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

1б

УДК 031. 32В. 631. 87. 533. 37. 533. 4. 624. 04

ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРНАТИВНОСТЬ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА И ШИТНЫХ КОНСТРУКЦИИ ИЗ НЕГО, С ПРИНЕНЕНИЕН ФИБРЫ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и соорвязиия.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ичзноя степени кандидата технических иавк •

Носква. 1330

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знаками Государственном научно-иссладоватвльскок, проектно-конструкторскои и технологической институте бетона и железобетона СШИЖБЭ Минстроя РФ.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Г. К. ХайдиьоЕ.

Официальные оппоненты

доктор технический наук, профессор й. С. Залесов кандидат технических наук В. ф. Шабля.

Ведущая организация

- АО "Карагандинский

Прокстройпроакт*

di

Запита состоится "7с с к-с^- 1335 г. в ' ' чосое на заседании диссертационного совзта К ' 033.03.01 в Ордена Трудового

I-

Красного Знанени Государственной научно-исследовательскон, проек.-тно-конструкторскок и технологической институте бетона и жэлзза-бетона Минстроя РФ по адресу» 103428. йосква. 2-ая Институтская ул. , д. В.

С диссертацией можно ознакокиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

он

с/жил,.

1S9S г.

Зченый секретарь диссертационного совета ' кандидат технических наук

ryiJ¿iíl т-А- Кузьнич

- 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, можэт дать ощутимый экономический эффект. Это обусловлено дешевизной вторичных материалов по сравнению с товарным материалом. Бри этом могэт 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 исполь-гованием 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 фибры из отработанных канатов с тем. чтобы использование ее было экономически выгодным.

1йло изучались вопросы заашсериваяия шзяшх фибр из отработанных канзтсв, а'- такие прочность и деформативность конструкций из сталефибробетона с использованием такой фибра & были достаточно проанализировали состав фибр из кава-

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 анкеровки равна 120-130-ти диаметрам фкбр.

Существует несколько установок по производству ' фибры" из канатов,, в т.ч. разработки Карагандинского промстройпроекта. необходимо проанализировать характеристики получав),их 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.

Целью работы является получение оптимальных параметров фибры из.отработанных стальных канатов, данных о влиянии армирования ими на прочностные и деформативные свойства сталефиб-робетона, в т. ч. плитных конструкций, а такие выдача рекомендаций по изготовлению фибры из канатов и проектированию стале-фибробетонных клнструкций с ее использованием для чего необходимо:

- исследовать физико-механические характеристики фибры из отработанных стальных канатов, с учетом статистических исследований состава фибр Во диаметрах! и прочности;

- теоретически и экспериментально исследовать заанкерива-

- 5 - -

ние 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 деформативные 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 сжатии, растяжении и изгибе; '

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

Достоверность подученных 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 фибробетонных конструкций в Караган-

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

Автор защищает:

- 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 сжатии, растяжэнии 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 главам и общих выводов; написана на 147 страницах, в том числе

- ( -

44 рисунках. 45 наименований отечественных и зарубежных литературных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ '

Во введении обосновыавется актуальность и новизна,теш, формулируются основные положения, вынесенные на задату.

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, К В. Волкова, Ф. Е Рабиновича. R А. Беляевой, К. В. Михайлова, Ф. А. Гофштейна, Л. Э. Буслера, XI В. Фролова, А. И. Королева, RA. Литвиненко, JL г! Курбатова. Л. П. Суханова. А. Ф. Лармограя, С. И. Атаманова. С. Б. Цетлина, С. П. Сидорова, R С. Шондрика, Г. И. Максаковой. JL JL Лелевича, JL R Яновского.. А. Л. Адамова, RJL Билозира, RJL Пака. RR Тена, A.R Иванова. П. Я. Совы. •■ •. С. И. Петренко. RAI Евсеева,

Я А. Коссого, II П. Мамонтова, Г. С. Родова. R-R Лейкина, RC. Стерина. A.R Сакварелидзе. Г. А. Шикунова. O.R Хегая. R К. Федотова и др.

