Мелкозернистый бетон, дисперсно-армированный углеродным волокном тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Кухарь Илья Дмитриевич

• Кухарь Илья Дмитриевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Кухарь Илья Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Углеродное волокно для дисперсного армирования

1.2 Полимерные добавки в бетоны

1.3 Опыт применения фибробетона с углеродным волокном

1.4 Рабочая гипотеза, цель и задачи исследования

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристики сырьевых материалов

2.2 Методы проведения исследования

2.3 Математическое планирование эксперимента и статические методы обработки результатов

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УГЛЕРОДНОГО

ВОЛОКНА НА СВОЙСТВА БЕТОНОВ

3.1 Оценка влияния углеродного волокна на свойства бетонной смеси

3.2 Определение влияния углеродного волокна на прочностные свойства бетонов

3.3 Исследование взаимодействия углеродных волокон и эпоксидных смол в бетоне

3.4 Исследования сцепления углеродного волокна с бетонной матрицей

3.5 Исследование совместного влияния углеродного волокна и смолы ДЭГ-1 на прочностные свойства бетонов

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕТОНОВ С УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ И ЭПОКСИДНОЙ

СМОЛОЙ ДЭГ-1

4.1 Морозостойкость и водонепроницаемость углеродофибробетонов

4.2 Ударо- и трещиностойкость углеродофибробетонов

4.3 Определение модуля упругости и износостойкости углеродофибробетонов

4.4 Определение стойкости исследуемого состава к воздействию агрессивных сред

4.5 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЕТОНОВ С УГЛЕРОДНЫМ ВОЛОКНОМ И ЭПОКСИДНОЙ СМОЛОЙ ДЭГ-1

5.1 Опытно-производственная проверка исследований с оценкой технико-экономической эффективности углеродофибробетонов

5.2 Рекомендации по применению углеродного волокна для производства сборных и монолитных железобетонных конструкций

5.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Акт о внедрении мелкозернистого бетона с углеродным волокном для изготовления элемента тонкостенной

несъемной опалубки

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Список публикаций автора по теме диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Современные тенденции развития строительной отрасли обуславливают широкое применение различных видов композиционных материалов, одним из которых является фибробетон. Однако, существующие фибробетоны имеют ряд недостатков, которые ограничивают их применение: сталефибробетон имеет высокий коэффициент тепло- и электропроводности, в стекло- и базальтофибробе-тоне со временем наблюдается деструкция волокон, а кроме того, используемые дисперсно-армирующие элементы разрушаются под воздействием определенных агрессивных сред.

Одним из наиболее перспективных направлений исследований и разработки является получение бетонов, дисперсно-армированных углеродным волокном, которое за счет высоких физико-механических показателей, обеспечивает фибробе-тону повышенную прочность при растяжении, модуль упругости и стойкость к большинству агрессивных сред.

Работа выполнена в рамках отраслевой программы внедрения композиционных материалов, конструкций и изделий из них в строительном комплексе Российской Федерации в 2014-2020 годах, утвержденной Министерством регионального развития РФ 24 июля 2013 года, а также программы Федерального дорожного агентства по внедрению композиционных материалов (композитов), конструкций и изделий из них в 2015-2020 годах.

Степень разработанности темы

В ходе работы над диссертационным исследованием был выполнен анализ данных, приведенных в научных и патентных источниках. По результатам установлено, что широкому распространению углеродного волокна как армирующего элемента в бетонных системах препятствует его низкое сцепление с цементно -песчаной матрицей.

Соответственно, указанная причина не позволяет использовать весь потенциал фибрового армирования бетонов углеродным волокном. Результаты анализа

работ, посвященных данной тематике, позволяют сделать вывод о нескольких основных возможных способах увеличения сцепления волокна с толщей бетона, а именно:

1. Механическим путем - воздействие на волокно с целью изменения структуры его поверхности;

2. Модификация бетонной матрицы для создания обжатия волокон;

3. Модификация поверхности волокна химическим путем (аппретирование волокон);

4. Применение полимерных добавок.

При этом, вопрос разработки методов и технологических приемов по увеличению степени вовлеченности углеродного волокна в работу бетона остается открытым и является материалом для значительного количества научно-исследовательских работ.

Научная гипотеза

Использование эпоксидной смолы ДЭГ-1 в качестве добавки для бетонов с углеродной фиброй позволяет повысить адгезию между разнородными фазами, и тем самым увеличить вовлеченность фибры в работу композита и эффективно использовать высокие ФМ характеристики углерода для получения бетонов с повышенными прочностными и эксплуатационными показателями.

Цель и задачи работы

Цель работы: Разработка мелкозернистых бетонов с повышенными эксплуатационными свойствами, дисперсно-армированных углеродным волокном.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка способа изготовления бетонных смесей, содержащих равномерно распределённое углеродное волокно;

- обоснование возможности эффективного совместного использования углеродных волокон и эпоксидной смолы в мелкозернистых бетонах;

- исследование и оценка влияния эпоксидной смолы на сцепление углеродного волокна с бетонной матрицей;

- получение количественных зависимостей, определяющих основные свойства фибробетонов в зависимости от состава бетонной матрицы, содержания эпоксидной смолы и углеродного волокна;

- исследование физико-механических и эксплуатационных свойств оптимальных составов разработанных фибробетонов;

- разработка практических рекомендаций и производственная апробация полученных фибробетонов с полимерной добавкой.

Научная новизна

Установлено, что при введении агрегативно-устойчивой эмульсии эпоксидной смолы ДЭГ-1 с отвердителем №921 в мелкозернистую бетонную смесь, на углеродных волокнах образуется устойчивый поверхностный слой смолы, который приводит к формированию мелкокристаллических продуктов гидратации портландцемента на границе «цементный камень-углеродное волокно», что обеспечивает повышение сцепления волокон с цементным камнем, увеличение прочностных и эксплуатационных свойств дисперсно-армированных бетонов.

Установлены экспериментальные зависимости, демонстрирующие влияние эпоксидной смолы ДЭГ-1 с отвердителем №921 на прочностные и эксплуатационные свойства бетонов, дисперсно-армированных углеродным волокном, которые дополняют теоретические и практические результаты теории композиционных материалов.

Теоретическая значимость работы

Обоснована возможность получения эффективных мелкозернистых бетонов дисперсно-армированных углеродным волокном, за счет введения в состав агре-гативно-устойчивой полимерной эмульсии, которая адсорбируется на поверхности волокон и приводит к формированию мелкокристаллических продуктов гидратации портландцемента на границе «цементный камень - углеродное волокно», которые повышают сцепление волокон с цементным камнем и обеспечивают повышенные прочностные и эксплуатационные свойства.

