sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2022-19-5-752-761sibadi-1541Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАCONSTRUCTION AND ARCHITECTUREОценка эффективности дисперсного армирования бетонов по показателям прочности и трещиностойкостиEvaluation of dispersion reinforcement in concrete in terms of strength and crack resistancehttps://orcid.org/0000-0003-1989-0595ПухаренкоЮ. В.PukharenkoYu. V.

Пухаренко Юрий Владимирович – д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой ТСМиМ; гл. науч. сотр.

г. Москваг. Санкт-Петербург

Yury V. Pukharenko – Dr. of Sci., Professor; head of the Technology of Building Materials and Metrology Department; Principal Researcher

MoscowSt. Petersburg

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

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

г. Санкт-Петербург

Dmitrii A. Panteleev – Cand. Sci., Associate Professor, Technology of Building Materials and Metrology Department. Scopus Author ID 57226886877, SPbGASU

St. Petersburg

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

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

г. Санкт-Петербург

Mikhail I. Zhavoronkov – Cand. of Sci., Associate Professor; Technology of Building Materials 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 Federation202212112022195752761Copyright © 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.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1541

Введение. Целью исследования являлась оценка эффективности дисперсного армирования бетонов по показателям прочности и трещиностойкости.Материалы и методы. При проведении исследований применены методы испытаний, регламентируемые положениями национальных стандартов, применялось оборудование, специально разработанное для проведения настоящего исследования.Результаты. Представлены результаты испытаний фибробетонов, изготовленных с применением низкомодульных и высокомодульных волокон.Обсуждение и заключение. В результате анализа приведенных данных показано, что для оценки эффективности и правильного выбора армирующих волокон недостаточно характеризовать фибробетон только прочностью на растяжение при изгибе. Для более точной оценки предлагается использовать характеристики трещиностойкости, например, критический коэффициент интенсивности напряжений или дополнять описание преимуществ дисперсного армирования особенностями поведения фибробетона под нагрузкой.

Introduction. The purpose of the study was to evaluate the effectiveness of dispersed concrete reinforcement in terms of strength and crack resistance.Materials and methods. When conducting research, test methods were used, regulated by the provisions of national standards, equipment specially designed for this study was used.Results. The results of testing fiber-reinforced concretes made using low-modulus and high-modulus fibers are presented.Discussion and conclusions. As a result of the analysis of the data presented, it is shown that in order to assess the effectiveness and the correct choice of reinforcing fibers, it is not enough to characterise fiber-reinforced concrete only by tensile strength in bending. For a more accurate assessment, it is proposed to use crack resistance characteristics, for example, the critical stress intensity factor, or to supplement the description of the advantages of dispersed reinforcement with the features of the behavior of fiber-reinforced concrete under load.