Вэдусей организацией по исследованию сталефибробетона является НИИЖБ (г. Москва). Всего в бывшем СССР вопросами теории и практики применения сталефибробетона занижается около тридцати научно-исследовательских, учебных и проектных институтов, среди них следует отметить работы ЛзнЗНЖЭП, ПЕИИПромзданий. ЛатНИИ, НИИМетиз, ВНИИКелезобетон, Карагандинский Промстройп-

роект, Челябинский полотехнический институт, Ленинградский инженерно-строительный институт, Льеовский политехнический институт и другие организации. Анализ опубликованных работ позволяет отметить:

- Наряду с фиорой из нового материала, используется фибра из отходов, благодаря чему значительно снижется стоимость конструкций и утилизируются отходы производства. Авторы предполагают, что применение фибр из товарной проволоки малых диаметров приводит к неконкурентноспособности сталефибробетонных конструкций и целесообразно применение сталефибробетона в конструкциях, доп-ускающих наличие е смеси фибр больших диаметров, в том числе из отработанных стальных канатов.

- Предложено, с целью повышения эффективности использования прочности армирующего элемента, его анкеровки и снижения расхода, сталш, 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 (зкэсткости), волнообразные изгибы выполнены в двух взаимно 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: спосбб свивки каната,' количество прядей, диаметр канатов, состав и диаыетр проволок в канате.

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

- 9 -

из соотношения 1 - к * с1, где:

'<3 - диаметр каната;

к - коэффициент, зависящий от типа каната.

к - 11-22 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 между длиной фибр и усредненными значениями их диаметров, получаемое•при реэке: 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 седечником - 60, хотя при этом соотношении недостаточно используется прочность материала фибр.

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

Вместе с этим, уже сейчас получают фибру с отношением длины фибры к диаметру фибры 1ф/с1ф - 100, что часто больше 1,Б1св.

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

Кратковременные4испытания обраацов-шхит с прямыми фибрами из отработанных стальных канатов на изгиб по балочной схеме показали: во-первых, трещиностойкость сталефибробетона оказа-

лась выше прочности неармированного бетона; во-вторых, разрушающая нагрузка устойчиво не превышала момента образования трещин при коэффициенте армирования Ты - IX При армировании гладкой фиброй из отработанных канатов имелась неустойчивая

тенденция к превышению Мсгс при^ - 1 ,'52 и устойчиво превы-

• \ шала его только при _/<Ту - 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 было связано с 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 исследований.

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 фкбрам 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 фибры: длина волны - 21 мм, Быеота еолны - 4,3 мм, длина оснований трапеций - 5,2 мм. В исследованиях анкеровки в бетоне использовались фибры с волнами, соответствующими средним-размерам.

Заанкеривая по торцам приэмы две фибры, и прикладывая усилия к ним, мы получаем -для них те же условия, что для одной фибры, работающей в воне трещины и воспринимающей усилия от бетона по обе стороны от нее. При этом мы избавляемся от возможных - побочных причин, влияющих .на точность результата: .-.смещения осей действия силы и .фибры, непараллельного их расположения, сложности захватов. Весь образец работает на растяжение, 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 нагружения с консолью через систему распределительных белочек. 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 1277 МПа.

le. -

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

Для фибр диаметрами 0,8, 1,0 и 1,2мм соответственно Rfn -907, 911 и'991 МПа.

Нормативное сопротивление фибр можно принять для сред-

\

невзвешенного диаметра. Для канатов с пеньковым сердечником: Rfn - (15,4*907 + 18,2*911 + 66,4*991)/100 - 963 МПа;

где 15,4, 18,2 и 66,4 - содержание фибр в процентах соответственно диаметром 0,8, 1,0 и 1,2 мм. - "Полученное значение нормативного сопротивления несколько выше минимального для фибр диаметром 0,8 мм, но, учитывая наличие в сечении с трещиной нескольких фибр различного диаметра, выражает средневзвешенное Rfn.

Средняя прочность сцепления прямой фибры с бетоном матрицы Ъсц - 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 Тец - 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 - 2,05ЫПа.

С учетом наличия в трещине нескольких фибр примем

2,0 ЫПа. •

Результаты испытаний на выдергивание 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 мм и 0,8 мм.

Результаты испытаний призм на сжатие наглядно показывают увеличение призменной прочности, начального модуля упругости и предельных деформаций при введении фибр в бетон. Наблюдается

некоторое снижение коэффициента Пуассона ( V ) и отношения уп-

4 «

ругих'деформаций к полным (коэффициент ¿2 ) при фибровом арми- ' ровёяии.

