автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность сталефибробетона и плитных конструкций из него с применением фибры из отработанных стальных канатов

На правах рукописи

; о ■ 2 9 ДПР Ь,

АШПОВ Болат Асенович

УДК 631. 328. 831. 8?. 539. 3?. 533. 4. 624. 04

ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРИАТИВНОСТЬ СТАЛЕсадРОБЕТСта И ПЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИИ ИЗ НЕГО. С ПРЗШЕНЕШШП СЛБРИ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

05.23. 01 - Стрситалныэ хонстригшки, здания и сооружения.

АВТОРЕФЕРАТ дассорташш на соискаииэ учаноЯ степени кандидата технических иапк •

Косква, 1358

Работа пьшодаеше. е Ордена Трудового Красного Знаками Государственном научно-нссладаватальсЕок, проептно-аонстру&юрско: и технологической институте бэтона и тлэзобетона СНИИЖ5'. Минстроя РФ.

Научный руководитель

доктор технических наук., профессор Г. К. Хайдиков.

Официальные опповакты

доктор технических парк, проФоссор А. С. Залзсов кандидат технических наук В. Ф. Шабля.

Вадущая организация

АО "Карагандинский ПроистройпровЕГ".

Защита состоится "/ " ^ 1396 г. в Л_С часов не

заседании диссарташюкнаго совета К " 033.03.01 в Ордэна Трудовогс Красного Знакени Государственной научно-ксслоловатальскок, проэк-тао-констрркторскок к твхиолзгкческон институте бетона и жагззо-бетона Ниистроя РФ по адрес»! 109423, йоскво, 2-ая Институтская уд., л. 6.

С диссертацией ножно ознакомиться в библиотеке института.

- -/б* аяреиз. с

Автореферат разослан

1338 г.

НчанаЯ секретарь диссертационного совота кандидат техничэских наук

¡^¿Ь*' Т. А. Хгсышч

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. . Сталефибробетон и конструкции из него находят все более широкое примененние в практике строительства зданий и -сооружений, что определило образование целого направления в исследованиях железобетона!

Применение фибр из отходов производства и материалов вторичного использования, в том числе из отработанных стальных канатов, моизт дать ощутимый экономический эффект. Это обусловлено дешевизной вторичных материалов по сравнению с товарным материалом. При этом может быть использован материал, который зачастую не находит другого повторного применения. Материал стальных канатов за счет большой прочности может быть выгодно использован при армировании тонкостенных конструкций и изделий, при этом не только в качестве конструктивной арматуры, но и в качестве расчетной.

Вместе с тем, многие параметры сталефкбробетона с использованием фибры из. отработанных стальных, канатов, изучены недостаточно для обоснованного использования их в практике.

• Для-рационального использования необходимо иметь прогнозируемые характеристики фкбры из отработанных стальных канатов, которая отличается различной степенью выработки, различными диаметрами и длинами. •

Представляется необходимым определить наиболее оптимальные параметры стальной фибра из отработанных канатов с тем. чтобы использование ее было экономически выгодным.

Шло изучались вопросы заанкэривания прямых фибр из отработанных 'канзтсв, а- также прочность и деформативность конструкций из сталефибробетона с использованием такой фибра 2е бшю достаточно проанализированы состав фибр из кана-

тов по длине, диаметрам, временным сопротивлениям на разрыв, обусловленным различной степенью выработки канатов. Такой анализ необходим для определения нормативных и расчетных значений прочности фибр на - разрыв и определения средневзвешенных диаметра и длины заделки фибр.

Прямая фибра имеет недостаточное сцепление с бетоном матрицы, по предварительным испытаниям длина аакеровки равна 120-130-ти диаметрам фибр.

Существует несколько установок по производству - фибры' из ■ канатов., в т.ч. разработки Карагандинского проштройпроекта. необходимо проанализировать характеристики получаемых фибр и выдать рекомендации по изготовлению и применению фибр из отработанных канатов.

