ВВЕДЕНИЕ. 3
1 Теоретические аспекты производства фибробетонов и их применение в строительной индустрии. 8
1.1 Проблемы, состояние вопроса и перспектива в области развития производства фибробетонов 8
1.2 Виды, характеристика фибробетонов и армирующих волокон для их производства.. 11
1.3 Оценка возможности применения отходов производства в качестве армирующего волокна для изготовления фибробетонов. 18
2 Характеристика применяемых материалов для исследования и методы испытаний. 25
2.1 Свойства и характеристики применяемых для производства фибробетонов материалов 25
2.2 Применяемое оборудование 34
2.3 Технология изготовления образцов 35
2.4 Методы испытаний исходных материалов и фибробетонов 36
3 Исследование основных закономерностей и процессов образования структуры фибробетона с использованием фибры различного вида 37
3.1 Исследование свойств бетона с металлическими армирующими волокнами 37
3.2 Исследование свойств бетона с полипропиленовыми армирующими волокнами 50
3.3 Исследование свойств фибробетона с использованием фиброволокна из отходов производства 61
3.4 Технико – экономическое обоснование использования фибробетона на основе металлической, полипропиленовой фибры и фибры из отходов производства 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
Цель работы состоит в определении влияния различных видов фибр, в том числе и отходов промышленного производства, на прочностные характеристики фибробетонов.
Предметом исследования магистерской диссертации является составы и свойства фибробетонов.
Объект исследования магистерской диссертации - фибробетоны с использованием металлической, полипропиленовой фибры и фибры из отходов производства - полиамидного волокна.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть теоретические аспекты производства фибробетонов и их применение в строительной индустрии.
2. Проанализировать свойства и характеристики применяемых материалов для исследования с выбором требуемых методов испытаний .
3. Исследовать основные закономерности и процессы образования
структуры фибробетона с использованием металлической,
полипропиленовой фибры и фибры из отходов производства - полиамидного волокна.
4. Исследовать физико - механические свойства в процессе твердения фибробетонов на металлической, полипропиленовой фибре и фибре из отходов производства - полиамидном волокне.
5. Подобрать оптимальный состав фибробетонов с использованием микронаполнителя и гиперпластификатора на основе поликарбоксилата.
Из результатов проведенных экспериментальных исследований следуют следующие выводы:
1. Проведено комплексное исследование основных физико - механических свойств самоуплотняющегося мелкозернистого фибробетона с использованием металлической, полипропиленовой фибры и фибры из отходов производства. Получены значения предельной прочности при сжатии и изгибе мелкозернистых самоуплотняющихся фибробетонов в различном возрасте.
2. Проведено сравнение прочностных характеристик фибробетонов, изготовленных с использованием металлической фибры, полипропиленового и полиамидного волокна. Фибробетон с металлической фиброй имеет более высокие прочностные характеристики по сравнению с характеристиками фибробетона на полипропиленовом фиброволокне (в среднем на 4 - 8%).
Экспериментально установлено, что прочность при сжатии фибробетона с использованием полиамидных волокон в 28 - суточном возрасте на 8,3% выше по сравнению с прочностью фибробетона на полипропиленовом волокне.
3. Получены экспериментальные зависимости прочностных характеристик мелкозернистых самоуплотняющихся фибробетонов в зависимости от возраста. Фибробетон с металлической фиброй в 7 суток набирает прочность в среднем 70% от марочной.
Фибробетон состава Ц : П = 1:1,43 (армирование полипропиленовой фиброй - 7 кг/м3) в течение 7 суток набирает 71% от марочной прочности в возрасте 28 суток, а фибробетон данного состава с армированием в количестве 10 кг/м3 - 65% от марочной прочности. С уменьшением
количества цемента в составе фибробетонной смеси (Ц : П = 1:2) прочность фибробетона в течение 7 суток набирается медленнее - в пределах 58% - 62% от прочности в 28 суток.
Фибробетон на полиамидном волокне в возрасте 7 суток набирает прочность в среднем 70% от марочной.
4. Разработан оптимальный состав мелкозернистых
самоуплотняющихся фибробетонов с использованием микронаполнителя и гиперпластификатора на основе поликарбоксилата, что позволяет сократить расход цемента в среднем на 20% при одновременном улучшении физико - механических характеристик фибробетонов.
5. Экспериментально установлено, что самоуплотняющиеся
мелкозернистые фибробетоны для монолитных конструкций (классом не ниже В35) могут быть изготовлены из доступных в регионе материалов: цемента, природного песка, микронаполнителя цемента,
гиперпластификатора «STACHEMENT 2280» на основе поликарбоксилатов и металлического или пропиленового фиброволокна. Данный фибробетон отличается повышенной удобоукладываемостью и технологичностью. При этом прочностные свойства полученного фибробетона улучшены введением в него микронаполнителя цемента - микрокремнезема.
6. Технико - экономические расчеты показывают, что наиболее экономичным является фибробетон с отходами производства - полиамидным волокном. По свойствам данный фибробетон не уступает, а даже превышает прочностные характеристики образцов фибробетона с полипропиленовым фиброволокном (в среднем на 5 - 8%) и согласно расчетов стоимости является экономически эффективным, так как стоимость материалов на 35% ниже стоимости материалов фибробетона на полипропиленовом волокне данного состава.
Фибробетон с металлическим фиброволокном имеет высокие прочностные характеристики и высокую стоимость в сравнении с обычным бетоном. Не смотря на высокую стоимость данного фибробетона, он пользуется спросом, за счет высоких физико - механических свойств и чаще всего используется в строительстве для изготовления фундаментов под оборудование и наливных полов промышленных зданий. Высокая стоимость данного фибробетона компенсируется долговечностью материала.