Разрушение фибробетонных призм имело вязкий характер, что

об"яеняется 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 2,0%. При этом, чем меньше диаметр фибры,тем выше напряжение при одном и том же смещении (рис.1).

На рис. 2. показана вависимость 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 за трещинообраэованием показали, что, в среднем, нагрузка трещинообразованик, зафиксированная по показаниям разнобаэных тензодатчиков растет на 6-10% с увеличением процента армирования. Нагрузка образования трещин шириной более 0,005 мм превышала'нагрузку трешинообразования 'в среднем на 10-20%. - • - • ■

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 разрушающих. моментов изгибаемых элементов. Разрушение изгибаемых элементов имело вязкий характер. .

Несущая способность плит опайубки при_у^ 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 фибробетонной с-меси. Деформации оказались в пределах допустимых.

Четвертая глава посвящена анализу экспериментальных дан-

Я }Н,Маг~--

3,2 -----—^-

2.Й ----7

2,0 ---—

у, б -у/1_:_______

I г --:___

.'о. • • 4.0 4,5 . < 2,0. •

Рис. й. Зависимость прочности сталефибробетона на растяжение от коэффициента армирования по объему:

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

З-'с рифленой фиброй, диаметром 0,5 мм и длиной 50 мм, из товарной 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 трещин в еталефибробетонных конструкциях,' асг'с - ' 0,2мм, 'примем'' расчетное сопротивление фибр ИГ - 600 НПа. Усредненный условный предел текучести прголем равным 500 Ша.

У

У

----

X /

/ -

- 16 -

Длину анкеровки определим из условия- полной компенсации внутренними усилиями внешней силы выдергивания в 1-том перегибе очертания фибры, используя по предложению проф. Г. К. Хай лукава метод предельного равновесия:

-К -Я) ¿о ;

где 1 - порядковый номер перегиба фибры от свободного конца;

1Л - усилие в стержне на 1-том перегибе; - •• •

Кт - определяет участие сил трения в анкеровке фибры;

" К - определяет участие в анкеровке прочности сцепления фибры с бетоном и жесткости фибры.

. Кт - 1-2Ктр*31П <¿/2; (2)

где £ - угол наклона стороны трапеции в очертании фибры;

Ктр - зависит от прочности бетона, для бетона классом по .прочнорти В20,. Ктр у 0,35, для. ВЗО - Ктр т 0,4.

4 Тщ.ТГ-с1{ - ¿е? • ' (3)

где Кв - определяет степень смятия бетона, для бетона класса по прочности В20 - Кв - 1,5, для ВЗО - Кв - 1,2;

Кт - отношение радиуса закругления фибры при гибке к ее диаметру, для исследованной фибры Кт - 2,5.

Кз - б" 02 - 500 ЫПа, условный предел текучести материала фибры; .

<1Г - средневзвешенный диаметр фибры; % сц - 2МП&, усредненная прочность сцепления фибры с бетоном;

- 17 -

■ </ср - среднее расстояние между перегибами волны. Усилие в стержне на перЕом перегибе можно определить: ~ . ¿ = Г-Хси, ¿ср(г ; (4)

где Р - внешняя Еыдергиваю!цая сила.

Для исследованной фибры длина анкеровки ЬГ.ап - 40мм. Прочность фибробетона на сжатие достаточно адекватно определяется зависимостью "Рекомендаций по проектированию и изготовлению сталефибробетонных конструкций".

Для определения прочности на расгя.тсение сталефибробетона с волнистой фиброй из канатов предлагается ввести коэффициент условий работы, равный 0,65. При этом формула (4) "Рекомендаций..." будет иметь вид: /_\ Я ,

Вт, - т1*СКог*//Г"у*К1-*ЙГ(1-К<1,ап) + ЯЬ*(0,08 - 5,5 Г'/)] где Кс1,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-л-:-1-1

ол. рек. (5) оп./рек. оп/(5) Класс бетона//^, ЯПЛ, ЙПЛ, ЯПЛ, РгЛэЬ/ЙПЛ ИТЛ/МЫ, 2: МПа ЫПа МПа

I-1-1-1-1-1-1-1

ВЗО 1,5 2,73 3,53 2,50 0,77 1,09

|-1-1—--1-1-^-1-—|-1

" 1,0 2,28 ' 2,67 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_I______1

- 18 -

Для определения изгибающего момента,примем коэффициент условий работы равный Км - 1-10 у/ г" v. При этом несущую способность предлагается определять по формуле: ■ ■

ми - КмАНплмъАЬ/г, '( б)

Таблица 2.