Из вышесказанного можно заключить необходимость проведения дальнейших исследований фибробетона с применением фибры из . отработанных стальных -канатов -и конструкций "из него" с- целью более эффективного их использования и возможности прогнозирования их поведения при различных видах нагружения.

Делью работы является получение оптимальных параметров фибры из.отработанных стальных канатов, данных о влиянии армирования ими на прочностные и дефоркативные свойства еталефиб-

робетона, в т. ч. плитных конструкций, а таете выдача рекомен-

*

даций по изготовления фибры из канатов и проектированию стале-фибробетонных конструкций с ее использованием для чего необходимо: 1 "

- исследовать флзико- механические хараетеристикл ф:;бры из отработанных стальных канатов, с учетом статистических 'исследований состава фибр по диаметрам и прочности;

- теоретически и экспериментально исследовать заанкэрива-

ниэ фибр из отработанных канатов и выбрать оптимальное ее очертание;

- исследовать прочность и деформативность сталефибробето-на при сжатии, растяжении и изгибе;

- составить предложения по расчету сталефибробетонных конструкций с -применением фибры из отработанных стальных канатов;

- исследовать прочностные и деформагавньге свойства плитных конструкций с применением оптимальной фибры из стальных канатов.

Научную новизну работы составляют:

- результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств оптимальной волнистой фибры из отработанных канатов;

- результаты экспериментальных исследований анкеровки в бетоне волнистой фибры; . ..

- результаты экспериментальных исследований прочностных и деформативных характеристик сталефибробетонных конструкций с использованием волнистой фибры из отработанных канатов при сиатия, растяжении и изгибе;

- методика расчета длины анкеровки волнистой фибры полигонального очертания и учет состава фибр при определении прочности фибробетона на растямзние.

Достоверность полученных результатов обеспечена испытанием достаточного количества образцов, статистической обработкой полученных данных и проверкой их при изготовлении натурных образцов плит опалубки.

Внедрение результатов работы. Результаты исследования учтены при проектировании фибробетоняых конструкций в Караган-

- б -

динском промстройпроекте и будут использованы при разработке новой редакции "Рекомендаций по проектированию и изготовлению сталеФибробетонных конструкций" лабораторией пространственных конструкций НИИЖВ.

Автор задшшает: "х

- выбор оптимальных параметров фибры из отработанных канатов;

- результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств оптимальной волнистой фибры из отработанных , канатов;

- методику и результаты экспериментальных исследований анкеровки в бетоне волнистой фибры;

- результаты экспериментальных исследований прочностных и деформативных характеристик сталефибробетонных конструкций с использованием волнистой фибры из отработанных канатов при сжатий, растяжении и'изгибе; - -

- методику расчета длины анкеровки волнистой фибры полигонального очертания и предложения по проектированию сталефиб-робетона с ее использованием.

Публикация работы:

Основные результаты опубликованы в сборнике статей, выпуск N8 "Пространственные конструкции зданий и сооружений: исследования, расчет, .проектирование". Ассоциации "Пространственные конструкции" и Белгородской Государственной академии технологии строительных материалов.

По теме диссертации имеется две публикации.

Об"ем работы:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по глава}.! и общих выводов: написана на 147 страницах, в том числе

44 рисунках, 45 наименований отечественных и зарубежных литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Во введении обосновывается актуальность и новизна,темы, формулируются основные положения, вынесенные на защиту.

Первая глава посвящена обзору общего положения с производством и применением фибробетона • в строительстве, методов получения фибры из проволоки и производства.фибры, изучения физико-механических свойств и применения сталефибробетона с фиброй из отработанных канатов." Определены направление и задачи исследований.

