Rostov-on-Don, Rostov-on-Don, Russian Federation
employee from 01.01.2021 until now
Don State Technical University (kafedra Avtomobil'nye dorogi )
graduate student from 01.01.2021 until now
Rostov-na-Donu, Rostov-on-Don, Russian Federation
Rostov-on-Don, Russian Federation
VAC 2.1.2 Основания и фундаменты, подземные сооружения (Технические науки)
VAC 2.1.3 Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение (Технические науки)
VAC 2.1.5 Строительные материалы и изделия (Технические науки)
VAC 2.1.6 Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (Технические науки)
VAC 2.1.7 Технология и организация строительства (Технические науки)
VAC 2.1.8 Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей (Технические науки)
VAC 2.1.9 Строительная механика (Технические науки)
VAC 2.1.10 Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства (Технические науки)
VAC 2.1.11 Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (Технические науки)
VAC 2.1.12 Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности (Технические науки)
VAC 2.1.13 Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов (Технические науки)
VAC 2.1.14 Управление жизненным циклом объектов строительства (Технические науки)
VAC 2.1.15 Безопасность объектов строительства (Технические науки)
UDK 624.05 Организация и технология строительно-монтажных работ. Оборудование строительной площадки
GRNTI 67.01 Общие вопросы строительства
BBK 308 Монтаж, эксплуатация, ремонт машин и промышленного оборудования
A modified mobile installation has been developed for creating slab fiber-reinforced concrete and fiber-reinforced concrete elements with a directional orientation of the fibers in two directions according to the proposed mechanical technology. The presented mechanical technology for creating slab fiber-reinforced concrete and fiber-reinforced concrete elements will make it possible to provide a mutually perpendicular orientation of the fibers in various layers of the structure, which will allow for the most complete inclusion of each fiber fiber into the work of the element. Also, due to the use of a mobile installation for laying fiber-reinforced concrete mix, specially designed and modified to work with slab elements, a uniform distribution of fibers in the body of concrete will be mechanically ensured.
concrete, reinforced concrete, fiber-reinforced concrete, fiber
Введение. Ранее на страницах данного журнала авторами была приведена технология изготовления линейных фибробетонных и фиброжелезобетонных элементов с направленной ориентацией фибр по направлению действия основных растягивающих напряжений, действующих в эленменте. Данная технология позволит получить элементы в которых каждое фибровое волокно наиболее эффективно включается в работу элемента, по сравнению с обычными фибробетонными и фиброжелезобетонными элементами, в которых фибровое волокно расположено в теле бетона хаотично. Процесс укладки фибробетонной смеси предлагалось производить с помощью специально разработанной мобильной установки, которая обеспечивала равномерное распределение фибр в теле элемента и их направленное ориентирование. Однако, технология создания ориентации фибровых волокон в бетоне представляет существенный интерес не только применительно к линейным, но и к плитным элементам. Наиболее актуален вопрос создания послойного и разнонаправленного ориентирования фибр, что позволило бы значительно увеличить вклад каждого фибрового волокна в работу плитного элемента. При этом, несмотря на наличие разработанных и апробированных технологий, позволяющих получить частично ориентированное расположение фибр в бетонной матрице, анализируя особенности изготовления плитных элементов можно говорить об актуальности именно механического способа ориентирования фибр в бетоне. Дело в том что большая часть проведенных исследований была направлена на ориентирование фибр уже после их перемешивания с бетонной смесью в бетоносмесителе, что является традиционным способом изготовления фибробетонной смеси, не требующим дополнительного оборудования. Однако, после совместного смешивания фибры и бетона, полученная смесь имеет повышенную жесткость, фибровое волокно распределяется неравномерно и хаотично, вплоть до образования комков из фибровых волокон, что усложняет процесс укладки смеси в опалубку и получение однородной смеси. После этого, даже с применением магнитного поля достаточно проблематично произвести ориентирование фибровых волокон в определенном направлении и получить фибробетон с заданными характеристиками. Также, в предлагаемых методиках подразумевается отсутствие крупного заполнителя в виде щебня, что мало применимо для изготовления плитных элементов.
В связи с вышеизложенным, авторами планируется разработка технологии создания плитных фибробетонных и фиброжелезобетонных элементов с направленной ориентацией фибр в двух направлениях, а также разработка модифицированной мобильной установки для укладки фибробетонной смеси применимой для работы с плитными элементами.
1. Особенности конструкции модифицированной мобильной установки для плитных фибробетонных и фиброжелезобетонных элементов с направленной ориентацией фибр в двух направлениях по предлагаемой механической технологии.
Изложенная в предыдущей публикации механическая технология позволяет создавать послойное направленное ориентирование фибр, при которой фибры располагаются вдоль действующих в конструкции растягивающих напряжений и может успешно применяться для линейных фибробетонных и фиброжелезобетонных элементов.
Однако линейными элементами ареал применения предлагаемой технологии далеко не исчерпывается.
Если обеспечить в различных слоях конструкции взаимно перпендикулярное направление в ориентации фибр, то это позволит использовать предлагаемую технологию для изготовления не только линейных, но и плитных элементов с различными условиями опирания и работающих в двух направлениях.