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

■•' I-:—— г-—п-1--1--—I—1-1-1

.. ■ рек, ' рек. •( 6) (£)

Марка Г у, Ми.ш, Мл, Ми, т/Ми, Ми, Ми, т/Ш,

образца X Нам Нам Нам

Б-1,0 1,0 591,7 600 0,73 540 1,10 Б-1,5 1,5 661,7 750 0,62 640 1,03

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

-1-н-1-1-1-1--

1М,0 1,0 168,3 178 0,94 160 1,05

П-1,5 1.5 202,7 223 0,91 190 1,07

П-2,0 2,0 214,0 269 0,80 215 1,00

I_I_I_I_I_!_I_I

Пятая глава посвящена предложениям по изготовлению волнистой фибры из канатоЕ; 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 более 2,5 мм. Данным требованиям отвечает достаточно большое количество видов кона-

тов. Фибры должны быть еолнистыми трапециевидного очертания, с длиной волны 17-22мм, высотой волны 3,5-4,5 мм, е 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 с 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 шибробетонные 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 45X затрат на закупку фибры.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ"

1. Зибра, резаная 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 эубцами 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. О МПа. Волнообразование -повышает прочность сцепления фибры в бетоне в 3,2 раза. При этом длина ва-■ 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 aero - 0,2мм, рекомендуется принимать расчетное сопротивление И' - 600 ЫПа.

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

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

Начальный модуль упругости фибробетона при сжатии увеличился при JJ fv - 1,5% на 18% по сразнению с начальным модулем упругости бетона матрицы. Начальный модуль упругости при растяжении повысился при JJ fv - 1,0%,1,5%, 2/0%, соот^ ветственно на 21%, 34%, 36%.

• Коэффициент Пуассона при сжатии фибробетонных.призм на 16% меньше, чем у бетона-матрицы при Jufv - 1,5%.

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

3. Прочность фибробетона на осевое растяжение увеличивается при увеличении процента армирования. При ^/Гу - 1,0%, 1,5%, 2,0%, она оказалась выше у фибробетона чем у бетонной матрицы на 90%, 115%, 120% соответственно. НЛзЬ 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 трещин и существенно уменьшает раскрытие видимых трешин. 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 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, изготовленные с использованием - диспергаторов при приготовлении фибробетонной смеси и с 1,8%-ньгм об"емным содержанием фибр, могут быть .использоевны с необходимым .запасом прочности.

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

тельных кранах к т.п. .Еда^етр канатов долаен быть' до 25 .км, диаметр прогалок г них до 1,5 кк. При обосновании дополнительный: исследовании«: 1'о:-ао использовать для резки на £ибр'у ?.&-наш дпакетро:,: до 60 ш, с проволокага диаметром до 2,0.г-ш.

Воянистус (ргбпу из отработанна канатов, мо.жо использс вать е тонкостенных конструкциях, 2 частности 2 платах покрытия, пола, опалубки, ограждений и т.п., а так^е при изготовле

нии се2й,. лоткое, досолных покрытий и монолитных конструкций,.

ф

Основные результаты работы.отражены в двух публикациях:

Ашкое Е.А., Перренко С.И, Опыт проектирования и внЕДре-ниг сталефибробетонных изделий. Тезис« докладов научно-практической конференции "Научно-технический прогресс в проектирова-. нии промышленных предприятий. Организация управления проектным працессок". Караганда, 5-6 октября 1989 г. С.51-53.

Апикое Е.А.ДайдукоЁ Г.К. 'Исследование расчетных парамет-\ ров дибсн иэ стальных отработанных канатов. Пространственные конструкции зданий и сооружений: исследования, расчет, проектирование. Сборни: статей. Выпуск- 8 (Ассоциация "Пространственные конструкции", Белгородская. 1Ьсударст2енная академия технологии строительных материалов). Белгород, 1995.