261 0,266 0,273 0,272 0,294 0,650 0,068

Боковая поверхность, мм2 184,3 172,1 159,1 171,4 159,8 170,6 128,7 217,6 29,54

Размер поперечного сечения, приведенный к круглому, мм 0,59 0,59 0,58 0,58 0,59 0,59 0,61 0,91 0,29

Примечание. Форма поперечного сечения фрезерной фибры условно принята прямоугольной.

- использование стальных фибр большего диаметра (0,8... 1,5 мм) значительно облегчает процесс изготовления конструкций и может снизить их стоимость при обеспечении равной прочности с фибробетоном на мелкой фибре. Однако такое армирование практически не оказывает влияния на такие важнейшие свойства композита, как трещиностойкость, морозо — и коррозионную стойкость;

- низкомодульные волокна (нейлон, полипропилен и др.) не оказывают существенного влияния на прочностные и деформативные характеристики исходного бетона. Однако, они в большей степени, чем стальные, обеспечивают улучшение поровой структуры материала и часто, наравне со стальной фиброй, повышают его ударостойкость.

Исходя из этого, целыо данного этапа являлось проведение экспериментальных исследований по выбору наиболее перспективных видов и типоразмеров стальной фибры, а также разработка вариантов дисперсного полиармирования (комбинаций стальных и синтетических фибр), обеспечивающих направленное регулирование структуры и приоритетных свойств фибробетонов.

При сопоставительном испытании стальных фибр изготавливались образцы мелкозернистого сталефибробетона состава цемент : песок =1:2 размером 7x7x28 см. Учитывая различия в геометрических размерах фибр, их содержание в образцах назначалось из условия получения примерно одинаковой степени дисперсности армирования, которая оценивалась расстоянием между фибрами в объеме матрицы:

где п - число фибр в единице поперечного сечения образца.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

В результате анализа приведенных данных могут быть отмечены следующие моменты:

- армирование мелкозернистого бетона фрезерной фиброй позволяет получать результаты, превосходящие по прочности те, что получены с применением фибры из проволоки круглого сечения;

- дальнейшее существенное увеличение прочности бетона на фибре из проволоки маловероятно из-за трудностей, возникающих в процессе приготовления фибробетонных смесей при |10 = 1,89 %;

- фрезерная фибра, предложенная СПбГПУ, превосходит по свойствам другие известные аналоги, так как позволяет получить более высокую прочность при меньшем расходе металла.

В процессе дальнейших экспериментов установлены основные закономерности изменения свойств фибробетонов при совместном армировании бетона стальной фрезерной фиброй и низкомодульными полипропиленовыми волокнами. Были исследованы варианты фибробетона, отличающиеся общим процентом

армирования по объему ц0 = 0,81; 1,62; 2,43 % и относительным коэффициентом содержания полипропиленовых волокон в общем объеме дисперсной арматуры п = 0; 0,17; 0,33; 0,50; 0,67; 0,83; и 1,00.

Таблица 2

Результаты испытаний прочности и плотности сталефибробетона

№ Вид фибры Объемный процент армирования Свойства сталефибробетона

Средняя плотность, кг/м3 Прочность на изгиб, МПа Прочность на сжатие, МПа

1 Бетон без фибры 0 ' 2270 9,71 50,3

2 1 2,92 2521 31,09 71,0

3 2 2,92 2548 37,52 74,7

4 3 2,92 2540 31,88 62,4

5 4 2,92 2464 35,82 64,0

6 5 2,92 2483 23,09 64,3

7 6 2,92 2463 35,16 61,7

S Фибра "Харекс" 3,33 24,62 27,83 62,1

9 Фибра "Харекс" 6,66 . 2738 47,10 73,0

10 Фибра "Аида" 5,17 2617 34,81 65,9

12 Фибра из проволоки 1,35 2359 23,23 58,4

13 Фибра из проволоки 1,89 2410 26,91 66,3

Результаты определения прочности образцов фибробетона приведены в табл. 3.

Таблица 3

Прочность фибробетона при комбинации стальной и полипропиленовой фибры

Но, Прочность на растяжение при изгибе (МПа) при п

% 0 0,17 0,33 0,50 0,67 0,83 1,00

0,81 12,3 12,3 11,2 8,3 6,8 5,8 5,8

1,62 18,9 19,2 17,3 15,2 12,3 8,7 7,2

2,43 22,8 23,0 22,6 18,7 14,8 10,7 8,5

Анализ результатов показывает, что в данном случае может быть получен материал, прочность которого превышает прочность моноармированного сталефибробетона при одинаковой степени насыщения. Кроме того, наличие низкомо-

дульных волокон позволяет, изменяя 0 и и, регулировать упруго-пластические свойства фибробетона и его ударостойкость, оставляя постоянной величину статической прочности (табл. 4).

