sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2022-19-3-436-445sibadi-1470Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАCONSTRUCTION AND ARCHITECTUREВлияние вида фибры и состава матрицы на их сцепление в фибробетонеInfluence of fiber type and matrix composition on adhesive strength in fiber reinforced concretehttps://orcid.org/0000-0003-1989-0595ПухаренкоЮ. В.PukharenkoYu. V.

Пухаренко Юрий Владимирович – д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой ТСМиМ; НИИСФ РААСН  – главный научный сотрудник

г. Москва

г. Санкт-Петербург

Yury V. Pukharenko – Dr. of Sci., Professor, Head of the Building Materials Technology and Metrology Department, NIISF RAASN (Chief Researcher)

Moscow

St. Petersburg

tsik54@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6590-5033ПантелеевД. А.PanteleevD. A.

Пантелеев Дмитрий Андреевич – канд. техн. наук, доц. кафедры ТСМиМ

г. Санкт-Петербург

Dmitrii A. Panteleev – Cand. of Sci., Associate Professor of the Building Materials Technology and Metrology Department

St. Petersburg

dm-pant@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4056-5965ЖаворонковМ. И.ZhavoronkovM. I.

Жаворонков Михаил Ильич – канд. техн. наук, доц. кафедры ТСМиМ

г. Санкт-Петербург

Mikhail I. Zhavoronkov – Cand. of Sci., Associate Professor of the Building Materials Technology and Metrology Department

St. Petersburg

sith07@list.ruНаучно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН); Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ)РоссияResearch Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Sciences (NIISF RAASN); Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU)Russian FederationСанкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ)РоссияSaint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU)Russian Federation202229062022193436445Copyright © Пухаренко Ю.В., Пантелеев Д.А., Жаворонков М.И., 20222022Пухаренко Ю.В., Пантелеев Д.А., Жаворонков М.И.Pukharenko Y.V., Panteleev D.A., Zhavoronkov M.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1470

Введение. Целью статьи является определение влияния профиля стальной фибры и состава матрицы на их сцепление в дисперсно-армированном бетоне.Материалы и методы. Проведены исследования с применением методов испытаний, изложенных в национальных стандартах. Для определения характеристики прочности сцепления волокон с матрицей использовалась оригинальная методика, разработанная в СПбГАСУ.Результаты. Определена степень влияния геометрической формы стальных фибр – анкерной и волнового профиля на характеристику прочности сцепления. Произведена оценка прочности сцепления стальной фибры с цементной и бетонной матрицей (Ц/П = 1:1, Ц/П = 1:2 и Ц/П = 1:3). Экспериментально доказано влияние объемной доли цементного теста на характеристику прочности сцепления стальной фибры с матрицей.Заключение. Полученные экспериментальные данные подтверждают эффективность дисперсного армирования путем применения анкерной фибры в сочетании с рационально подобранным составом бетонной матрицы.

Introduction. The purpose of the article is to determine the influence of the steel fiber profile and the composition of the matrix on their adhesion in dispersed reinforced concrete.Materials and methods. Studies have been carried out using the test methods set out in national standards. To determine the characteristics of the adhesion strength of fibers with a matrix, an original technique developed at SPbGASU was used.Results. The degree of influence of the geometric shape of steel fibers – anchor and wave profile on the adhesion strength characteristic is determined. The adhesion strength of steel fiber with cement and concrete matrix was assessed (Cement: Sand = 1:1, Cement: Sand = 1:2 and Cement: Sand = 1:3). The influence of the volume fraction of the cement paste on the characteristic of the adhesion strength of the steel fiber with the matrix has been experimentally proven.Conclusions. The experimental data obtained confirm the effectiveness of dispersed reinforcement through the use of anchor fibers in combination with a rationally selected composition of the concrete matrix.

