Установлены закономерности изменения удельной энергоемкости разрушения мелкозернистого бетона в зависимости от содержания базальтового волокна (фибры) и воздействия циклов замораживания-оттаивания. Энергоемкость определялась при помощи вертикального копра К.И. Сыскова, в качестве дисперсной армирующей фазы применялось базальтовое волокно Æ23 мкм, длиной 6 мм. Циклическому замораживанию-оттаиванию подвергались образцы, насыщенные раствором хлористого натрия по третьему ускоренному методу (температура замораживания -50±5 °С) в соответствии с ГОСТ 10060.0-95 и 10060.2-95. Установлено, что дисперсное армирование мелкозернистого бетона базальтовой фиброй способно увеличить его энергоемкость разрушения до 1,8÷1,9 раз. При воздействии 5 циклов замораживания-оттаивания снижение энергоемкости разрушения неармированных образцов достигает 58% от исходной. Энергоемкость разрушения образцов, содержащих 2 и 4% базальтовой фибры, после 5 циклов по-прежнему превосходит энергозатраты на разрушение образцов контрольной неармированной серии в 1,2÷1,6 раз соответственно. Полученные закономерности могут быть использованы при разработке составов бетонов и конструкций из них, более стойких к воздействию ударных нагрузок и знакопеременных температурных воздействий. Область применения: строительство и эксплуатация различных бетонных конструкций в условиях Севера и рудников криолитозоны
The article presents the results of the investigations aimed to relate variation in energy consumption of fined-grained concrete destruction, content of basalt fiber and cyclic freeze-thaw effect. The energy consumption of fine-grained concrete destruction was determined using the vertical impact testing machine by Syskov, the reinforcement of concrete was basalt fibers with a diameter of 23 μm and 6 mm long. Concrete samples saturated with sodium chlorite solution were subjected to cyclic freeze and thaw by the third rapid method (freezing temperature 50±5°С) as per state standards GOST 10060.0-95 and 10060.2-95. It is found that dispersed reinforcement of fine-grained concrete with basalt fibers increases energy consumption of concrete destruction up to 1.8-1.9 times. The fiber-reinforced concrete samples are capable to resist impact loading after effect of alternating temperature. After 5 freeze and thaw cycles, reduction in the energy consumption of nonreinforced concrete destruction reaches 58% of initial value...

Приведены некоторые результаты исследований по определению влияния базальтовой фибры длиной 6 мм и диаметром 23 мкм на прочность мелкозернистого бетона (цементно-песчаной матрицы) при изгибе и сжатии, в том числе после знакопеременных температурных воздействий. Установлено, что наибольшее увеличение прочности мелкозернистого бетона при изгибе на 31÷36% наблюдается при содержании фибры в количестве 4÷6% от массы сухих компонентов смеси (цемент + песок). Существенного прироста предела прочности при сжатии - не наблюдается, кроме того, при содержании фибры в количестве 6% происходит снижение прочности на 16% от образцов исходной (неармированной) серии. Воздействие 5 циклов замораживания-оттаивания по третьему ускоренному методу (температура замораживания минус 50±5 °С, ГОСТ 10060.2-95) привело к снижению прочности при изгибе образцов неармированной серии на 73% от исходной, в то время как прочность образцов содержащих фибру в количестве 2 и 4% снизилась на 40 и 35% соответственно. При испытаниях на сжатие воздействие 5 циклов замораживания-оттаивания привело к снижению прочности образцов контрольной неармированной серии на 47%, в то время как, снижение прочности у образцов содержащих фибру в количестве 2% составило 5% от контрольной, что в соответствии с ГОСТ 10060.0-95 соответствует марке морозостойкости F200. Полученные результаты свидетельствуют, что дисперсное армирование мелкозернистого бетона базальтовой фиброй способно увеличить его морозостойкость, сопротивляемость нагрузкам при изгибе и сжатии и тем самым расширить область его применения.
The article presents some research findings on the effect of basalt fiber 6 mm in length with a diameter of 23 μm on strength of fine-grained concrete (cement-and-sand matrix) under bending, compression and alternating thermal forces. It is found that the maximum increase in the bending strength of concrete by 31-36% is reached at the fiber content of 4-6% of dry mixture weight (cement+sand). There is no considerable increment in the compressive strength; moreover, at the fiber content of 6%, the compressive strength decreases by 16% as compared with the initial (non-reinforced) specimens. Exposure to 5 accelerated freezing-thawing cycles (freezing temperature 50±5°С, State Standard GOST 10060.2-95) resulted in the reduction in the bending strength of non-reinforced specimens by 73% as against the untreated specimens whereas the strength of the specimens with the fiber content of 2 and 4% lowered by 40 and 35%, respectively. In the compression testing, 5 freezing-thawing cycles decreased the strength of the check non-reinforced specimens by 47% while the decrease in the strength of the reinforced specimens with the fiber content of 2% made 5% as against the check specimens, which corresponded to the freeze resistance grade F200 in compliance with GOST 10060.2-95. The obtained results prove that disperse reinforcement of fine-grained concrete with basalt fiber can increase freezing resistance of concrete and its resilience under bending and compression, which expands application field of concrete.