Исследованиям и применению сталефибробетона, в том числе с фиброй из отработанных канатов посвящены работы Г. К. Байдукова, И. В. Волкова, Ф. Е Рабиновича, В. А. Беляевой, К. К Михайлова, Ф. А. Гофштейна, JL Э. Вуслера, Ю. Е Фролова, А. И. Королева, В. А. Литвиненко, Л. Т. Курбатова. Л. П. Суханова, А. Ф. Лармограя, С. Л Агаманова, С. Б. Детлина, С. II Сидорова, Е С. ПЬндрика, Г. К. Максаковой. Л. JL Лелевича, И. Е Махновско-го„ A.JL Адамова. EJL Еилозира, В. Л. Пака, ЕЕ Тена, А.Е Иванова. П. Я. Совы. .7 - , С. И. Петренко. ЕА1 Евсеева,

Я.А. Коссого, И.Е Мамонтова, Г.С. Родова, Б-В. "Лейкина, ЕС. Стерина. А. Е Сакварелидзе, Г. А. Шикунова, 0. Е Хегая, ЕК. Федотопа и zip.

Ведущей организацией по исследованию сталефибробетона является ШШБ (г. Москва). Всего в быв кем СССР вопросами теории и практики применения сталефибробетона занимается около тридцати научно-исследовательских, учебных и.проектных институтов, среди них следует отметить работы ЛэнЗНИЯЭП, ПНИЩюмзданий, ЛатНИИ, НИИМэтиз, БНШЕелезобетоя, Карагандинский Промстройп-

роект, Челябинский полотехничеекий институт, Ленинградский инженерно-строительный институт, Львовский политехнический институт и другие организации. Анализ опубликованных работ позволяет отметить;

- Наряду с фиброй из нового материала, используется фибра из отходов, благодаря чему значительно снижается стоимость конструкций и утилизируются отходы производства. Авторы предполагают, что применение фибр из товарной проволоки малых диаметров приводит к неконкурентноспособности сталефибробетонных конструкций и целесообразно применение стадефибробетона в конструкциях, допускающих наличие в смеси фибр больших диаметров, в том числе иэ отработанных стальных гадатов.

- Предложено, с целью повышения эффективности использования прочности армирующего элемента, его анкеровки и снижения расхода, стали, его. средний участок выполнять прямолинейным, а . волнообразные изгибы концевых его -участков выполнять длиной 1/5-1/3 длины элемента.

- Авторы предлагают выполнять арматурный - элемент для дисперсного армирования, содержащий отрезок проволоки с волнообразным изгибом по длине, в котором с целью увеличения его пространственной структуры (зкесткости), волнообразные' изгибы выполнены в двух Еэаимно перпендикулярных плоскостях и их волны расположены симметрично одна относительно другой.

- При изготовлении фибры из отработанных стальных канатов на процесс получения фибры и ее характеристики влияет множество факторов: спосЬб свивки каната,' количество прядей, диаметр г.анат6в, состав и диаметр проеолок в канате.

- Предложено, с целью упрощения изготовления арматуры и исключения отходов канатов, длину 1 отрезков канатов назначать

- 9 -

из соотношения 1 - к * с1, где:

<1 - диаметр каната;

к - коэффициент, зависящий о.т типа каната.

к - 11-28 для канатов одинарной свивки;

к - 3,5-7 для канатов двойной свивки;

к - 1,8-3,6 для многопрядных-канатов' двойной и тройной свивок.

- Соотношение меэду длиной фибр и усредненными значениями их диаметров, получаемое■при резке- для канатов одинарной свивки - 90; для канатов двойной свивки, состоящих из шести наружных прядей и центрального сердечника - 80; для канатов двойной и тройной- свивки с количеством прядей более шести и с центральным еедечником - 60, хотя при этом соотношении недостаточно используется прочность материала фибр.

- Авторы пришли к выводу, что длина получаемых при ревке канатов фибр .1ф и шаг свивки-канатов связаны следующим-соотношением: 1ф - 1,5*1св.

Вместе с этим, ужа сейчас получают фибру с отношением длины фибры к диаметру фибры - 100, что часто больше

1,Б1св.