Практическая значимость работы

Разработаны составы и технологические решения получения эффективных мелкозернистых бетонов дисперсно-армированных углеродным волокном (при содержании ДЭГ-1 в количестве 1,5% от массы цемента и дозировке волокна 1 кг/м3), со следующими свойствами: прочность при сжатии 78,6 Мпа (увеличение до 25,4%), прочность на растяжение при изгибе 12,1 МПа (увеличение до 42,4%), морозостойкость Б2400 (увеличение марки на 2 ступени), водонепроницаемость W20 (увеличение марки на 5 ступеней)

Разработаны рекомендации по технологии производства бетонной смеси с углеродным волокном, обеспечивающие его равномерное распределение по объему и предотвращающие «комкование».

Получены экспериментальные зависимости влияния эпоксидной смолы ДЭГ-1 с отвердителем №921 на свойства бетона с углеродным волокном, дающие возможность проектирования бетонов с прогнозируемыми физико-механическими свойствами.

Методология и методы диссертационной работы

Методологической основой исследования являлись теоретические и эмпирические методы, базирующиеся на сборе информации, ее систематизации, экспериментальных данных, анализе результатов, методах компьютерного, статистического и математического моделирования. Методология исследования основывалась на использовании базовых и фундаментальных положений теории бетонов и композиционных материалов.

Испытания, выполненные в ходе проведения экспериментальной части исследования, проводились в лабораторных условиях в соответствии с действующими ГОСТами и по специальной методике для определения показателя сцепления углеродного волокна с цементно-песчаной матрицей, с использованием материально-технической базы Национального исследовательского Московского государственного строительного университета.

Положения, выносимые на защиту:

- обоснование возможности получения бетонов дисперсно-армированных углеродным волокном с повышенными прочностными и эксплуатационными свойствами за счет дополнительного введения эмульсии эпоксидной смолы ДЭГ-1 с отвердителем №921;

- результаты экспериментальных исследований влияния содержания эпоксидной смолы ДЭГ-1 с отвердителем №921 на физико-механические свойства мелкозернистых бетонов;

- зависимости прочностных и эксплуатационных свойств фибробето-нов с углеродным волокном от рецептурных факторов, содержания добавки и коэффициента армирования;

- результаты технико-экономической оценки и опытного апробирования разработанного фибробетона.

Степень достоверности

Высокая степень достоверности достигнута и обеспечена использованием современного исследовательского оборудования; применением стандартных методов испытаний; сопоставлением полученных результатов с исследованиями отечественных и зарубежных авторов по схожим тематикам; положительными результатами промышленной апробации.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мелкозернистый бетон, дисперсно-армированный углеродным волокном»

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, вузовских конференциях и семинарах: научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные науки сегодня» (Северный Чарльстон, США, 2018); научно-практической конференции «Вопросы современных научных исследований» (Москва, 2018); научно-практической конференции «Вестник современных исследований» (Омск, 2018); научно -практической конференции «Фундаментальные прикладные разработки в области технических и физико-математических наук» (Казань, 2018); MATEC Web of conferences (Хошимин, Вьетнам, 2018).

Личный вклад соискателя заключается в [изучении теоретических основ для разработки эффективного фибробетона с углеродным волокном с заданными эксплуатационными свойствами; подготовке и проведении экспериментальных исследований по разработке эффективных бетонов, дисперсно-армированных углеродным волокном; опытной апробации результатов диссертационного исследования; подготовке научных публикаций по результатам выполненных работ.

Публикации

Материалы диссертации достаточно полно изложены в 6 научных публикациях, из которых 4 работы опубликованы в журналах, включенных в перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (Перечень рецензируемых научных изданий), и 1 работа опубликована в журнале, индексируемом в международных реферативных базах Scopus, Web of Science и других.

В диссертации использованы результаты научных работ, выполненных автором - соискателем ученой степени кандидата технических наук - лично и в соавторстве. Список опубликованных научных работ И.Д. Кухаря (лично и в соавторстве) приведен в Приложении Б.

Внедрение результатов

При содействии специалистов ООО «Трансмост Сочи» был изготовлен элемент несъемной опалубки из разработанного мелкозернистого бетона с углеродным волокном. Формование элемента происходило в подготовленной форме непосредственно на объекте строительства: «Создание сухогрузного района морского порта «Тамань», а именно: «Строительство объектов железнодорожной инфраструктуры участка от ПК 314 до ПК 362. Строительство железнодорожного путепровода на ПК 329+50». Площадь готового изделия составила 6,8 м2. В результате использования данной несъемной опалубки получен суммарный экономический эффект в размере 6643,06 рублей за счет снижения трудозатрат при проведении строительно-монтажных работ, а также снижения затрат на защи-

ту возводимой конструкции от воздействия окружающей агрессивной среды путем нанесения антикоррозийного покрытия и устройства гидроизоляции. Структура и объем работы

Диссертационная работа изложена на 123 страницах текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений, включает 28 рисунков и 36 таблиц.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Углеродное волокно для дисперсного армирования

Большое количество специалистов посвятили свои работы изучению бетонов с дисперсным армированием [2, 5, 8, 10, 12, 17, 22-25, 29, 34, 38], что говорит о безусловном положительном эффекте применения таких систем, так как матрицы, усовершенствованные волокном, отличаются повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Благодаря использованию фибры можно сэкономить сырьевые материалы, уменьшить геометрические размеры изделий без потери их несущей способности, сократить время на производство изделий и конструкций, а также изготовить специальные виды изделий (например, с повышенной стойкостью к агрессивному воздействию).

Впервые в отечественной науке исследования фибробетона относят к началу ХХ века. Описанные результаты свидетельствуют о проведении испытаний бетона, армированного распределенными по объему отрезками металлической проволоки. В дальнейшем данные разработки были запатентованы [5, 25, 39].

Более интенсивное изучение данной тематики началось в 60-е годы, в тот момент группой Европейских ученых были проведены испытания бетона с содержанием в составе стальной фибры, за счет которой удалось увеличить прочностные характеристики материала до 3-х раз. При этом, при проведении испытаний были опробованы волокна разного размера, а также менялась их дозировка [5, 25, 39]. В дальнейшем, особый вклад в изучение и исследование данной темы внесли специалисты и ученое сообщество Японии. Благодаря учреждению первого комитета по изучению дисперсно-армированного бетона в 80-х годах появляются первые нормативные документы в области фибробетона, в частности руководство по применению такого материала при строительстве транспортных сооружений (дороги, тоннели и т.д.) [5, 25, 39].

Благодаря тому, что фибра располагается в плоскости сечения изделия или конструкции и ориентирована по различным направлениям, достигается повышенная стойкость бетона с дисперсным армированием механическим и ударным

воздействием, возрастают его прочностные характеристики, а также трещино-стойкость и способность выдерживать воздействия различного характера [5, 25, 39].