Таблица 4

Ударостойкость и упруго-пластические характеристики фибробетона при совместном армировании стальной и полипропиленовой фиброй

Показатели № п/п

1 2 3 4

Цо/л 0,81/0 0,81/0,2 1,62/0,6 2,43/0,77

Прочность на растяжение при изгибе Ят, МПа 12,3 12,3 12,3 12,3

Ударостойкость Аул, Дж/см 41,7 52,6 118,0 172,2

Модуль упругости Е х 10"3, МПа 31,2 30,5 28,3 26,1

Предельная относительная деформация Е х 10"3 1,573 1,627 1,467 2,440

Коэффициент Пуассона V 0,115 0,128 0,166 ОД 72

Положительное воздействие армирующих волокон на структуру цементных бетонов демонстрируют результаты исследований, в которых в качестве дисперсной арматуры использовались отрезки стальной проволоки диаметром (¿0 0.5 и 1,6 мм и длиной (/) 50 и 160 мм соответственно, фрезерная фибра с волнистым анкером по длине, а также комбинация фрезерной и полипропиленовой фибры. Характеристика порового пространства фибробетона по методике Бруссера М. И., а также результаты принудительной карбонизации образцов в среде углекислого газа приведены в табл. 5.

С учетом результатов проведенных исследований в диссертации разработаны составы фибробетонов с применением конкретных видов и типоразмеров фибр или их комбинаций, обеспечивающие комплексное улучшение свойств композита и рациональное использование дисперсной арматуры.

В четвертой главе определены особенности технологических характеристик исследуемых материалов и параметры технологических процессов, оказывающих наиболее существенное влияние на формирование структуры и свойств фибробетонов в условиях влажного жаркого климата.

Таблица 5

Показатели пористости и проницаемости фибробетона

Вид бетона Диаметр стальной фибры мм Процгнт армирован ия Но. % Глубина карбонизации образцов (мм) через 28 сут. с начала испытания Характеристики пористости

X а

Мелкозернистый бетон без фибры - - 6,48 0,42 0,6

Мелкозернистый сталефибробетон на фибре из проволоки 0,5 1,1 3,91 0,28 0,7

То же 1,6 3...4 2,21 0,21 0,7

Мел козерн исты й сталефибробетон на фрезерной фибре 0,6 2,92 2,05 0,15 0,8

Мелкозернистый фибробетон, армированный одновременно фрезерной и полипропиленовой фиброй диаметром 0,02 мм при цо / п = 1,62/0,6 0,6 1,62 1,90 0,12 0,8

Бетон с крупным заполнителем - - 7,11 0,36 0,6

Фибробетон с крупным заполнителем на фрезерной фибре 0,6 2,5 3,30 0,25 0,7

Примечания. 1) для фрезерной фибры приведено значение эквивалентного диаметра

2) X и а - оценки среднего диаметра и однородности распределения пор.

Введение армирующих волокон в бетонную смесь существенно изменяет ее технологические свойства. В связи с этим, представляется целесообразным исследование изменения параметров удобоукладываемости смеси при различных вариантах армирования для установления оптимального соотношения между её формовочными свойствами и внешними силовыми воздействиями при уплотнении.

Предложена реологическая модель фибробетонной смеси, установлены зависимости показателей удобоукладываемости от количества фибр в композиции, их геометрических размеров, свойств исходной бетонной смеси.

где 0К6с и 0Кфс - осадка конуса бетонной и фибробетонной смеси соответственно; (J., и (Х2 - коэффициент объемного армирования стальной фрезерной и полипропиленовой фиброй соответственно; Х- коэффициент, зависящий от концентрации фибр (ц) и адгезионных свойств бетонной смеси к волокнам, составляющий для стальных фрезерных фибр Я, = 2,1 , для полипропиленовых волокон Хг = 0,7; lud-длина и диаметр применяемых фибр

Таким образом, зная подвижность исходной бетонной смеси, коэффициен-, /

ты А, параметры армирования ц, —, для каждого вида армирующих волокон, можно определить показатель удобоукладываемости фиброармированной смеси.

На рис. 3 представлена номограмма, позволяющая прогнозировать изменение формовочных свойств смеси в зависимости от количества и вида армирующих волокон.

ОКф.с.,см

18

16 14 12

10 8 6 4 2

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 ОК. ,см

o.e.'

Рис. 3. Номограмма для определения подвижности фиброармированной смеси

Поскольку плотность стали в 2-3 раза превышает аналогичный показатель остальных компонентов смеси, в процессе вибрационного уплотнения происходит некоторое, а в случае использовании фибр больших диаметров и подвижных смесей - значительное осаждение стальных волокон в нижнюю зону формуемой конструкции, что ухудшает однородность дисперсного армирования и снижает его эффективность. Введение в смесь синтетических микроволокон плотностью 0,95...1,14 г/см3 препятствует этому процессу при виброуплотнении и таким обрезом способствует увеличению КМн - коэффициента однородности распределения стальных фибр по объему (рис.4).