Изучение сцепления фибровой арматуры с бетоном необходимо вести с принципиально других позиций, чем для стержневой арматуры. При атом должны учитываться такие компоненты связи бетона с волокнами, как сила сцепления (адгезия), силы треккя и усилия скола выступов бетонной оболочки, заданных профилем фибр. . ч

Кратковременные4испытания сбравцов-плит с прямыми фибрами из отработанных стальных канатов на изгиб по балочной схеме показали: во-первых, трещиностойкость сталефибробетона оказв-

- ID -

r ~ .

лось выше прочности неармираванного бетона; во-вторых, разрушающая нагрузка устойчиво не превышала момента образования трещин при коэффициенте армирования Jt fv - iZ. При армировании гладкой фиброй из отработанных канатов имелась неустойчивая

тенденция к превышению Mero приjUfv - l,'5Z и устойчиво превы-

N

шала его только при _/Tv - 2%.

После образования трещин максимальные деформации растяжения плит при увеличении нагрузки развивались тем медленнее, . чем больше был коэффициент об"емного армирования фиброй, который менялся от 1,4% до 5%. Их развитие бьшо связано е медленным раскрытием ранее обнаруженных трещин. Аналогичная зависимость наблюдалась относительно прогибов плит.

Из вышесказанного можно заключить: необходимо -проведение дальнейших исследований фибробетона- с применением фибры из отработанных стальных канатов и конструкций из него с целью более эффективного их"использования и возможности прогнозирования их поведения при различных нагружениях.

Вторая глава посвящена методике экспериментальных иссле-. дований.

Для повышения сцепления с бетоном матрицы необходимо профилировать поверхность фибры или придавать ей волнистую форму кругового, трапециевидного или другого очертания.

Если валки изготовлять с прямоугольными зубцами, то угол гибки фибры при волнообразовании можно уменьшить до 2-3 диаметров фибры, что позволяет придавать волнистость трапециевидного очертания фибрам всех диаметров с относительно небольшим разбросом по длине и высоте волны.

Были произведены статистические исследования выборок фибр с целью определения средних размеров волны. По итогам подсче-

тов выведены средние параметры волнистости фибрьс длина волны - 21 мм, высота волны - 4,3 мм, длина оснований трапеций - 5,2 мм. В исследованиях анкеровки в бетоне- использовались фибры с волнами, соответствующими средним-размерам.

Заанкеривая по торцам призмы две фибры, и прикладывая усилия к ним, мы получаем -для них те >£ условия, что для одной фибры, ■ работающей в зоне трещины и воспринимающей усилия от бетона по обе стороны от нее. При этом мы избавляемся от воэ-моггаых побочных причин, влияющих .на точность результата: .-.смещения осей действия силы и .фибры, непараллельного их расположения, сложности захватов. Весь образец работает на растяке-ние, при этом происходит удлинение бетонной призмы; удлинение фибры, заделанной в бетон-, удлинение свободной фибры - верхней и нижней одновременно; смещения верхней и нижней фибр относительно бетона.

Для исследования прочностных и деформативных характеристик сталефибробетона, армированного фиброй из отработанных стальных канатов, было изготовлено и испытано 75 образцов различных серий, отличающихся между собой количественным содержанием фибр и прочностью бетона матрицы.-

Для испытаний несущей способности плит опалубки была принята однопролетная схема нагрумения с консолью через систему распределительных ■ балочек. При этом эпюра нагружения соответствовала эксплуатационной.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований.

Средние арифметические величины сопротивления разрыву для фибр диаметрами 0,8, 1,0 и 1,2 мм, составили соответственно 1012, 1110 и 1S77 МПа.

За нормативное сопротивление фибры принят браковочный минимум со степенью надежности 0,95.

Для фибр диаметра«! 0,8, 1,0 и 1,2мм соответственно КГп -907, 911 и-991 МПа.