фибробетонтрещиностойкостьпрочностьнизкомодульная фибравысокомодульная фибрадиаграмма деформированияfiber-reinforced concretecrack resistancestrengthlow-modulus fiberhigh-modulus fiberdeformation diagramСтатья публикуется по результатам проведения научно-исследовательской работы, проводимой в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ научно-педагогическими работниками СПбГАСУ (ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет») в 2022 году.The article is published based on the results of the research work carried out as part of the competition for research grants by scientific and pedagogical staff of Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU) in 2022.ReferencesПухаренко Ю. В., Пантелеев Д. А., Жаворонков М. И. Влияние вида фибры и состава матрицы на их сцепление в фибробетоне. Вестник СибАДИ. 2022;19(3):436–445. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-3-436-445Pukharenko Yu.V., Panteleev D.A., Zhavoronkov M.I. Influence of fiber type and matrix composition on adhesive strength in fiber reinforced concrete. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2022;19(3):436-445. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2022-19-3-436-445Пухаренко Ю. В., Морозов В. И., Пантелеев Д. А., Жаворонков М. И. Определение прочности сцепления армирующих волокон с матрицей в фибробетоне. 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 bond strength of reinforcing fibers with a matrix in a fibrobeton]. Stroitel’nye materialy. 2020; 3: 39–43. (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.)Чернышов Е. М., Коротких Д. Н. Определяющие соотношения показателей сопротивления разрушению цементных бетонов и параметров их структуры // Строительство и реконструкция. 2015. № 2 (58). С. 167–174.Chernyshov E. M., Korotkih D. N. Opredelyayushchie sootnosheniya pokazatelej soprotivleniya razrusheniyu cementnyh betonov i parametrov ih struktury [Etermining the ratios of indicators of resistance to destruction of cement concretes and parameters of their structure]. Stroitel’stvo i rekonstrukciya. 2015; 2 (58): 167–174. (in Russ.)Storm J. A comparative study of micro-mechanical models for fiber pullout behavior of reinforced high performance concrete / J. Storm, M. Kaliske, M. Pise, D. Brands, J. Schröder // Engineering Fracture Mechanics. 2021. V. 243. P. 107506.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; 243: 107506.Xu M. Development of basalt fiber engineered cementitious composites and its mechanical properties / Xu M., Song S., Feng L., Zhou J., Li H., Li V. C. // 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; 266: 121173.Степанов М. В., Моисеенко Г. А. Диаграммы деформирования мелкозернистого высокопрочного бетона и высокопрочного сталефибробетона при сжатии // Строительство и реконструкция. 2019. № 3 (83). С. 11–21.Stepanov M. V., Moiseenko G. A. Diagrammy deformirovaniya melkozernistogo vysokoprochnogo betona i vysokoprochnogo stalefibrobetona pri szhatii [Diagrams of deformation of fine-grained high-strength concrete and high-strength steel fiber concrete during compression]. Stroitel’stvo i rekonstrukciya. 2019; 3(83): 11–21. (in Russ.)Лесовик В. С., Федюк Р. С. Композиты нового поколения для специальных сооружений // 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.)Travush V. I., Konin D. V., Krylov A. S. Strength of reinforced concrete beams of high-performance concrete and fiber reinforced concrete // Magazine of civil engineering. 2018. № 1 (77). pp. 90–100.Travush V. I., Konin D. V., Krylov A. S. Strength of reinforced concrete beams of high-performance concrete and fiber reinforced concrete. Magazine of civil engineering. 2018;1 (77): 90–100.Рабинович Ф. Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции. М.: Издательство АСВ, 2004. 560 с.Rabinovich F. N. Kompozity na osnove dispersno armirovannyh betonov. Voprosy teorii i proektirovaniya, tekhnologiya, konstrukcii [Composites based on dispersed reinforced concrete. Questions of theory and design, technology, design]. Moscow: Izdatel’stvo ASV, 2004. 560. (in Russ.)Дураченко А. В. К вопросу применения фибробетонов для ремонта дорожных покрытий/ А. В. Дураченко // Сборник докладов Международного онлайн-конгресса: фундаментальные основы строительного материаловедения. 2017. С. 303–306.Durachenko A. V. K voprosu primeneniya fibrobetonov dlya remonta dorozhnyh pokrytij/ A. V. Durachenko [On the use of fibrobetons for repairing road surfaces]. Sbornik dokladov Mezhdunarodnogo onlajn-kongressa: fundamental’nye osnovy stroitel’nogo materialovedeniya. 2017: 303–306. (in Russ.)Белькова Н. А. Разработка составов фибробетона для устройства полов и стяжек / Н. А. Белькова, Э. И. Крюков, Д. А. Ткачева // Химия, физика и механика материалов. 2019. № 3 (22). С. 4–13.Bel’kova N. A., Kryukov E. I., Tkacheva D. A. Razrabotka sostavov fibrobetona dlya ustrojstva polov i styazhek [Development of fiber concrete compositions for the construction of floors and ties]. Himiya, fizika i mekhanika materialov. 2019; 3 (22): 4–13. (in Russ.)Уткин Д. Г. Прочность изгибаемых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры / Д. Г. Уткин // Строительство и реконструкция. 2021. № 1 (93). С. 85–95.Utkin D. G. Prochnost’ izgibaemyh zhelezobetonnyh elementov s zonnym armirovaniem iz stal’noj fibry [Strength of bent reinforced concrete elements with zone reinforcement made of steel fiber]. Stroitel’stvo i rekonstrukciya. 2021;1 (93): 85–95. (in Russ.)Уткин Д. Г. Прочность сжатых и внецентренно сжатых железобетонных элементов с зонным армированием из стальной фибры / Д. Г. Уткин // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 99–109.Utkin D. G. Prochnost’ szhatyh i vnecentrenno szhatyh zhelezobetonnyh elementov s zonnym armirovaniem iz stal’noj fibry [Strength of compressed and eccentrically compressed reinforced concrete elements with zone reinforcement made of steel fiber]. Stroitel’stvo i rekonstrukciya. 2022; 1 (99): 99–109. (in Russ.)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 [Improving methods for determining the power and energy characteristics of fracture resistance of fibrobetone]. Vestnik MGSU. 2019. T. 14. Vyp. 3: 301–310. (in Russ.)Колчунов В. И., Кузнецов К. Ю., Федоров С. С. Модель критерия трещиностойкости и прочности плосконапряженных конструкций из высокопрочного фибробетона и фиброжелезобетона // Строительство и реконструкция. 2021. № 3 (95). С. 15–26.Kolchunov V. I., Kuznecova K. Yu., Fedorov S. S. Model’ kriteriya treshchinostojkosti i prochnosti ploskonapryazhennyh konstrukcij iz vysokoprochnogo fibrobetona i fibrozhelezobetona [Model of the criterion of crack resistance and strength of plane-stressed structures made of high-strength fiber concrete and fiber concrete]. Stroitel’stvo i rekonstrukciya. 2021; 3 (95): 15–26. (in Russ.)Злепко А. Ю. Трещиностойкость фиброцемента армированного стальной проволочной фиброй // Молодой ученый. 2020. № 6 (296). С. 57–61.Zlepko A. Yu. Treshchinostojkost’ fibrocementa armirovannogo stal’noj provolochnoj fibroj [Crack resistance of fiber cement reinforced with steel wire fiber]. Molodoj uchenyj. 2020; 6 (296): 57–61. (in Russ.)Зерцалов М. Г., Хотеев Е. А. Экспериментальное определение характеристик трещиностойкости фибробетона // Вестник МГСУ. 2014. № 5. С. 91–99.Zercalov M. G., Hoteev E. A. Eksperimental’noe opredelenie harakteristik treshchinostojkosti fibrobetona [Experimental determination of fracture resistance characteristics of fibrobetone]. Vestnik MGSU. 2014; 5: 91–99. (in Russ.)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. Vyp. 26. 2012: 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.)

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