ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИБРЫ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

Введение

Наиболее распространенным материалом в современном строительстве является тяжелый бетон. Основной функциональной задача – это восприятие и передача физико-механической нагрузки [1]. Однако, для повышения функциональной нагрузки требуется регулирование электротехнических свойств бетона [2]. 

Введение модифицирующих компонентов различной морфологической структуры позволяет повысить физико-механические характеристики минеральной матрицы, а в случае применения электропроводящих добавок - понизить и стабилизировать удельное объемное сопротивление. В свою очередь, это позволит применять их в качестве микронагревательных элементовв конструкционных и отделочных материалах. 

В исследованиях [2] установлено, что применение углеродсодержащие компонентов приводит к снижению удобоукладываемости смеси. Для нивелирования данного эффекта вводят различные химические добавки: пластификаторы, гиперпластификаторы [2].

Таким образом, представленные в данной работе аспекты влияния комплексного модифицирования на физико-механические и электротехнические свойства тяжелого бетона являются актуальными для современного строительного материаловедения. 

Материалы и методы исследований

В рамках исследования составы тяжелого бетона были модифицированы комплексом добавок: углеродное волокно «Monsterfiber» (длина - 6 мм.; плотность - 1,69-1,81 г/см³); гиперпластификатор «Stahement-2000-М»; кварцевый песок, с Мк= 2,25; щебень, фракции 5-20мм; кальций азотнокислый;

Соотношение компонентов экспериментальных составов представлено в таблице 1.

Таблица 1

Таблица экспериментальных составов (в расчете на 1 м³)

Результаты и обсуждения

Результаты испытаний показали, рис.1, что введение в состав микрофибры в количестве 1% от массы вяжущего позволило снизить удельное объемное сопротивление до 0,1 кОм・см, при этом механическая прочность модифицированный состава, составила .

Рисунок 1. Результаты механических и электротехнических испытаний серии образцов контрольного и электропроводящего (ECON 4) составов

Анализ макроструктуры позволил установить, что применение поликарбоксилатного пластификатора позволяет обеспечить равномерное распределение фибры в минеральной матрице, рис. 2.

Выводы

Введение углеродного волокна совместно с гипреплатификатором позволяет снизить удельное объемное сопротивление до 0,1 кОм・см и повысить механическую прочность, на 17% выше контрольного.

Установлено, что использование химических добавок способствует оптимальному распределению частиц углеродной фибры в структуре минеральной матрицы, что снижает объемное сопротивление матрицы.