композитдисперсное армированиефибробетонфибраматрицасоставсцеплениепрочностьcompositefiber reinforcementfiber reinforced concretefibermatrixcompositionadhesionbending strengthReferencesПухаренко Ю. В. Определение прочности сцепления армирующих волокон с матрицей в фибробетоне / Ю. В. Пухаренко, В. И. Морозов, Д. А. Пантелеев, М. И. Жаворонков // Строительные материалы. 2020. № 3. С. 39–43.Puharenko Yu. V., Morozov V. I., Panteleev D. A., ZHavoronkov M. I. Opredelenie prochnosti scepleniya armiruyushchih volokon s matricej v fibrobetone [Determination of the adhesion strength of reinforcing fibers with a matrix in a fibrobeton]. Stroitel’nye materialy. 2020; 3: 39–43. (in Russ.)Пухаренко Ю. В. Совершенствование метода определения величины сцепления армирующих волокон с матрицей в фибробетоне / Ю. В. Пухаренко, Д. А. Пантелеев, М. И. Жаворонков, М. П. Кострикин // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2020 году: Сб. науч. тр. РААСН. Т. 2. М.: Издательство АСВ, 2021. С. 208–216.Puharenko Yu. V., Panteleev D. A., Zhavoronkov M. I., Kostrikin M. P. Sovershenstvovanie metoda opredeleniya velichiny scepleniya armiruyushchih volokon s matricej v fibrobetone [mproving the Method of Determining the Adhesion of Reinforcing Fibers with a Matrix in Fibrobeton]. Fundamental’nye, poiskovye i prikladnye issledovaniya Rossijskoj akademii arhitektury i stroitel’nyh nauk po nauchnomu obespecheniyu razvitiya arhitektury, gradostroitel’stva i stroitel’noj otrasli Rossijskoj Federacii v 2020 godu: Sb. nauch. tr. RAASN. T. 2. Moscow, Izdatel’stvo ASV, 2021: 208– 216. (in Russ.)Pukharenko Yu. V., Panteleev D.A., Zhavoronkov M. I., Kostrikin M. P., Eshanzada Said Mujtaba Modelling the behavior of fiber-reinforced concrete with low-modulus fibers under load // «MATEC Web of Conferences» 329, 04002 (2020), ICMTMTE 2020.Pukharenko Yu. V., Panteleev D. A., Zhavoronkov M. I., Kostrikin M. P., Said Mujtaba Eshanzada Modelling the behavior of fiber-reinforced concrete with low-modulus fibers under load. «MATEC Web of Conferences » 329, 04002 (2020), ICMTMTE 2020.Пухаренко Ю. В. Совершенствование методов определения силовых и энергетических характеристик трещиностойкости фибробетона / Ю. В. Пухаренко, Д. А. Пантелеев, М. И. Жаворонков // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. Вып. 3. С. 301–310.Puharenko Yu. V., Panteleev D. A., ZHavoronkov M. I. Sovershenstvovanie metodov opredeleniya silovyh i energeticheskih harakteristik treshchinostojkosti fibrobetona [Improvement of Methods for Determination of Strength and Energy Characteristics of Fiber Concrete Crack Resistance]. Vestnik MGSU. 2019; T. 14. Vyp. 3: 301–310. (in Russ.)Duy N. Ph Strength of concrete columns reinforced with glass fiber reinforced polymer / Duy N.Ph., Anh Vu.N., Hiep D.Vu., Anh N.M.T. // Magazine of Civil Engineering. 2021. № 1 (101). P. 10108.Duy N. Ph., Anh Vu.N., Hiep D.Vu., Anh N.M.T. Strength of concrete columns reinforced with glass fiber reinforced polymer. Magazine of Civil Engineering. 2021; 1 (101): 10108.Saad M. M. G., Almsajdi S.A.A.S., Nankya H., Abdulwahed B.M.H. Steel and basalt fiber comparison in the flexural strength of conventional concrete // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2021. № 2-1 (53). pp. 69–73.Saad M. M. G., Almsajdi S. A. A. S., Nankya H., Abdulwahed B. M. H. Steel and basalt fiber comparison in the flexural strength of conventional concrete. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2021; 2-1 (53): 69–73.Shafei B., Kazemian M., Dopko M., Najimi M. State-of-the-art review of capabilities and limitations of polymer and glass fibers used for fiber-reinforced concrete // Materials. 2021. Т. 14. № 2. pp. 1–45.Shafei B., Kazemian M., Dopko M., Najimi M. State-of-the-art review of capabilities and limitations of polymer and glass fibers used for fiber-reinforced concrete. Materials. 2021; T. 14. № 2:1–45.Коротких Д. Н. Закономерности разрушения структуры высокопрочных цементных бетонов на основе анализа полных равновесных диаграмм их деформирования (часть 1) // Вестник ВолгГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. Вып. 26. 