Нормативное сопротивление фибр можно принять для средневзвешенного диаметра. Для канатов с пеньковым сердечником: Нт - (15,4*907 + 18,2*911 + 66,4*991)/100 - 963 МПа;

где 16,4, 18,2 и 66,4 - содеркение фибр в процентах соот- ' ветственно диаметром. 0,8, 1,0 и 1,2 им. - - -

Полученное значение нормативного сопротивления несколько выше минимального для фибр диаметром 0,8 мм, но, учитывая наличие в сечении е трещиной нескольких фибр различного диаметра, выражает. средневзвешенное К"п.

Средняя прочность сцепления прямой фибры с бетоном матрицы 7'Сц~ 2,84, 2-,56, 2,33 МПа для фибр диаметром соответственно 1,2, 1,0, 0,8 мм. " ' - - ■*

За нормативную прочность- сцепления принят браковочный минимум со степенью надежности 0,95. Для фибр диаметрами 1,2, 1,0, 0,8мм соответственно Тсц - 2,36, 1,64, 1,16 МПа.

Средневзвешенная по процентному содержанию фибр различного диаметра прочность сцепления:

ТСц- (66,4*2,36 + 18,2*1,64 + 15,4*1,16) /100 - 2,05Ша. ' С учетом наличия в трещине нескольких фибр примем

= Тсц- 2,0 МПа. -Результаты испытаний на ввдергивание показали, что волнистые фибры стабильно разрываются при заделке фибры в бетон на глубину более 40 мм, что соответствует заделке полных двух волн.

Рис. 1. Зависимость средних смещений от напряжений при' выдергивании волнистых фибр диаметром 1,2 мм. 1,0 ым и 0,8 мм.

Результаты испытаний призм на сжатие наглядно показывает увеличение призмеиной прочности, начального модуля упругости и предельных деформаций при введении фибр в бетон. Наблюдается некоторое снижение коэффициента Пуассона ( V ) и отношения упругих деформаций к полным (коэффициент % ) при фибровом армировании. '

Разрушение Фибробетонных призм имело вязкий характер, что

об"ясняется дисперсным армированием и постепенным удлинением и вытягиванием фибр в трещинах.

■Фибровое армирование повысило прочность на растяжение до 120% и начальный модуль упругости до 36% при увеличении коэффициента армирования до 2,ОХ. При этом, чем меньше диаметр фибры,тем выше напряжение при одном и том же смещении (рис.1).

На рис. 2. показана зависимость прочности сталефибробето-на на растяжение от коэффициента армирования по об"ему, -в сравнении с'результатами испытаний фибробетона с фиброй из товарной проволоки, проведенных Адамовым А. Л.

Результаты наблюдения эа трещинообразованием показали, что, в среднем, нагрузка трешинообразования, зафиксированная по показаниям разнобазных тензодатчиков растет на 6-10% с увеличением процента армирования. Нагрузка образования трещин шириной более 0,005 мм превышала'нагрузку трещинообразования в среднем ка 10-20Й. - • - ■ - 1

Процесс образования новых трещин продолжался до нагрузок, равных 0,8... 0,9 от разрушающих. Далее продолжалось увеличение магистральной трещины вплоть до разрушения.

Увеличение содержания фибры в смеси повысило значение опытных разрушающей, моментов изгибаемых элементов. Разрушение изгибаемых элементов имело вязкий характер. .

Нееущдя способность плит опалубки приу^ Гу -1,5%, была на 23% выше эксплуатационных нагрузок. При изготовлении плит опалубки, учитывая необходимость запаса прочности не менее-60%, рекомендуется принимать1,8%, с использованием дисперга-тора при изготовлении фибробетокной смеси. Деформации оказались в пределах допустимых.

Четвертая глава посвяшена- анализу экспериментальных дан-

я }H,mar--

i,Z --------

у

, ——— м у ---

4,6 -_:_____:___

■i.z t___:___

. Q. . . ... 4,0 {В . - 2,0. />fr,%- ■

Рис. 2. Зависимость прочности стадефибробетона на растяжение от коэффициента армирования по объему:

1,2 - с волнистой фиброй ив канатов при классе прочности бетона матрицы соответственно ВЗО и В20;

3- е рифленой фиброй, диаметром 0,5 мм и длиной 50 мм, из товаркой проволоки, исследованной А. Л. Адамовым.