Рис. 4. Зависимость однородности распределения стальных фрезерных фибр с эквивалентным диаметром 0,6 мм от относительного коэффициента армирования полимерными волокнами п

Приведенные данные позволяют отметить, что введение в сталефибробе-тон полипропиленовых волокон при |10=0,81% обеспечивает увеличение Ком распределения стальных фибр с 0,704 до 0,839, то есть на 19 %.

Последующие исследования были посвящены отработке режимов твердения фибробетона, в частности влиянию, которое оказывают климатические условия региона на данный процесс. Для решения этой задачи были реализованы полные факторные эксперименты типа 22, в которых варьировались: ц0 - содержание фибр, %; / - продолжительность ухода, сут.

В результате обработки результатов получены следующие адекватные уравнения регрессии в натуральных переменных:

(Лрт'' / л;„ )100% = 88,376 -1,653// +1,955*; / )100% = 92,565-1,438// +1,814/;

где прочность на растяжение при изгибе фибробетона, твердеющего

в условиях жаркого влажного климата при соблюдении надлежащего ухода;

я" - прочность на растяжение при изгибе фибробетона, твердеющего

28 суток в нормальных условиях.

По полученным расчетным и экспериментальным данным можно отметить следующее:

- в условиях климата Вьетнама фибробетон естественного твердения, то есть без должного ухода, может потерять 30-35% прочности на растяжение при изгибе и 20-36 % прочности на сжатие;

- ориентировочная продолжительность тщательного ухода за твердеющим фибробетоном в процессе проведения ремонта гидротехнических сооружений составляет 5 ... 10 суток, в зависимости от параметров дисперсного армирования;

- в течение указанного времени фибробетон набирает прочность, равную 85,5-90 % от прочности фибробетона аналогичного состава, твердеющего 28 суток в нормальных условиях.

При этом установлено, что увеличение концентрации стальных фибр в смеси, а также использование комбинаций стальных и полимерных волокон, приводит к ускорению набора прочности фибробетона, особенно в ранние сроки твердения.

В результате проведенных исследований теоретически обоснованы и экспериментально продемонстрированы преимущества фибробетона при его использовании в качестве конструкционного материала для ремонта и восстановления поврежденных поверхностей гидротехнических сооружений в условиях влажного жаркого климата Вьетнама. При этом:

1. Предложены и исследованы варианты фибрового армирования бетонов, обеспечивающие возможность регулирования структуры и повышение эксплуатационной надежности материалов, предназначенных для ремонта поверхности гидротехнических сооружений.

2. Разработаны составы обычных и мелкозернистых фибробетонных смесей, предназначенных для практического использования при ремонте гидротех-

я;, = 0,441 + 0,935/1 + 0.221Г; (я;,/л;и)100% = 53,556 + 0,248// + 3,704/; Я»* =1.799 + 0,988/1 + 0,141/;

Я^ = 31,086 + 0,783// + 0,349/; №сж = 64,389 + 0,167// + 2,105/;

= 38,175 + 0,45// + 0,825/;

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

нических объектов Вьетнама, отличающиеся повышенной, по сравнению с известными аналогами, технико-экономической эффективностью.

3. Исследованы технологические характеристики фибробетонных смесей, предложена реологическая модель, позволяющая прогнозировать их удобоукла-дываемость, в зависимости от подвижности исходной бетонной смеси и параметров дисперсного армирования.

4. Изучено влияние влажного жаркого климата на процесс твердения фибробетона. Установлено, что в данных условиях, без надлежащего ухода за твердеющим фибробетоном его прочность может уменьшиться более, чем на 30 %.

5. Сформулированы практические рекомендации по получению фиброар-мированных смесей с требуемыми характеристиками, в зависимости от принятого способа укладки и уплотнения, а также назначению оптимальных условий твердения ремонтного покрытия с применением полученных уравнений и номограмм.

Публикации по теме диссертации

1 .Донг КимХань. Использование фибробетона при восстановлении гидротехнических сооружений Вьетнама // Вестник гражданских инженеров. - 2008. -№4 (17). - С. 67-68. (из списка ВАК).

2. Донг Ким Хань. Особенности структуры и свойств гидротехнического сталефибробетона// Доклады 65-й научной конференции профессоров, преподавателей, научных руководителей, инженеров и аспирантов университета. - СПб.: СПбГАСУ, 2008. - Ч. I. - С. 208-209.

3. Донг Ким Хань. Особенности технологии фибробетона для восстановления гидротехнических сооружений Вьетнама // Вестник гражданских инженеров. -2009. -№1 (18).-С.56". (из списка ВАК).

Подписано к печати 25.02.2009. Формат 60x84 1/16. Бум. офсетная. Усл.-печ. л. 1,1. Тираж 120 экз. Заказ 12.

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.

Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.