2012. С. 56–67.Korotkih D. N. Zakonomernosti razrusheniya struktury vysokoprochnyh cementnyh betonov na osnove analiza polnyh ravnovesnyh diagramm ih deformirovaniya (chast’ 1) [Patterns of destruction of the structure of high-strength cement concretes based on the analysis of complete equilibrium diagrams of their deformation (part 1)]. Vestnik VolgGASU. Seriya: Stroitel’stvo i arhitektura. 2012; Vyp. 26: 56–67. (in Russ.)Коротких Д. Н. Закономерности разрушения структуры высокопрочных цементных бетонов на основе анализа полных равновесных диаграмм их деформирования (часть 2) // Вестник ВолгГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. Вып. 27. 2012. С. 54–62.Korotkih D. N. Zakonomernosti razrusheniya struktury vysokoprochnyh cementnyh betonov na osnove analiza polnyh ravnovesnyh diagramm ih deformirovaniya (chast’ 2) [Patterns of destruction of the structure of high-strength cement concretes based on the analysis of complete equilibrium diagrams of their deformation (part 2)]. Vestnik VolgGASU. Seriya: Stroitel’stvo i arhitektura. 2012; 27: 54–62. (in Russ.)Лесовик В. С. Композиты нового поколения для специальных сооружений / В.С. Лесовик, Р.С. Федюк // Строительные материалы. 2021. № 3. С. 9–17.Lesovik V. S., Fedyuk R. S. Kompozity novogo pokoleniya dlya special’nyh sooruzhenij [New generation composites for special structures]. Stroitel’nye materialy. 2021; 3: 9–17. (in Russ.)Кострикин М. П. Эффективность дисперсного полиармирования бетона низкомодульными волокнами // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2(85). С. 128–133.Kostrikin M. P. Effektivnost’ dispersnogo poliarmirovaniya betona nizkomodul’nymi voloknami [Efficiency of dispersed polishing of concrete with low-modulus fibers]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2021; 2(85): 128–133. (in Russ.)Хегай А. О. Экспериментальные исследования деформативных свойств сталефибробетона повышенных классов / А. О. Хегай, Н. М. Кирилин, Т. С. Хегай, О. Н. Хегай // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 6(83). С. 77–82.Hegaj A. O., Kirilin N. M., Hegaj T. S., Hegaj O. N. Eksperimental’nye issledovaniya deformativnyh svojstv stalefibrobetona povyshennyh klassov [Experimental studies of the deformative properties of elevated- grade steelefibrobeton]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2020; 6(83): 77–82. (in Russ.)Storm J. A., Kaliske M., Pise M., Brands D., Schröder J. comparative study of micro-mechanical models for fiber pullout behavior of reinforced high performance concrete // Engineering Fracture Mechanics. 2021. Т. 243. P. 107506.Storm J., Kaliske M., Pise M., Brands D., Schröder J. A comparative study of micro-mechanical models for fiber pullout behavior of reinforced high performance concrete. Engineering Fracture Mechanics. 2021; T. 243: 107506.Xu M., Song S., Feng L., Zhou J., Li H., Li V. C. Development of basalt fiber engineered cementitious composites and its mechanical properties // Construction and Building Materials. 2021. Т. 266. P. 121173.Xu M. Song S., Feng L., Zhou J., Li H., Li V.C. Development of basalt fiber engineered cementitious composites and its mechanical properties. Construction and Building Materials. 2021; T. 266:121173.Holovata Z., Kirichenko D., Korneeva I., Neutov S., Vyhnanets M. Experimental studies of fiberreinforced concrete under axial tension // Materials Science Forum. 2021. Т. 1038. pp. 323–329.Holovata Z., Kirichenko D., Korneeva I., Neutov S., Vyhnanets M. Experimental studies of fiber-reinforced concrete under axial tension. Materials Science Forum. 2021; T. 1038: 323–329.Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композиционные материалы. Механика и технология / Пер. с англ. С. Л. Баженов. М.: Техносфера, 2004. 408 с.Mettyuz F. Rolings R. Kompozicionnie materiali. Mehanika i tehnologiya [Composites. Mechanics and technology]. Per. s angl. S.L. Bajenov. Moscow, Tehnosfera, 2004:408.Пухаренко Ю. В. Определение вклада фибры в формирование прочности сталефибробетона / Ю. В. Пухаренко, Д. А. Пантелеев, М. И. Жаворонков // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 1(60). С. 172–176.Puharenko Yu. V., Panteleev D. A., ZHavoronkov M. I. Opredelenie vklada fibry v formirovanie prochnosti stalefibrobetona [Determining the contribution of fiber to the formation of the strength of steel fiber concrete]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2017; 1(60):172–176. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.