Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Физико-механические характеристики стеклокомпозитной арматуры
Опубликована: 2022-07-06
  • В. А. Селезнёв Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)
  • В. А. Какуша Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)
  • И. А. Горбунов Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)
  • Н. А. Чуков Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)
  • В. А. Ушков Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

Аннотация

В настоящее время для армирования бетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, где сложно обеспечить высокую химическую стойкость стальной арматуры, широко применяют полимерную композитную арматуру (АКП). Одновременно существует необходимость в обеспечении антимагнитных и диэлектрических свойств специальных строительных конструкций и сооружений в целом. Также необходимо учитывать и ограниченность запаса металлических руд, пригодных для удовлетворения непрерывно растущего спроса на сталь и дефицитные легирующие присадки. Всё это вызвало большой интерес к арматуре из полимерных композиционных материалов, обладающей высокой стойкостью к действию агрессивных сред, магнитной инертностью и низкой теплопроводностью.
В научной статье приведены основные физико-механические характеристики композитной арматуры диаметром 12 мм, содержащей в качестве армирующего наполнителя стеклянное, базальтовое, углеродное и комбинированное волокна. Детально рассмотрено влияние анкеровочного слоя и диаметра стеклокомпозитной арматуры (АСК) на прочностные показатели АСК.
Показано, что стеклокомпозитная арматура с песчаной посыпкой обладает более высокими физико-механическими характеристиками по сравнению с АСК со спиральной навивкой. Прочность сцепления с бетоном у АСК со спиральной навивкой диаметром 8 и 10 мм выше, чем у аналогичной арматуры с песчаной посыпкой. Установлены зависимости плотности, прочности при осевом растяжении и поперечном срезе, модуля упругости при растяжении стеклокомпозитной арматуры от её диаметра.
Показано, что с повышением диаметра стеклокомпозитной арматуры возрастает плотность и снижаются физико-механические характеристики АСК. Выявлена корреляция между разрушающим напряжением и модулем упругости при растяжении для стеклокомпозитной арматуры. Установлено влияние длительного воздействия (180 суток при температуре 22 оС) растягивающих усилий, составляющих 20, 40, 50, 69 % от разрушающего напряжения при растяжении АСК, на прочность и модуль упругости при растяжении стеклокомпозитной арматуры диаметром 6, 10 и 12 мм с песчаной посыпкой и со спиральной навивкой.

Биографии авторов

В. А. Селезнёв, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

аспирант кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва. Область научных интересов – долговечность изгибаемых бетонных конструкций, армированных композитной арматурой. Автор 31 научной публикации.  

В. А. Какуша, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

аспирант кафедры НОЦ испытания сооружений, заведующий лабораторией испытания строительных материалов, конструкций и изделий, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва. Область научных интересов – прочностные и деформационные характеристики изгибаемых бетонных конструкций, армированных композитной арматурой, при малоцикловом нагружении. Автор 9 научных публикаций.

И. А. Горбунов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

кандидат технических наук, доцент кафедры НОЦ испытания сооружений, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва. Область научных интересов – экспериментальные исследования железобетонных и каменных конструкций, неразрушающие ультразвуковые методы контроля, метод акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения. Автор 12 научных публикаций.

Н. А. Чуков, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории современных композиционных строительных материалов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва. Область научных интересов – технология производства и эксплуатационные характеристики полимерных композиционных материалов. Автор 27 научных публикаций.

В. А. Ушков, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (Москва)

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов, заведующий лабораторией современных композиционных строительных материалов, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва. Область научных интересов – разработка научных основ получения полимерных строительных материалов с пониженной пожарной опасностью и заданным комплексом эксплуатационных показателей. Автор 99 научных публикаций.

Литература

1. Розенталь Н. К., Чехний Г. В., Любарская Г. В. О причинах раннего повреждения бетонных и железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2000. № 9. С. 41–43.
2. ГОСТ 31384-2017. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования.
3. СП 28.133330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная ре-дакция СНиП 2.03.11-85.
4. Прочность и деформативность бетонных конструкций, армированных полимеркомпозит-ными стрежнями / А. Р. Гиздатуллин, Р. Р. Хусаи-нов, В. Г. Хозин, Н. М. Красникова // Инженерно-строительный журнал. 2016. № 2 (62). С. 32–41.
5. Имомназаров Т. С., Аль-Сабри-Сахар А. М., Дирис М. Х. Применение композитной арма-туры // Системные технологии. 2018. № 27. С. 24–28.
6. Лапшинов А. Е. Перспективы применения неметаллической композитной арматуры в каче-стве рабочей ненапрягаемой в сжатых элементах // Вестник МГСУ. 2015. № 10. С. 96–106.
7. Матадян С. А. Перспективы развития стальной и неметаллической арматуры железобе-тонных конструкций // Промышленное и граждан-ское строительство. 2014. № 6. С. 6–9.
8. Салия Г. Ш., Шагин А. Л. Бетонные кон-струкции с неметаллическим армированием: мо-нография. М. : Стройиздат, 2007. 144 с.
9. Степанова В. Ф., Степанов А. Ю., Жирков Е. П. Арматура композитная полимерная: моно-графия. М. : Бумажник, 2013. 200 с.
10. Фролов Н. В., Полоз М. А., Ноурзи М. Ш. Анализ применения полимеркомпозитной армату-ры в армбетонных конструкциях // Вестник Белго-родского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2017. № 3. С. 45–50.
11. ACI440.IR-06. Guide for design and con-struction of structural concrete reinforced with FRP bars. American Concrete Institute, 2006. 44 р.
12. FRP remforcaement in RC structures. Inter-national Federation for Structural Conerete: Fib Bulle-tin. Lausanne, 2007. No. 40. 147 p.
13. Banthia N. Fiber reinforced polymer in con-crete consruction and advanced repair technologies. URL: http: www.underwater.pg.gda.pl/didactics/ ISPG/Ceramica/NBanthia15Dec.pdf.
14. СП 63.133330.2012. Бетонные и железобе-тонные конструкции. Основные положения.
15. ГОСТ 31938-2012. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструк-ций. Общие технические условия.
16. Римшин В. И., Меркулов С. И. О нормиро-вании характеристик стержневой неметалличе-ской композитной арматуры // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 5. С. 22–26.
17. Технические рекомендации по применению неметаллической композитной арматуры пе-риодического профиля в бетонных конструкциях. М. : НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, 2012. 7 с.
18. СТО 02495307-007-2012. Применение неметаллической композитной арматуры АСП и АБП в бетонных конструкциях. М. : УралСпецАрматура, 2012. 20 с.
19. ГОСТ 32492-2015. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструк-ций. Методы определения физико-механических характеристик.
20. Бенин А. В., Семенов С. Г. Особенности испытаний композитной полимерной арматуры // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 9. С. 42–46.
21. Особенности испытаний и характер разрушений полимерной арматуры / А. Р. Гиздатул-лин, В. Г. Хозин, А. Н. Куклин, А. М. Хуснутдинов // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 3 (47). С. 40–47.