ных и предложениям по расчету и проектированию фибробетона с волнистой фиброй из отработанных канатов. •. -

. Из условия ограничения допустимой ширины раскрытия трешдн в сталефибробегонных конструкциях,', асгс -'0,2мм, примем' расчетное сопротивление фибр RT - 600 МПа. Усредненный условный предел текучести примем равным 500 МПа.

V

X /

/ -

о

- 16-

Длину анкеровки определим из условия- полной компенсации внутренними усилиями внешней силы выдергивания в ¿-том перегибе очертания фибры, используя по предложению проф. Г. К Байдукова метод предельного равновесия:

где 1 - порядковый номер перегиба фибры от свободного конца;

1л - усилие в стержне на 1-тоы перегибе; ■ ■• •

Кт - определяет участие сил греши в анкеровке фибры; " К - определяет участие в анкеровке прочности сцепления .фибры с бетоном и жесткости фибры.

„ к.т - 1-гктрувт ^/2; (2)

где и, - угол наклона стороны трапеции в очертании фибры;

Кгр - зависит от прочности бетона, для бетона классом по .прочнорти ВЗО». Ктр г? 0*35, для. ВЗО - Етр 0,4.

R

Rs -a,t-dl -cot (¿¡z) +

±Тоц'-ГГ-df -tee ; 1 (3)

где Кб - определяет степень смятия бетона, для бетона класса по прочности Е20 - Кв - 1,5, для ВЗО - Кв - 1,2;

Кт - отношение радиуса закругления фкбры яри гибке к ее диаметру, для исследованной фкбры Нт - 2,5.

Rs - б" 02 - 500 Ша, условный предел текучести материала фибры; . .

df - средк&езЕешенный диаметр фибры;

2" сц - 2Ш&, усредненная прочность сцепления фибры с бетоном;

• ч/ср - среднее расстояние между перегибами волны. ■ Усилие в стеркне на первом перегибе можно определить:"

, ¿ = --гг-^-Лр/г ; (4;

где Р - внешняя выдергивающая сила. Для исследованной фибры длина анкеровки ЬГ.ал - 40мм. Прочность фибробетона на сжатие достаточно адекватно определяется зависимостью "Рекомендаций по проектированию и изготовлению сталефибробетонных конструкций".

Для определения прочности на растяжение сталефибробетона с волнистой фиброй иа канатов предлагается ввести коэффициент условий работы, равный 0,65. При этом формула (4) "Рекомендаций. .. " будет иметь вид:

ПГЫ,- ш1 *[ Ког*Г v *Кг*ЙГ(1 - КЗ, ап) + ПЪ*(0,08 - 5,5 Гу)3 где Кс^ап определяет отношение средневзвешенной длины ан. керовки .фибры к ее длине., . . ... '

Таблица 1.

Опытные и расчетные значения прочности фибробетона на растяжение

I-1-1-1-1-п-:-1-1

оп. рек. (5) оп./ рек. оп / (5) Класс бетона^Тч, Р^Ы:, ГгПЛ, ИПэЬ, ¡ЭТЛ/Ят Rfbt/Rfbt, г МПа МПа МПа

|-1-1-1-1-1-1-1

ВЗО 1,5 2,73 3,53 2,50 0,77 1,09

I-1-Ь--Ь-—I--I-—I-:-1

" 1,0 2,28 ■ 2,Б7 2,00 0,85 1,14

В20 1,5 2,59 3,55 2,51 0,73 1,03

2,0 2,64 4,44 3,00 0,59 0,88

1_1_1_1_1_I_I____1

- 18 -

Для определения изгибающего момента,примем коэффициент условий работы равный Км - 1-10 ^ г"Бри этом несущую способность предлагается определять по формуле:

■ Ыи - Км*Р.ГсЛ*АЪ*Ь/2, ( 5 )

Таблица 2.