Бетон, армированный стальными волокнами, обладает повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками, по этой причине указанный материал получил широкое распространение с целью возведения различных резервуаров, конструкций ограждения, а также покрытия автомобильных дорог и взлетно-посадочных полос аэродромов [5, 25, 39].

На различных континентах, включая Австралию, сталефибробетон популярен при устройстве промышленных конструкций, которые подвержены чрезвычайно интенсивным механическим воздействиям (например, движение грузового транспорта) [41, 45].

Опираясь на предыдущий опыт коллег и ученых из разных стран мира, специалисты из США применили данный бетон для устройства и ремонтных мероприятий межгородских трасс [41, 45].

Отечественный опыт в данной области также содержит информацию о применении фибробетона при устройстве дорог в Сибири и Алтайском крае, в данных регионах климатические условия создают высокие требования к эксплуатационным свойствам покрытия автомобильных дорог [47].

Несмотря на все положительные свойства бетон с армированием стальной фиброй имеет недостаток, а именно недостаточная стойкость к агрессивному воздействию по причине склонности металла к возникновению коррозионных процессов. Одним из способов решения данной проблем является применение неметаллической фибры.

На данный момент в строительной отрасли большое количество российских и зарубежных ученых посвящают свои труды изучению свойств и возможности применения композитной (неметаллической) арматуры. Ее использование обусловлено в том числе повышенной стойкостью такой арматуры агрессивным воздействиям среды [42-44]. В действие введены нормативные документы по исполь-

зованию данного способа армирования, разработаны рекомендации по проектированию конструкций, а также стандарты на методы испытаний изделий [30].

При этом, намного менее изученным и проработанным является вопрос о применении композитной фибры. Несмотря на то, что данный материал производится большим количеством предприятий, в том числе отечественными, что теоретически делает возможным массовое применение данного способа дисперсного армирования на самых различных объектах строительства [26].

Для первичного ознакомления с материалами ниже приведены сведения о физико-механических характеристиках некоторых волокон различного происхождения, а также для сравнения приведены аналогичные цифры для стальной фибры. На данный момент исходным сырьем для производства и изготовления дискретных волокон является множество материалов, среди которых сталь и полипропилен. Они обладают различными геометрическими характеристиками и конфигурацией. Основные виды и технические характеристики волокон, производимых промышленностью многих стран и применяемых для производства фибробе-тонов, представлены в Таблице 1.1 [42].

Дисперсное армирование является эффективным приемом для увеличения прочностных показателей бетона, а также положительным образом сказывается на стойкости к трещинообразованию. Указанные факторы благоприятно воздействуют на долговечность бетона и конструкций, изготовленных из такого материала [42].

Бетон с дисперсным армированием имеет повышенные эксплуатационные и физико-механические показатели. Это сказывается на способности материала эффективно работать при интенсивном механическом воздействии, а также при переменном замораживании, оттаивании и, например, в условиях повышенных температур. Для разрушения такого материала необходимо приложить примерно в 20 раз больше энергии, по сравнению с традиционным бетоном. Этим обусловлена высокая технико-экономическая эффективность конструкций из фибробетона [43]. Целесообразность дисперсного армирования обусловлена многоуровневым

процессом трещинообразования и присутствием в материале трещин от субмик-ро- до макромасштабного размера.

Таблица 1.1 - Виды и технические характеристики волокон

№ п.п. Волокно Плотность, г/см3 Прочность на растяжение, МПа Модуль упругости, МПа Удлинение при разрыве, %

1 Акриловое 1,10 210-420 2100-2150 25-45

2 Асбестовое 2,60 910-3100 68 000-70 000 0,6-0,7

3 Базальтовое 2,60-2,70 1600-3600 7 000-50 000 1,4-3,6

4 Карбоновое 1,63 1200-4000 280 000-380 000 2,0-2,2

5 Нейлоновое 1,10 770-840 4200-4500 16-20

6 Полиакрилонитрильное 1,14-1,18 600 - 900 5 000-20 000 10-35%

7 Полиамидное 0,90 720-750 1900-2000 24-25

8 Полипропиленовое 0,90 400-700 3500-8000 10-25

9 Полиэтиленовое 0,95 600-720 1400-4200 10-12

10 Полиэфирное 1,40 730-780 8400-8600 11-13

11 Стальное 7,80 600-3150 190 000-210 000 3-4

12 Стеклянное 2,60 1800-3850 70 000-90 000 1,5-3,5

13 Углеродное 2,00 2000-3500 200 000-250 000 1,0-1,6

Использование фибробетонов в строительной отрасли перспективно ввиду того, что за счет него возможно значительно уменьшить стоимость работ по подготовке арматурного каркаса, а также позволяет возводить конструкции самых разных, в том числе сложных, геометрических форм и профилей. При этом, данные конструкции отличаются высокой эксплуатационной стойкостью к различным статическим и динамическим силовым воздействиям, а также повышенной трещиностойкостью [44].

По результатам анализа теоретических сведений и проведения экспериментов установлено, что эффективность использования волокон в бетоне напрямую зависит от соотношения модулей упругости цементопесчаной матрицы и исполь-

зуемой фибры. В том случае, когда модуль упругости последней ниже, чем у бетона, то возможно увеличение только определенных показателей, среди которых ударная прочность, износостойкость и долговечность [46]. По результатам многочисленных исследований, модуль упругости тяжелого бетона (класса по прочности при сжатии от В10 до В60) колеблется в пределах 20-40 ГПа и зависит от его прочности, применяемых материалов, технологических факторов и т.п.

Степень деформативности волокна в композитной системе влияет на качество и эффективность его работы. Существующую фибру можно разделить на два типа: с повышенным относительным удлинением при механическом воздействии и разрыве (низкомодульные - ПАН, акрил, полипропилен) и высокомодульные (металл, углерод и др.) За счет использования волокон первого типа возможно увеличить в основном стойкость бетона к ударным воздействиям. Применение волокон с высоким модулем упругости позволяет получать эффективные бетонные системы, которые могут переносить различные виды воздействия без ухудшения их характеристик.

Сравнение эффективности применения волокна различного вида на свойства бетонов, также, целесообразно проводить отдельно для низкомодульных и высокомодульных волокон.

В Таблице 1.2 приведены данные о влиянии дисперсного армирования низкомодульными волокнами на свойства тяжелых бетонов (аналогов ПАН волокон).

Как следует из данных представленных в Таблице 1.2, все бетоны, армированные низкомодульными волокнами (полипропиленовое, полиакрилонитриль-ное) отличаются пониженным трещинообразованием при усадке в процессе твердения (в том числе в условиях с пониженной влажностью), пониженным водопол-гощением.

При этом заметного влияния на прочностные свойства бетонов дисперсное армирование низкомодульными волокнами практически не оказывает. Для наглядности ниже (Рисунок 1.1-1.3) представлены изображения волокон неметаллической фибры [43].