Схема движения и конструкция модифицированной мобильной установки для послойной разнонаправленной ориентации фибр при изготовлении плитных элементов представлена на рис.1 и 2 соответственно.
Для создания первого слоя плитного элемента с продольной ориентацией фибр производится первая проходка установки (рис.1 б) с ориентированием фибр в два этапа.
Первый - предварительное ориентирование фибр в заданном продольном направлении производится путем заполнения опалубки плиты из бункера установки на заданную толщину первого слоя, регулируемую скоростью перемещения бункера и подвижностью смеси.
Второй - окончательное ориентирование фибры в заданном продольном направлении производится проходкой ножей гребёнки при одновременном вибрировании.
Так формируется первый слой – с продольной ориентацией фибр.
Для создания второго слоя с иным – теперь уже поперечным расположением фибр – установка разворачивается под углом 900 и производится вторая проходка установки (рис.1 б) с ориентированием фибр в те же два этапа. При этом осуществляется заполнение опалубки вторым слоем бетонной смеси (рис.1 в), при котором фибры располагаются теперь перпендикулярно по отношению к первому слою.
Так формируется второй слой – уже с поперечной ориентацией фибр.
Описанный процесс повторяется с изменением направления на каждом слое до тех пор, пока форма не будет наполнена послойно и разнонаправленно на всю высоту своего сечения провибрированной фибробетонной смесью.
Рис.1. Схема послойной ориентации фибр (а) и схема движения установки для формирования первого (б) и второго слоя (в) при изготовлении плитных стале-фибробетонных элементов с послойной разнонаправленной ориентацией фибр.
Использование предлагаемой механической технологии позволяет задавать любое послойное ориентирование фибр в конструкции и получить максимальный эффект от применения фибробетонов. При этом отметим возможность регулирования в широких пределах толщины слоя и взаимного угла расположения фибр в слоях элементов.
Рис.2. Схема модифицированной мобильной установки для бетонирования плитных элементов с направленной ориентацией фибр
1 – бункер для подачи фибробетонной смеси; 2 – выравнивающая гребенка;
3 – опалубка плиты; 4 – вибрирующий элемент.
Отличие в конструкции модифицированной мобильной установки для бетонирования плитных элементов с направленной ориентацией фибр от установки для линейных элементов, заключается только в конструкции подающего бункера и более широкой гребёнке. Особенности конструкции подающего бункера для плитных элементов представлены на рис.3.
Рис.3. Конструкция бункера подачи фибробетонной смеси для плитных элементов : 1 – стальные стенки бункера; 2 – место выхода фибробетонной смеси
из бункера.
Выводы. Анализируя сказанное выше, можно сделать следующие выводы:
- обеспечение в разных слоях конструкции взаимно перпендикулярного направления ориентации фибр позволит использовать предлагаемую технологию не только для линейных, но и для плитных элементов с различными условиями опирания и работающих в двух направлениях;
- предлагаемое двухэтапное механическое ориентирование фибровых волокон в каждом слое позволит обеспечить равномерное распределение фибры в теле бетона и его направленность в направлениях основных растягивающих усилий, действующих в элементе;
- использование предлагаемой технологии позволяет производить послойное ориентирование фибр в конструкции любой конфигурации, с возможностью регулирования толщины каждого слоя в широких пределах, что обеспечивает максимальный эффект от применения фибробетонов.
1. L. R. Mailyan, R. L. Mailyan, A. V. Shilov, Raschet prochnosti izgibaemyh fibrobetonnyh elementov s vysokoprochnoy armaturoy, Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arhitektura 4 (1997) 4–7
2. R. L. Mailyan, L. R. Mailyan, A. V. Shilov, M. T. Abdallah, Izgibaemye elementy iz keramzitofibrobetona s vysokoprochnoy armaturoy bez predvaritel'nogo napryazheniya i pri chastichnom, Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo 12 (1995) 19–23
3. L. R. Mailyan, P.A. Shilov, A.A. Shilov, PM №209258 Mobil'naya ustanovka dlya ukladki fibrobetonnoy smesi, publ. 10.02.2022. Donskoy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet, 2022.
4. SP 52-104-2006*. Stalefibrobetonnye konstrukcii. – M.: OAO «NIC Stroitel'stvo», 2010.
5. Abolin'sh, D. S. Dispersno haoticheski armirovannyy beton kak dvuhfaznyy material i nekotorye eksperimental'nye dannye o ego prochnosti pri central'nom szhatii i izgibe / D. S. Abolin'sh, V. K. Kravinskis // Issledovaniya po mehanike stroitel'nyh materialov i konstrukciy. – Riga: RPI, 1969. – Vyp.4. – C. 117 - 123.
6. Vylekzhanin, V. P. O sovmestnoy rabote sterzhnevoy i fibrovoy armatury v izgibaemyh stalefibrozhelezobetonnyh elementah / V. P. Vylekzhanin, V. I. Grigor'ev // Issledovanie i raschet novyh tipov prostranstvennyh konstrukciy grazhdanskih zdaniy: sb. nauch. tr. – L.: LENZNIIEP, 1985. – S. 69 - 77.