Сравнение опытных значений несущей способности изгибаемых элементов балочного и плитного типа с рассчитанными по формуле

(О '„'-.. .

. .•' [-:—:-1—--1-1--I-:—I—;-1-1

-Л :" . ~ рек, рек. (б) (£)

Марка' Гу. Ми, т, Ми, Ми, т/Ми, Ми, Ми,т/Ми,

образца X Б*м Нам Нам

Б-1,0 1,0 591,7 600 0,73 540 1,10 - Б-1,5 1,5 561,7 750 0,62 640 1,03

Б-2,0 . 2,0 711,7 900 . 0,53 .720 0,99 . ..

|-¡-Н-¡-j-¡-1---1

tt-1,0 1,0 168,3 178 0,94 160 1,05 П-1,5 . 1,6 202,7 223 0,91 190 1,07 П-2,0 2,0 214,0 269 0,80 215 1,00 i_i_i_i_i_!-¡-1

Пятая глава посвящена предложениям по изготовлению волнистой фибры иэ канатов;проектированию, применению и экономической эффективности сталефибробетонных конструкций с. ее использованием.

Для резки на' фибру целесообразно использовать-, канаты диаметром до 25 мм, имеющие в своем сечении проволоку диаметром не более 1,5 мм и сердечники диаметром не болбе 2,5 мм. Данным требованиям отвечает достаточно большое количество видов кана-

тов. Фибры должны быть волнистыми трапециевидного очертания, с длиной волны 17-ЕЕмм, высотой волны 3,5-4,5 мм, с основаниями трапеций 4-7 мм. Коэффициент волнистости, определяемый как отношение длины выпрямленной фибры к длине проекции волнистой фибры на плоскость, должен быть не менее 1,25.

Волнистую фибру из канатов рекомендуется использовать в фибробетонных тонкостенных конструкциях о коэффициентом армирования до 1,8%.

Вопросы стойкости к раскрытию трещин и работы' волнистой фибры в комбинированно-армированных конструкциях требуют специального изучения.

В Карагандинской области ~нашли применение фибробетонные плиты нес"емной опалубки, ограждения лоджий, плиты перекрытий, архитектурные элементы и др. с использованием волнистой фибры из отработанных канатов.

" Использование волнистой 'фибры из отработанных канатов вместо фибры из товарной проволоки при изготовлении плит опалубки дает снижение на 45Z затрат на закупку фибра

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ*

1. СЕибра, рёва!ная из канатов имеет разброс по длине, обусловленный технологией, резки. Для исследуемой фибры, коэффициент однородности по:длине равен 0,82, при номинальной длине фибр равной 100 мм и обеспеченности 0,95. Наличие фибр различного диаметра следует учитывать введением средневзвешенного диаметра. . . . . .

Для повышения сцепления фибр из канатов с бетоном следует придавать, им волнообразную форму. Наибольший эффект и малый разброс по размерам волн дает волнообразование на валках с

прямоугольными зубцами с приданием фибре волнистости трапециевидного очертания.

Фибра имеет некоторый разброс и по' прочности' на растяжение, обусловленный различной степенью выработки проволочек в. канате. Нормативное сопротивление разрыву проволочек составило 960 МПа.

Нормативное значение прочности сцепления с бетоном гладкой фибры составило 2. 0 МПа. Волнообразование -повышает прочность сцепления фибры в бетоне в 3,2 раза. При этом длина за-• делки в две волны, равная для исследованной фибры приблизительно 40 мм, обеспечивает полную заделку волнистой фибры в бетоне. Для ограничения ширины раскрытия трещин в пределах допустимой асгс - 0,2мм, рекомендуется принимать расчетное сопротивление ИГ - 600 ШЗа.