Таблица 1.2 - Влияние дисперсного армирования низкомодульными волокнами на свойства тяжелых бетонов

№ п.п. Тип волокна, наименование, производитель Геометрические размеры Реко-мендуе-мая дозировка Эффект

1 Полипропиленовое, Fiber-Ad III, Fiber-Ad Corporation США Удельный вес: 0.91 г/см3 • Предел прочности на растяжение: 0.55 - 0.69 МПа • Длина: 1.9 см. 0.1% от объема смеси Защиты бетона от раннего образования трещин при высыхании, усадке, термическом расширении.

Повышенная вибростой-

кость, гидростойкость, мо-

2 Полипропиленовое, ООО «Альянс», Россия Удельный вес: 0.91 г/см3* Модуль упругости: 570 МПа • Длина: 6, 12, 18 см. Диаметр 10 - 15 микрон. Удлинение при разрыве 25 %. Покрыта специальным составом, способствующим рассеиванию и сцеплению с цементным раствором 0,6 до 0,9 кг на 1 куб.м. состава розостойкость. Исключается появление пластических деформаций, трещин. снижается водопроницаемость и водопоглощение бетона. повышается устойчивость к истиранию, ударопрочность.

3 Полиакрилони трильное, Ricem ®, Франция Плотность: 0,25 текс • Модуль упругости: 570 МПа • Длина: 4, 6, 8, 12, 16, 24 см. Диаметр 16 микрон. Удлинение при разрыве < 13 %. от 0,8 кг/ м3 Снижение трещинообразо- вания при пластической усадке бетона, снижение во-допоглощения.

Рисунок 1.2 - Полипропиленовое волокно

Рисунок 1.3 - Углеродное волокно

По представленным сведениям видно, что углеродное волокно обладает характеристиками не ниже, чем у аналогов, оно является перспективным для изучения и практического применения.

Множество представителей исследовательского сообщества посвящают свои работы поиску исходного материала (сырья) для изготовления углеродных волокон. Принято считать, что любое вещество, способное дать большое количество коксового остатка, можно рассматривать как такое исходное сырье [39].

На данный момент самым распространённым сырьем для производства и изготовления волокнистых углеродных материалов является ПАН-волокно. По утверждённой классификации из такого сырья путем обжига при высокой температуре возможно получение углеродного волокна с высоким модулем упругости.

Указанное сырье для изготовления углеродных волокон - полиакрилонит-рил не является обычным полимером. Как правило, это тройной сополимер, в составе которого присутствует метилакрилат и незначительное количество итаконо-вой кислоты.

Впервые ПАН-волокно было произведено в середине ХХ века на территории США. Позднее подобные производства были организованы в Западной Европе и Великобритании [35-37].

При низких температурах происходит частичное, затем более глубокое обогащение продукта углеродом и формируется карбонизованное в большей или меньшей мере волокно. При дальнейшем повышении температуры в ряде случаев происходит кристаллизация и наступает фаза графита. В соответствии с этим УВ подразделяют на три класса:

1) частично карбонизованные, ТТО до 500°С, содержание С до 90% по массе;

2) карбонизованные, ТТО 800-1500°С, содержание С 91-98% по массе;

3) графитированные, ТТО выше 1500°С, содержание С выше 99% по массе.

При такой классификации все волокнистые углеродные материалы можно

разделить на две большие группы: низко- и высокотемпературные [35-37].

Также, говоря о классификации углеродного волокна, следует отметить о существовании фибры различного геометрического размера. Стандартизированных размеров дисперсной арматуры на основе углеродного волокна не существует. При этом:

1. Особенность технологии производства позволяет изготовить волокна любой длины, но типовыми считаются размеры 3-30 мм;

2. Диаметр волокна зависит от исходного сырья и технологии производства.

По результату анализа исследований зарубежных специалистов [47-51] было установлено, что наиболее широкое распространение для проведения экспериментальных испытаний получили волокна с длиной 3-10 мм и диаметром 6-18 мкм. По данным значениям произведен расчет соотношения длины волокна к его диаметру, фактическое значения составило ориентировочно 500-1500.

Несмотря на впечатляющие физико-механические характеристики углеродной фибры, она имеет существенный недостаток для применения в бетонах, а именно - гладкую поверхность.

Это обусловлено тем, что эффективность применения и работы фибры в бетоне напрямую зависит от степени ее вовлеченности в работу композита, а этого можно добиться за счет высокого сцепления волокна с бетонной матрицей. Гладкая поверхность углеродного волокна не позволяет полностью исключить проскальзывания при возникновении усилий и, соответственно, делает его применение отчасти бесполезным. Множество исследований было направлено на модификацию подобной фибры различными способами с целью увеличения адгезии с бетоном [47-51]. Однако, несмотря на все усилия, серьезных успехов в этой области достичь не удалось по причине высочайшей стойкости волокна к различным воздействиям. Данную проблему возможно решить применением в составе бетона полимерных добавок, которые способствуют улучшению прочностных показателей бетона и делают смесь более удобоукладываемой, а также могут снизить показатели ползучести и усадки. За счет их использования увеличивается плотность смеси и ее эксплуатационные характеристики.

1.2 Полимерные добавки в бетоны

Основное назначение кольматирующих добавок - способствовать заполнению пор в бетоне веществами, которые не растворяются в воде. К данным добавкам предъявляются требования, они должны увеличивать марку по водонепроницаемости ориентировочно на 2 и более.

Основное назначение таких добавок - увеличивать плотность раствора или бетона, что приводит к увеличению долговечности материала, особенно это важно в тех случаях, когда необходимо обеспечить качественную работу конструкции в неблагоприятных (агрессивных) средах.

Наиболее распространены в качестве кольматирующих добавок водорастворимые вещества, а также тонкодисперсные активные минеральные вещества [38].

К водорастворимым добавкам, создающим уплотняющий эффект, относятся различные соли (железо, кальций, алюминий), а также смолы, далее по тексту указаны базовые свойства и характеристики данных материалов.

Смолы ДЭГ-1, ТЭГ-1 и другие оказывают благоприятное влияние на структуру бетона и его однородность, перераспределяя капилляры и поры по телу материала, увеличивают деформационные характеристики и создают плотную зону контакта. Подобное воздействие смол приводит к большей долговечности конструкций и изделий из обработанного бетона.

ХЖ, НЖ, СЖ - добавки II класса, они улучшают структурные и эксплуатационные свойства бетона вступая в химическую реакцию с вяжущими, являются катализаторами. В ходе такой реакции между такими добавками и цементом (а также продуктами его гидратации) появляются вещества, которые трудно растворяются водой, они и уплотняют новообразованный цементный камень.

Исследователями, занимающимися изучением механизма действия полимерных добавок [39], а также возможности их применения в бетонных композитах [40] указывается, что основой механизма их действия состоит в образовании

на поверхности частиц вяжущего и заполнителя тонкой пленки, которая обладает хорошими адгезионными свойствами. Благодаря указанному процессу происходит значительный рост эксплуатационных характеристик бетона, улучшаются показатели проницаемости и межзерновые пространства заполняются продуктами реакции.

