Properties of dispersed fibers for efficient concrete reinforcement

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The question of increasing the reliability and durability of reinforced concrete structures is a priority. One of the ways to increase the strength of concrete is using of dispersed reinforcement. The interest of using of fiber-reinforced concrete in Russia, as well as in Europe, Asia and the USA has increased significantly in recent ten years. The improvement of the physical and mechanical properties of concrete is noted to depend on the reinforcement parameters, such as the volume content of the fiber, the characteristics of the dispersed reinforcement, the structure of the concrete matrix, etc. Authors consider various types of fibers for dispersed concrete reinforcement, specifically polypropylene, polyethylene, nylon, acrylic, polyester, cotton, asbestos, glass, basalt, steel, carbon. Description of the main advantages and disadvantages of each type of fiber is given. Comparative characteristics are presented in terms of density, tensile strength, modulus of elasticity, elongation at fracture of the materials used to manufacture the fiber. The influence of fibers on crack strength of fiber-reinforced concrete under impact loads is studied. Analytical review of existing works found that it is possible to achieve a significant increase of strength of fiber-reinforced concrete in axial compression, tension, tension in bending, shear compared to ordinary heavy concrete.

Sobre autores

Alexey Markovich

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: markovich-as@rudn.ru
ORCID ID: 0000-0003-3967-2114

PhD in Civil Engineering, Associate Professor of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

6 Miklukho-Maklya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Darya Miloserdova

Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

Autor responsável pela correspondência
Email: miloserdova-da@rudn.ru
ORCID ID: 0000-0003-0835-528X