В работе проведены исследования заанкеривания волнистой фибры "в бетоне матрицы." Даны 'расчетные формулы для' определения' длины зона анкеровки волнистой фибры полигонального очертания в зависимости от раамеров, очертании и прочностных характе-' ристик фибры и прочности бетона матрицы.

2. Прочность на осевое слитие при у/ ГV - 1,5% увеличилась на 19%, данный параметр достаточно адекватно описывается расчетной зависимостью "Рекомендаций... ".

Начальный модуль упругости фибробетона при сжатии увеличился при ГV - 1,5% на 182. по сравнению с начальным модулем упругости бетона матрицы. Начальный модуль упругости при растяжении повысился при ^ i^я - 1,0%, 1,5%, 2/0%., соот-' ветственно на 21%., 34%, 36£.

- Коэффициент Пуассона при сжатии фибробетонньо:. призм на 16% меньше, чем у бетона-матрицы при ^Т\ - 1,52.

Предельная сжимаемость фибробетона увеличилась на 29% при JUf\ - 1,5%.

3. Прочность.фибробетона на осевое растяжение увеличивается при увеличении процента армирования. При jUfv - 1,0%, 1,5%, 2,0%, она оказалась выше у фибробетона чем у бетонной матрицы на 90%, 115%, 120% соответственно. Rfbt рекомендуется определять с учетом состава фибр по диаметрам и коэффициента условий работы Кг, который можно повысить при использовании диспергаторов и прогрессивных технологий укладки бетона.

4. Использование фибры в бетоне повышает до 10% момент образования трешдн и существенно уменьшает раскрытие видимых трещин. Разрушение образцов носит вязкий характер, со значительным отдалением момента потери прочности от момента образования трещин. Вопрос о раскрытии трещин требует специального исследования.

'5. Прочность увеличилась на 45... 72% в фибробетонных элементах балочного типа и на 25... 60% в фибробетонных элементах плитного типа при увеличении jUfv соответственно в пределах 0,0%. ..2,0. При определении расчетных изгибающих моментов следует пользоваться коэффициентом условий работы, приведенным в главе 4.

6. Испытания плит нес"емной опалубки показали эффективность использования в них фибры из отработанных канатов. Плиты опалубки, наготовленные с использованием диспергаторов при приготовлении фибробетонной смеси и с 1,8%-ным об"емным содержанием фибр, могут быть ,цспользоЕа,чы с необходимым .запасом прочности.

7. Для получения фибры следует использовать отработанные канаты, использованные в пахтных под"емниках, лифтах, строи-

тельных'.кранах к т.б. Диакетр. канатов должен бить'до 25 „км, дкакетр проволок г них до 1,5 к.:. При обосновании дополнительны:.^: иссдедоганижи ю-шо мсподъзовать для резки на фибру к&-наты диакетрск до 60 мм,- с проволоками диаметром до 2,0, .

Волнистуе фибру из отработанных канатов, можно испальз< вать в тонкостенных конструищы:, 2 частности в платах покрв-. тля, пела, опалубки, ограждений и т.п., а такие при изгоговл;

нии свай,, лоткое, дорогных покрнтий и монолитных конструкций.

»

Основные результат работа.огранена в деух публикалиях:

Ашкое Е.А., Перренко С.К- Огшт проектирования и внедре нил стадефибробетонных изделий. Тезисн докладов научно-лоактн ческой конаерешик "Нзучно-техниче ские прогресс 2 проектироза нш промышленных предприятий. Организация управления проектнк процессом". Караганда, 5-6 октября 1989 г. С.51-53.

Аяшздв Е.А. Дайдуков Г.К. Исследование расчетных параде: \ ров фибры ез стальных отработанна канатов. Пространственные конструкции зданий и сооружений: исследования, расчет, проектирование.; Сборник статей. Выпуск 8 (Ассоциация "Пространственнее конструкции", Белгородская.государственная академия технологии строительных материалов). Белгород, 1995.