Бетон на основе портландцемента является на данный момент самым распространённым строительным материалом. Но, несмотря на массовость его применения он имеет следующие недостатки:

- пористость часто не позволяет бетону эффективно работать в суровых условиях знакопеременных температур;

- значительная потеря прочностных показателей при воздействии кислот;

- низкая коррозионная стойкость к воздействию различных агрессивных сред (например, морская вода).

Однако, указанные выше недостатки возможно нивелировать полной или частичной заменой (добавлением в состав) полимеров. Такие материалы зачастую называют «П-бетоны». Эффективность работы таких бетонов обеспечивается за счет введения значительного количества полимеров в состав, которые оказывают существенное влияние на свойства материала и его структуру. Композитные материалы, получаемые путем различного дозирования полимерной добавки или вовлечением полимерных армирующих элементов можно разделить на следующие группы:

1) Цементно-полимерные бетоны. Материал на основе минерального вяжущего в состав которого входят высокомолекулярные соединения в виде полимерных добавок. Наибольшее распространение ПВАЭ (эмульсии на основе поливи-нилацетата) и латексные соединения, их дозировка может доходить до 1/4 от массы цемента, а также водорастворимые смолы в количестве до 2% от массы вяжущего. Данные вещества вводятся непосредственно в бетонную смесь при ее приготовлении.

Основная особенность цементно-полимерных бетонов - наличие в составе органического связующего и цемента. В процессе структурообразования и удале-

ния из бетона воды полимерное вещество образует на поверхности зерен заполнителя и цемента поверхностную пленку с высокими адгезионными показателями. Данная пленка способна улучшать работу композитного материала и увеличивает способность сопротивляться внутренним напряжениям. В результате использования полимерных добавок может быть достигнуто увеличение прочностных и эксплуатационных характеристик бетона.

Использование цементно-полимерных бетонов целесообразно при строительстве определенного вида конструкций. Повышенная стойкость к механическому воздействию используется при возведении промышленных полов и взлетно-посадочных полос аэродромов. Стойкость к коррозии данного бетона позволяет использовать его при строительстве резервуаров для продуктов химической промышленности.

2) Полимербетоны. Отличается от традиционного бетона заменой минерального вяжущего на полимерное. В качестве такого вяжущего чаще всего используют термореактивные смолы (например, фурановые). Для получения качественного бетона необходимо использовать модификаторы, пластификаторы и отвердители. Процесс образования структуры такого материала происходит при обычно температуре или с сухим подогревом.

Тонкодисперсные наполнители (кварцевая мука, микрокремнезем и т.д.), используемые в полимербетонах, позволяют сократить расход вяжущего, как следствие значительно увеличить экономическую целесообразность использования подобного бетона. Также, наполнители улучшают свойства конечного бетона, так как происходит прирост прочности, уменьшается ползучесть и усадка, незначительно увеличивается теплостойкость.

В отличие от рядового тяжелого бетона, при производстве полимербетона используется щебень фракции до 20 мм, а также традиционный кварцевый песок. При этом, перемешивание происходит в сухом состоянии.

Характеристики полимербетона существенно зависят от количества и свойств вяжущего (смолы), рецепта бетонной смеси, технологии производства и физико-механических показателей исходных нерудных компонентов. Наиболее

высокие прочностные показатели возможно получить при использовании эпоксидной смолы. При этом, бетоны с таким вяжущим отличаются также пониженной пористостью, высокой стойкостью к абразивному воздействию, а также хорошо работают в условиях агрессивных сред. К недостаткам такого бетона традиционно относят низкую стойкость к температурному воздействию и повышенную деформативность.

Благодаря высокой коррозионной стойкости, бетоны с полимерным вяжущим часто используется при строительстве различных химических производств. Также данный материал традиционно применяется при устройстве полов промышленных предприятий и различного вида ремонте железобетонных конструкций.

1.3 Опыт применения фибробетона с углеродным волокном

Области рационального применения бетонов с УВ для производства сборных бетонных и железобетонных изделий обусловлены рядом специальных свойств подобных фибробетонов, которые и определяют эффективность их применения в конкретных случаях.

В Таблице 1.3 приведен перечень специальных свойств тяжелых бетонов с УВ, которые позволяют рекомендовать применение данной фибры для определенных железобетонных изделий. Выбор определенных типов железобетонных изделий обусловлен особенностями их эксплуатации, при которой применение УВ будет эффективно в различной степени.

Также, применение УВ приведет к положительному эффекту в бетонных и железобетонных изделиях, имеющих рифленую поверхность, выступающие элементы, многочисленные отверстия или высокие требования к качеству поверхности. Введение УВ снизит возможность образования сколов и усадочных трещин на поверхностях и гранях подобных изделий.

Особо эффективно применение УВ в высококачественных и высокопрочных бетонах, составы которых содержат активные минеральные добавки, расширяющие компоненты и различные химические добавки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кухарь Илья Дмитриевич, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баженов, Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. - М.: АСВ, 2002 -

500 с.

2. Вахмистров, А.И. Высокопрочный сталефибробетон для высотного строительства / А.И. Вахмистров [и др.] / Вестн. строительного комплекса. - 2007. - № 10(49). - С. 51.

3. Бочарников, А.С. Дисперсно-армированные композиционные материалы на основе цементных вяжущих для конструкций защитных сооружений / А.С. Бочарников. - Липецк.: ЛГТУ, 2004. - 261 с.

4. Базанов, С.М. Механизм разрушения бетона при воздействии сульфатов / С.М. Базанов / Строительные материалы. - 2004. - № 9. - С. 46-48.

5. Горб, А.М. Фибробетон - история вопроса, нормативная база, проблемы и решения / А.М. Горб, И.А. Войлоков / ALITInform международное аналитическое обозрение. - 2009. - № 2. - C. 34-43.

6. Берг, О.Я. О предельном состоянии железобетонных конструкций по долговечности бетона /О.Я. Берг / Бетон и железобетон. - 1964. - №11. - С.25-27.

7. Дворкин, Л. И. Оптимальное проектирование составов бетона / Л. И. Дворкин. - Львов: Высшая школа. Изд-во при Львов, ун-те, 1981. - 160 с.

8. Клюев, C.B. Высокопрочный фибробетон для промышленного и гражданского строительства / C.B. Клюев / Magazine of Civil Engeneering. - 2012.-№8. - С. 42-45.

9. Королев, К.М. Некоторые свойства бетонов, армированных различными видами волокна / К.М. Королев, Г.Н. Платонова / В кн.: Тяжелый бетон и его разновидности. - М.: 1981. - C. 46-50.