Assistant, PhD student of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

6 Miklukho-Maklya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Bibliografia

  1. Nekrasov V.P. The latest techniques and tasks of reinforced concrete technology. St. Petersburg: Elektropechatnya K. Chetverikova; 1909. (In Russ.)
  2. Nekrasov V.P. The latest methods and tasks of reinforced concrete technology: a system of free bonds. Cement, Its Derivatives and Application: XII Congress of Russian Cement Technicians. Saint Petersburg, 1909. p. 294–348. (In Russ.)
  3. Nekrasov V.P. Concrete indirect arming method. Moscow: Transpechat' Publ.; 1925. (In Russ.)
  4. Porter H.F. Preparation of concrete from selection of materials to final disposition. Proceedings of the National Association of Cement Users. 1910;(6):191.
  5. Biryukovich K.L., Biryukovich Yu.L., Biryukovich Yu.D. Cement mortar reinforced with fiber. Kiev: Budivel'nik Publ.; 1964. (In Russ.)
  6. De Vekey R.C., Majumdar A.J. Determining bond strength in fibre reinforced composites concrete. Research. 1968;20(65):322.
  7. Rabinovich F.N. Composites based on dispersed reinforced concrete. Questions of theory and design, technology, constructions. Moscow: ASV Publishing; 2011. (In Russ.)
  8. Pukharenko Yu.V. Scientific and practical foundations for the formation of the structure and properties of fiber-reinforced concrete (dissertation abstract). Saint Petersburg; 2004. (In Russ.)
  9. Panteleev D.A. Polyreinforced fiber concretes using amorphous metal fibers (dissertation abstract). Saint Petersburg; 2016. (In Russ.)
  10. Pukharenko Yu.V., Aubakirova I.U., Nikitin V.A., Staroverov V.D. Structure and properties of nanomodified cement systems. Science and Innovation in Construction – SIB2008: Modern Problems of Construction Materials Science and Technology (vol. 1, book 2). Voronezh; 2008. p. 424–429. (In Russ.)
  11. Pukharenko Yu.V., Aubakirova I.U., Skoblikov V.A., Letenko D.G., Nikitin V.A., Charykov N.A. Application of nanosystems in the steel fibrous concrete production. Bulletin of Civil Engineers. 2011;(3(28)):77–81. (In Russ)
  12. Kluev S.V., Lesovik R.V. Dispersion-reinforced fine-grained concrete using polypropylene fiber. Beton i Zhelezobeton. 2011;(3):7–9. (In Russ.)
  13. Kluev A.V. Steel fiber reinforced concrete for prefabricated monolithic construction. Vestnik BGTU imeni V.G. Shuhova. 2011;(2):60–63. (In Russ.)
  14. Nizina T.A., Balukov A.S. Experimental-statistical models of properties of modified fiber-reinforced fine-grained concretes. Magazine of Civil Engineering. 2016;(2(62)):13–26.
  15. Volkov I.V., Gazin E.M. Fiber reinforcement for concrete. Proceedings of the 1st All-Russian Conference on Concrete and Reinforced Concrete. Moscow: Association “Zhelezobeton;” 2011. p. 1171–1179. (In Russ.)
  16. Kurbatov L.G., Rabinovich F.N. About the efficiency of concrete reinforced with steel fibers. Beton i Zhelezobeton. 1980;(3):6–7. (In Russ.)
  17. Makhova M.F. Basalt fiber materials. Obzor VNIIESM. Moscow; 1989. (In Russ.)
  18. Krylov B.A., Korolev K.M. (eds.) Fiber concrete and its application in construction. Moscow: NIIZhB Publ.; 1979. (In Russ.)
  19. Swamy R.N. (ed.) Fibre Reinforced Cement and Concrete: Proceedings of the RILEM International Symposium. London; 1975.
  20. Rabinovich F.N. Concrete dispersed fiber reinforced. Obzor VNIIESM. Moscow; 1976. (In Russ.)
  21. Buchkin A.V. Fine-grained concrete of high corrosion resistance, reinforced with fine basalt fiber (dissertation abstract). Moscow; 2011. (In Russ.)
  22. Vojlokov I.A., Kanaev S.F. Basalt fiber reinforced concrete. Historical digression. Inzhenerno-Stroitel'nyj Zhurnal. 2009;(4):26–31. (In Russ.)
  23. Voilokov I.A. Fibre-reinforced concrete – background. Normative base, problems and solutions. Alitinform: Cement, Concrete, Dry Mixes. 2009;(2):44–53. (In Russ.)
  24. Mailyan R.L. Recommendations for the design of reinforced concrete structures made of expanded clay concrete with fiber reinforcement with basalt fiber. Rostov-on-Don: SevkavNIPIagroprom Publ.; 1996. (In Russ.)
  25. Rabinovich F.N. Prediction of time changes in the strength of glass fiber cement composites. Steklo i Keramika. 2003;(2):32–38. (In Russ.)
  26. Rabinovich F.N., Zueva V.N, Makeeva L.V. Stability of basalt fibers in the environment of hydrated cements. Steklo i Keramika. 2001;(12):29–32. (In Russ.)
  27. Saraikina K.A., Golubev V.A., Semkova E.N. Basalt fiber alkali-resistance and methods of its increase. Vestnik PNIPU. 2012;(1):185–192. (In Russ.)
  28. Urkhanova L.A., Lkhasaranov S.A., Rozina V.Y., Buyantuev S.L., Bardakhanov S.P. Increased corrosion resistance of basalt reinforced cement compositions with nanosilica. Nanotekhnologii v Stroitel’stve. 2014;6(4):15–29. (In Russ.)
  29. Willam R.S. Fibrous concrete field batching sequences. ACI Journal. 1974;(10):504–505.
  30. Rabinovich F.N. Features of the destruction of fiber-reinforced concrete slabs under impact loads. Beton i Zhelezobeton. 1980;(6):9–10. (In Russ.)
  31. Talantova K.V., Miheev N.M. Investigation of the influence of the properties of steel fibers on the performance characteristics of steel-fiber-reinforced concrete structures. Polzunovskij Vestnik. 2011;(1):194–198. (In Russ.)
  32. Abolinsh D.S., Kravinskis V.K. Dispersed randomly reinforced concrete as a two-phase material and some experimental data on its strength under central compression and bending. Issledovaniya po Mekhanike Stroitel'nyh Materialov i Konstrukcij. 1969;(4):117–123. (In Russ.)
  33. Kosarev V.M. Experimental theoretical studies of the strength and deformability of bending and centrally compressed elements of steel-fiber-concrete structures under short-term load (dissertation abstract). Leningrad; 1980. (In Russ.)
  34. Alexandrov V.N., Teterin Yu.I, Gukov S.E. Steel fiber type “Volan” for steel-fiber-reinforced concrete structures of underground structures. Podzemnoe Prostranstvo Mira. 1995;(1):42–44. (In Russ.)
  35. Dorf V.A., Krasnovskii R.O., Kapustin D.E., Gorbunov I.A. Influence of fiber characteristics on cubic and prism strength of steel fiber reinforced concrete with cement-sand matrix. Beton i Zhelezobeton. 2013;(6):6–9. (In Russ.)
  36. Solovyov B.V., Ziva A.G., Anisimov V.E. Fiber-reinforced road and airfield pavement slabs. In: Kurbatov LG. (ed.) The Use of Fiber-Reinforced Concrete in Construction. Leningrad: LDNTP Publ.; 1985. p. 73–78. (In Russ.)
  37. Kosarev V.M. On the structural strengthening of concrete using dispersed fiber reinforcement. In: Research and Calculation of Experimental Structures from Fiber-Reinforced Concrete: Collection of Scientific Papers. Leningrad: Otd. obobshcheniya otech. i zarubezh. opyta i NTI LenZNIIEPa Publ.; 1978. p. 70–75. (In Russ.)
  38. Rozina V.E. Fine-grained basalt fiber-reinforced concrete with nanosilica (dissertation abstract). Ulan-Ude; 2015. (In Russ.)
  39. Abdulhadi M.A. Comparative study of basalt and polypropylene fibers reinforced concrete on compressive and tensile behavior. International Journal of Engineering Trends and Technology. 2014;(9):295–300.
  40. Borovskikh I.V. High-strength fine-grained basalt fiber-reinforced concrete (dissertation abstract). Kazan; 2009. (In Russ.)
  41. Jin S., Zhang X., Zhang J., Shen X. Experimental study on anti-splitting tensile properties of the chopped basalt fiber reinforced concrete. International Forum on Energy, Environment and Sustainable Development (IFEESD 2016), Shenzhen, 16–17 April 2016. Shenzhen; 2016. p. 282–289.
  42. Kizilkanat A.B. Mechanical properties and fracture behavior of basalt and glass fiber reinforced concrete: an experimental study. Construction and Building Materials. 2015;100:218–224.
  43. Perfilov V.A., Zubova M.O. The influence of basalt fibers on strength of fine-grained fibrous concrete. Internet-Vestnik VolgGASU. 2015;(1(37)):1–4. (In Russ.)
  44. Zubova M.O. Fine-grained concretes with the use of basalt fiber and complex modifying additives (dissertation abstract). Volgograd; 2014. (In Russ.)
  45. Zhuravskaya I.V. Strength and deformability of basalt fiber-reinforced concrete and combined reinforced elements under low-cycle load (dissertation abstract). Kiev; 1991. (In Russ.)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».