10. Коваленко, В.В. Исследование работоспособности восстановленного фибробетона при различных армирующих волокнах / В.В. Коваленко / Научный вестник НГУ. - №9-10. С. 26-29.

11. Крылов, Б.А. Фибробетон и фиброцемент за рубежом / Б.А. Крылов / Строительные материалы, изделия и конструкции. ЦНИИС. Обзорная информация. - 1979. - № 5. - 53 с.

12. Леонович, И.А. Применение фибробетона в строительстве и его упругие свойства / И.А. Леонович, Т.С. Самолыго / Проблемы современного бетона и железобетона: сб. тр.: в 2 ч. Ч. 1. Бетонные и железобетонные конструкции. -Минск: Стринко, 2007. - С. 239 - 249.

13. Лобанов, И.А. О некоторых предпосылках технологического упрочнения дисперсно-армированных бетонов / И.А. Лобанов / В сб.: Производство строительных изделий и конструкций. - Л.:ЛИСИ, 1973. - № 35. - C. 52-55.

14. Мещерин, В. Предупреждение трещинообразования в бетоне с помощью фиброармирования / В. Мещерин / Бетон и железобетон. - 2012. - №1(6). С. 50-57.

15. Павленко, В.И. Свойства фибробетона и перспективы его применения: аналитический обзор. - Рига: ЛатНИИН-ТИ, 1978. - 52 с.

16. Парфенов, A.B. Ударная выносливость бетонов на основе стальной и синтетической фибры: автореф. дис канд.тех. наук: 05.23.05 / A.B. Парфенов. -Уфа., 2004. - 20 с.

17. Парфенов, A.B. Ударная выносливость бетонов на основе стальной и синтетической фибры: автореф. дис канд.тех. наук: 05.23.05 / A.B. Парфенов. -Уфа., 2004. - 20 с.

18. Рабинович, Ф.Н. Эффективность применения сталефибробетона в промышленном строительстве / Ф.Н. Рабинович, Г.А. Шикунов / Применение фибробетона в строительстве. - ЛДНТП. - 1985. - C. 9-15.

19. Расчет параметров дискретного армирования сталефибробетона / А.С. Бочарников [и др.] / Строительные материалы. - 2007. - №6. - C.72-73.

20. Рекомендации по проектированию и изготовлению сталефибробтон-ных конструкций - М: НИИЖБ Госстроя CCCP, 1987. - 148 с.

21. Соколова В.Ф., Курбатов Л.Г., Боровских И.Н., Рабинович Ф.Н., Сте-рин B.C. Об эффективности применения сталефибробетона в конструкциях желе-

зобетонных забивных свай // Основания, фундаменты и механика грунтов. — 1985. — №6. — С.4-7.

22. Пухаренко, Ю. В. Полидисперсное армирование строительных композитов /Ю.В. Пухаренко, И.У. Аубакирова / Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2011. - № 2 (145). - С. 2-3.

23. Пухаренко, Ю. В. Эффективные области использования различных армирующих волокон в бетонах и растворах / Ю.В. Пухаренко / Стройпрофиль. -2003. - № 6. - С. 95-96.

24. Пухаренко, Ю.В. Высокопрочный сталефибробетон / Ю.В. Пухаренко, В.Ю. Голубев / Промышленное и гражданское строительство. - 2007. -№ 9. - C. 40-41.

25. Рабинович, Ф.Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов / Ф.Н. Рабинович. - М.: АСВ, 2011. - 642 с.

26. Сурова, И.К. Исследование сопротивления бетона удару: автореф. дис. канд. техн. наук / И.К. Сурова. - Л., 1977. - 140 с.

27. Сурова, И.К. Сопротивление дисперсно-армированного бетона продольному удару / И.К. Сурова / Дисперсноармированные бетоны и конструкции из них. - Рига: ЛатИНТИ, 1977. - С. 76 - 78.

28. Тупицина, B.H. Исследование морозостойкости фибробетона при градиентном напряженном состоянии / B.H. Тупицина, E.H. Митрофанов / Исследования и испытания новых типов строительных конструкций для жилищно -гражданского строительства: Сб. научн. тр. ЛенЗНИИЭП. - Л., 1978. - C.40-45.

29. Ромкин, Д.С. Влияние возраста высокопрочного бетона на его физико-механические и реологические свойства: автореф. дисс. ... канд. техн. наук / Д.С. Ромкин. - М., 2010. - 12 с.

30. Шабанова-Амелина, Е.А. Влияние дисперсности на конечную прочность структур твердения в зависимости от растворения исходного вяжущего / Е.А. Шабанова-Амелина, Е.Е. Сегалова, П.А. Ребиндер / Коллоидный журнал. -1963. - том 25, № 3. - C. 42-49.

31. Штарк, И. Второе международное совещание по химии и технологии цемента. - M.: Стройиздат - 2000. - C. 64-94.

32. Талантова, K.B. Основы создания сталефибробетонных конструкций с заданными свойствами / K.B. Талантова / Бетон и железобетон. - 2003. - № 5. C. 4-8.

33. Соловьев, В.Г. Повышение эффективности применения композитной стеклопластиковой фибры в бетонах / Строительные материалы. 2017. №4. С. 6871.

34. Соловьев, В.Г. Эффективность взаимодействия различных видов фибры с бетонной матрицей / Наука и бизнес: пути развития. 2018. №5. С. 55-60.

35. Соловьев, В.Г. Эффективность взаимодействия различных видов фибры с бетонной матрицей / Перспективы науки. 2018. №6. С. 53-67.

36. Ненахов, С.А. Адгезия. Основные термины и определения / Клеи. Герметики. Технологии. - 2007. - №4. - С.2-6.

37. Попов К. Н. Полимерные и полимерцементные бетоны растворы и мастики: Учеб. пособие для СПТУ / Попов К. Н. - М.: Высш. Шк.; 1987. - 72 с.

38. Саталкин А.В. Цементно-полимерные бетоны. / А.В. Саталкин, В.А. Солнцева, О.С. Попова — Л.: Стройиздат, 1971. - 169 с.

39. Beddar M. Fiber reinforced concrete: past, present and future / Научн. труды 2-й Всероссийской (междунар.) конф. по бетону и железобетону. М., 2005. -T. 3. - С. 228-234.

40. Садыковская, Л.Н. Зависимость прочности сцепления асбеста с цементным камнем от длины волокна / Л.Н. Садыковская / Влияние технологических факторов на свойства асбестоцемента: Труды НРШАСБЕСТЦЕМЕНТ. -1973. Вып. 29. - C. 168-175.

41. Соломатов, В.И. Проблемы современного строительного материаловедения / В.И. Соломатов / Общие проблемы и решения теории и практики строительного материаловедения: Сб. науч. тр. - Казань: КГАСА. Ч.1, 1996. - С. 3-9.

42. Грахов, В. П. Проблемы и перспективы развития рынка композитных материалов в Российской Федерации /Экономика и предпринимательство. - 2015. - №. 12-2. - С. 84-88.3

43. Бузовская, А. Р. Инновационные материалы в строительстве /Новая наука: От идеи к результату. - 2016. - №. 3-1. - С. 8-12. Цискрелли, Г.Д. О масштабном эффекте в бетонах / Г.Д. Цискрелли, Г.Л. Лекишвили / Бетон и железобетон. - 1966. - №10. - С. 29-31.

44. Теплова, Ж. С. Стеклопластиковая арматура для армирования бетонных конструкций /Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - №. 9. - С. 24.

45. Чайка, В.В. Обороноспособность страны зависит от качества дорог / В.В. Чайка / Известия. - 2000. - № 95.

46. Исследование свойств композитной арматуры на основе стеклянных и базальтовых волокон /Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2015. - №. 3. - С. 18-21.

47. Tanaka T., Watanabe V. Laboratory Preparation of Expansive Cements // Semento Gijutsu Nempo.- Tokyo Japan.- 1955.- v. 9.- P. 103-117.

48. Lossier, H. Bulletin de l'Association Шетайот1е du Ingres des Chemiks de Fer / H. Lossier. - 1948. - Vol. 25, № 6, p. 370.

49. Loussier G. Silikates Industrielles / G. Loussier. - 1960. - № 7, p. 54-60.

50. Mather B. Cement and Concrete research / B. Mather. -1973. - №5, vol. 3. p. 69-624

51. Mehta P.K. Cement and Concrete research / P.K. Mehta. -1973. - №1, vol. 2. p. 109-110

52. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

53. ГОСТ 310.3-76 «Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема».

54. ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии».

55. ГОСТ 10181-2014 «Смеси бетонные. Методы испытаний».

56. ГОСТ 22685-89 «Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия».

57. ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».

58. ВСН 56-97 «Проектирование и основные положения технологий производства фибробетонных конструкций».

59. Рабинович Н.Ф. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции: монография / Н.Ф. Рабинович. - М.: АСВ, 2004. - 560 с.

60. ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости».

61. ГОСТ 12730.5-84* «Бетоны. Методы определения водонепроницаемости».

62. ГОСТ 24452-80 «Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона».

63. ГОСТ 13087-81 «Бетоны. Методы определения истираемости».

64. ГОСТ 27677-88 «Защита от коррозии в строительстве. Бетоны. Общие требования к проведению испытаний».

65. ГОСТ 29167-91 «Бетоны. Методы определения характеристик трещи-ностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении».

66. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. - Мн.: Изд-во БГУ, 1982. - 302 с.

67. Налимова, В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / Налимова В.В., Чернова Н.А. - М.: Наука, 1965. - 326 с.

68. Носов, С.В. Планирование эксперимента: учеб. пособие / Носов С.В. -Липецк: ЛГТУ, 2003. - 85 с.

69. Соловьев, В.Г. Особенности производства сталефибробетонных изделий и конструкций / Строительные материалы. 2014. №3. С. 18-21.

70. Соловьев, В.Г. Особенности формирования структуры сталефибробе-тона при тепловой обработке / Строительные материалы. 2015. №9. С. 43-46.

71. Елсуфьева, М.С. Применение расширяющихся добавок в стале-фибробетоне / Строительные материалы. 2014. № 8. С. 60-63.

72. Рабинович Ф.Н. Об оптимальном армировании сталефибробетонных конструкций / Бетон и железобетон. 1986, № 3. С. 17-19

73. Холмянский М. М. Контакт арматуры с бетоном. / Холмянский М. М. - М.: Стройиздат, 1981. - 184 с.

74. Rangelov M. Using carbon fiber composites for reinforcing pervious concrete // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 126 - P. 875-885.

75. El-Nemr A. Bond-dependent coefficient of glass - and carbon-FRP bars in normal- and high-strength concretes / El-Nemr A., Ahmed E. A., Barris C., Benmokrane B. // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 113. - P. 77-89.

76. Banthia N. Dynamic Tensile Fracture of Carbon Fiber Reinforced Cements, // Proc., Int'l Conf. on Recent Developments in FRC, - Cardiff, Sept. 1989. - P. 251-260.

77. Ohama Y., Properties of Carbon Fiber Reinforced Cement with Silica Fume. / Y. Ohama, M. Amano, M. Endo // Concrete International. - 1985. - Vol. 7, No. 3. - P. 58-62.

78. Хотеев, Е.А. О перспективах применения в России стеклопластиковых армирующих элементов на основе европейского опыта / Транспортное строительство. 2015. № 1. С. 10-13.

79. El-Nemr A. Bond-dependent coefficient of glass - and carbon-FRP bars in normal- and high-strength concretes / El-Nemr A., Ahmed E. A., Barris C., Benmokrane B. // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 113. - P. 77-89.

80. Rangelov M. Using carbon fiber composites for reinforcing pervious concrete // Construction and Building Materials. - 2016. - Vol. 126 - P. 875-885.

81. Щеткова, Е. А. Повышение прочности сцепления при сдвиге в зоне контакта «сталь-бетон» /Вестник гражданских инженеров. - 2015. - №. 6. - С. 7075.

82. Иванов, И. К. Применение химических добавок в бетон - ключ к решению технологических проблем / И. К. Иванов / Строительные материалы. -2006. - №10. -С. 36-38.

83. Мокшин, Д. И. Классификация пластифицирующих добавок / Д. И. Мокшин, К. С. Гаусс, Р. И. Мокшин / Новая наука: Теоретический и практический взгляд. - 2016. -№ 9(99). - С. 132-136.

84. Баженов Ю. М. Бетонополимеры / М.: Стройиздат. - 1983. - C. 472.

85. Саталкин А.В. Цементно-полимерные бетоны. / А.В. Саталкин, В.А. Солнцева, О.С. Попова — Л.: Стройиздат, 1971. - 169 с.

86. Пособие по применению химических добавок в производстве сборного железобетона. -М.: НИИЖБ, 1991. -35с.

87. Узаева, А. А. Ремонтные составы на основе полимерных вяжущих / Инновации и инвестиции. - 2016. - №. 4. - С. 134-139.

88. Мокшин Д. И. Обзор добавок для смесей, бетонов и растворов / Д. И. Мокшин, К. С. Гаусс, Р. И. Мокшин / Инструменты и механизмы современного инновационного развития: сб. статей междунар. научно-практической конф. -Москва, 2016. - С. 27.

89. Robin, P.J, and Calderwood, R.W., 1978 "Explosive testing of Fiber Reinforced Concrete", Concrete (London), V.12, №1, pp. 26-28.

90. Hahn H. Properties of Polyacrylonitrile Fiber Reinforced Concrete. // Session on Fiber Reinforced Concrete. - Vol. 105. - Baltimore, Nov.1986. - pp. 13-16.

91. Daniel J. I. Acrylic Fiber Reinforced Cement Composites / Third International Symposium on Developments in Fibre Reinforced Cement and Concrete. // RILEM Symposium FRC 86. - Vol. 1. - July 1986, pp. 352-360

92. Hannant D. J. Fibre Cements and Fibre Concretes. / John Wiley and Sons, Ltd., - N.Y., 1978. - p. 213-215.

93. Banthia N. Dynamic Tensile Fracture of Carbon Fiber Reinforced Cements, // Proc., Int'l Conf. on Recent Developments in FRC, - Cardiff, Sept. 1989. - P. 251-260.

94. Ohama Y., Properties of Carbon Fiber Reinforced Cement with Silica Fume. / Y. Ohama, M. Amano, M. Endo // Concrete International. - 1985. - Vol. 7, No. 3. - P. 58-62.

95. Ali M.A. Carbon-Fibre Reinforcement of Cement. // Cement and Concrete Research. - 1972. - Vol. 2. - P. 201-212.

96. Walton P.L. Cement Based Composites with Mixtures of Different Types of Fibres. // Composites. - Sept. 1975. - P. 209-216.

97. Paramasivan P. Study of Fiber Reinforced Concrete, First Australian Conference on Engineering Materials. // The University of New South Wales. - 1974. - P. 333-350.

98. Casamatta D.M., Synthetic Fiber Reinforced Concrete. // Code News. -Dec. 1986. - No. 6. - P. 9-14.

99. Ramakrishnan V. Performance Characteristics and Fatigue of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete. // American Concrete Institute. - Detroit, 1987. - Vol. 105. - P. 159-177.

100. Vondran G.L. Fatigue Strength of Polypropylene Fiber Reinforced Concretes, Fiber Reinforced Cements and Concretes: Recent Developments, edited by R. N. Swamy and B. Barr. // Elsevier Applied Science. - London, New York, 1990. - P. 533543.

101. Jo Y.K. J. Hardening Properties of Epoxy-Modified Cement Composites without Hardener. // Polymers & Polymer Composites.- 2016. - Vol. 24, No. 3. -P.195-204

102. Ariffin, N. F., Strength properties and molecular composition of epoxy-modified mortars / Ariffin N. F., Hussin M. W., Mohd Sam A. R., Bhutta M. A. R., Abd. Khalid N. H., Mirza J. // Construction and Building Materials. - 2015. - Vol. 94. -P. 315-322.

103. Ariffina, N.F. Mechanical properties and self-healing mechanism of epoxy mortar. // Journal Technology (Sciences & Engineering). - 2015. - Vol. 77, No. 12. - P. 37-44.

104. Lukowsk, P. Studies on the microstructure of epoxy-cement composites. // Archives of civil engineering. - 2016. - Vol. 32, No.2. - P. 101-113.

105. Feiteira, J. Polymer action on alkali-silica reaction in cement mortar. // Cement and Concrete Research. - 2013. - Vol. 44. - P. 97-105.

106. Baldisseraa, A.F. Epoxy-modified Portland Cement: Effect of the Resin Hardener on the Chemical Degradation by Carbon Dioxide. // Energy Procedia. - 2014. - Vol. 114. - P. 5256 - 5265

107. Muñoz-Vélez M.F. Effect of fiber surface treatment on the incorporation of carbon nanotubes and on the micromechanical properties of a single-carbon fiber-epoxy matrix composite. // EXPRESS Polymer Letters. - 2017. - Vol.11, No.9 - P. 704-718.

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Акт о внедрении мелкозернистого бетона с углеродным волокном для изготовления элемента тонкостенной несъемной опалубки

о произволе! венном внедрении результатов диссертационной работы Кухари Ильи Дмитриевича ча тему «Мелк-озсрнистый бетон, дисперсно

Мы, нижеподписавшиеся, составили настоящий акт о том, что на объекте строительстпа ООО «Трансмост Сочи» и субподрядной организации ООО «Строймоетал 1»я 11с» был мзготовлен элемент песъемной тонкостенной опалубки из углсродофиоропетона с добавлением эпоксидной водорас торн мой смолы ДЭГ-1. Указанный элемент был использован при повзедеш-ж мостолой опоры при бетонировании ростверка, площадь опалубки составила 6,8 м2

Для произволе! ка работ исполыопапись следующие материалы: -портландцемент.М5СЮ производства цементного завода Ilolciin; -песок Мк 2,5 гратнийио-песчаною карьера «Сутсжи»; -мнкрокремнезем МКГУ-85 производства «Юргинекий ферросплавный чатюд»;

-водорастовримая смола ДЭГ-1 с отвердителем; -vi. юрод на я фибра FibARMFiberC диаметром волокна б мкм; -гиперпластификатор на основе пол и к арб оксилатаБ ika V iscoC rctc 5— New (SVC5N),

В результате использования данной несъемной опалубки получен суммарный экономический -эффект в размере 8363,06 pyfviait за счет снижения трудозатрат при проведении строительно-момтжных работ, а также снижения затрат на защиту возводимой конструкции от воздействия

АКТ

ярмиропя ннып углеродным волокном»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б — Список публикаций автора по теме диссертационной работы

Публикации в изданиях, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий:

1. Соловьев В.Г., Нуртдинов М.Р., Кухарь И.Д., Беликов С.С., Матюшин Е.В. Повышение истираемости фибробетона за счет введения микрокремнезема // Транспортное строительство. 2018. №8. С. 19-21.

2. Соловьев В.Г., Бамматов А.А., Нуртдинов М.Р., Кухарь И.Д. Эффективность взаимодействия различных видов фибры с бетонной матрицей // Наука и бизнес: пути развития. 2018. №5. С. 57-61.

3. Соловьев В.Г., Нуртдинов М.Р., Кухарь И.Д. Применение водорастворимой эпоксидной смолы в мелкозернистых углеродофибробетонах // Перспективы науки. 2018. №6. С. 71-74.

4. Соловьев В.Г., Кухарь И.Д., Беликов С.С., Матюшин Е.В. Мелкозернистый бетон, дисперсно-армированный углеродным волокном // Транспортное строительство. 2018. №12. С. 3-6.

Статьи, опубликованные в журналах, индексируемых в международных реферативных базах Scopus:

5. Solov'Ev, V., Nurtdinov, M., Kukhar, I Effective concrete types with carbon fiber//MATEC Web of Conferences. 2018.193,03049. DOI: 10.1051/matecconf/201819303049

Статьи, опубликованные в других научных журналах и изданиях:

6. Кухарь И.Д. Актуальные вопросы применения полимерных добавок в фибробетоне / / Сборник трудов конференции «Фундаментальные и прикладные науки сегодня». - М.: НИЦ Академический, 2018. С. 92-95.