Stress-Strain State of Steel Fiber-Reinforced Concrete under Compression Taking into Account Unloading from Inelastic Region

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The purpose of the study is to examine the physical and mechanical characteristics of steel fiber-reinforced concrete under compression, including: modulus of elasticity, Poisson ratio, values of ultimate strains under compression, values of compressive strength with different percentages of dispersed reinforcement. An experimental investigation program, which included the production of cube samples measuring 100×100×100 mm, as well as a compression test under static loading, taking into account unloading from the region of inelastic deformations, was developed and carried out. Two types of steel fiber were chosen as dispersed reinforcement: hooked end and wave shape. The volume content of steel fiber in the cube samples was 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 %. As a result of the investigation, the strength and deformation characteristics of steel fiber reinforced concrete under compression were obtained. Based on the experimental data, actual strain diagrams of steel fiber reinforced concrete were constructed, taking into account the type of reinforcing fibers and the percentage of reinforcing fiber. Based on the obtained diagrams, a law of deformation of steel fiber reinforced concrete is proposed, which can be described by a polynomial function of the fourth order with constant coefficients that determine the shape of the stress-strain curve. The presented research results can be used in developing a methodology for physically nonlinear analysis of steel fiber reinforced concrete elements with a percentage of dispersed reinforcement from 0.5 to 2.0 %.

Авторлар туралы

Vladimir Agapov

RUDN University

Email: agapovpb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1749-5797
SPIN-код: 2422-0104

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Civil Engineering, Engineering Academy

Moscow, Russia

Alexey Markovich

RUDN University; National Research Moscow State University of Civil Engineering

Email: markovich-as@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-3967-2114
SPIN-код: 9203-1434

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

Moscow, Russia

Prashanta Dkhar

RUDN University

Email: dkhar-p@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-7888-5350
SPIN-код: 5670-7662

Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

Moscow, Russia

Darya Golishevskaia

RUDN University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: miloserdova-da@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0003-0835-528X
SPIN-код: 1276-6516

Assistant of the Department of Civil Engineering, Academy of Engineering

Moscow, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Rabinovich F.N. Composites based on dispersed reinforced concrete. Questions of theory and design, technology,constructions: monograph. Moscow: ASV Publ.; 2011. (In Russ.) EDN: QNPRVR
  2. Markovich A.S., Miloserdova D.A. Properties of dispersed fibers for efficient concrete reinforcement. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(2):182–192. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/18155235-2022-18-2-182-192
  3. Pukharenko Yu.V., Aubakirova I.U., Skoblikov V.A., Letenko D.G., Nikitin V.A., Charykov N.A. Application ofnanosystems in the steel fibrous concrete production. Bulletin of civil engineers. 2011;3(28):77–81. (In Russ.) EDN: OPHUOT
  4. Kluev A.V. Steel fiber reinforced concrete for prefabricated monolithic construction. Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. 2011;(2):60–63. (In Russ.) EDN: NYATIP
  5. Talantova K.V., Mikheev N.M. A kinetic study of the alcoholic fermentation reaction using a pine nut shell as apacking element. Polzunovskij vestnik. 2011;(1):194–198. (In Russ.) EDN: OCSKFP
  6. Gorokhov M.S. Crack resistance of fiber-reinforced concrete with steel anchor fiber. Bulletin of the State University of Marine and River Fleet named after Admiral S. O. Makarov. 2014;5(27):47-53. (In Russ.) EDN: SWLTOF
  7. Markovich A.S., Miloserdova D.A. Properties of dispersed fibers for efficient concrete reinforcement. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(2):182–192. (In Russ.) https://doi.org/10.22363/18155235-2022-18-2-182-192
  8. Khegai A.O., Kirilin N.M., Khegai T.S., Khegai O.N. Experimental investigation of stress-strain properties of steelfiber reinforced concrete of the higher classes. Bulletin of civil engineers. 2020;6(83):77–82. (In Russ.) https://doi.org/10.23968/1999-5571-2020-17-6-77-82
  9. Karpenko N.I., Moiseenko G.A. Investigation of the properties of high-strength steel fiber concrete with aminimum effective fiber content under loads of various durations. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022;18(6):503–514. (In Russ.) http://doi.org/10.22363/1815-5235-2022-18-6-503-514
  10. Yoo D.-Y., Banthia N. Impact resistance of fiber-reinforced concrete — A review. Cement and Concrete Composites. 2019;104:2019. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103389
  11. Yusuf M.S., Isak A.B., Mohamud G.A., Warsame A.H., Osman Y.I., Ibrahim A.H., Elmi L.A.A. Effect of SteelFiber on Concrete’s Compressive Strength. Open Journal of Civil Engineering. 2023;13:192–197. https://doi.org/10.4236/ojce.2023.131014
  12. Zhao M., Li C., Li J., Yue L. Experimental Study on the Performance of Steel-Fiber-Reinforced Concrete forRemote-Pumping Construction. Materials. 2023;16(10):3666. https://doi.org/10.3390/ma16103666
  13. Ding X., Zhao M., Zhou S., Fu Y., Li C. Statistical Analysis and Preliminary Study on the Mix Proportion Designof Self-Compacting Steel Fiber Reinforced Concrete. Materials. 2019;12(4):637. https://doi.org/10.3390/ma12040637
  14. Mohtasham Moein M., Saradar A., Rahmati K., Hatami Shirkouh A., Sadrinejad I., Aramali V., Karakouzian M. Investigation of Impact Resistance of High-Strength Portland Cement Concrete Containing Steel Fibers. Materials. 2022; 15(20):7157. https://doi.org/10.3390/ma15207157
  15. More F.M.D.S., Subramanian S.S. Impact of Fibres on the Mechanical and Durable Behaviour of FibreReinforced Concrete. Buildings. 2022;12(9):1436. https://doi.org/10.3390/buildings12091436
  16. Alrawashdeh A., Eren O. Mechanical and physical characterisation of steel fibre reinforced self-compactingconcrete: Different aspect ratios and volume fractions of fibres. Results in Engineering. 2022;13:100335. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100335
  17. Khan M., Cao M., Xie C., Ali M. Effectiveness of hybrid steel-basalt fiber reinforced concrete under compression.Case Studies in Construction Materials. 2022;16:e00941. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e00941
  18. Hrabová K., Láník J., Lehner P. Statistical and Practical Evaluation of the Mechanical and Fracture Properties of Steel Fibre Reinforced Concrete. Buildings. 2022;12(8):1082. https://doi.org/10.3390/buildings12081082
  19. Moiseenko G.A. Method for construction of isochron diagrams of high-strength steel fiber concrete and itsmatrix. Building and Reconstruction. 2020;(5):32–45. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-90-4-32-45
  20. Klyuev S.V., Klyuev A.V., Abakarov A.D., Shorstova E.S., Gafarova N.G. The effect of particulate reinforcementon strength and deformation characteristics of fine-grained concrete. Magazine of Civil Engineering. 2017;7:66–75. https://doi.org/10.18720/MCE.75.6
  21. Lesovik R.V., Klyuev A.V., Klyuev S.V. Finegrained steel fiber concrete based on the sand of a technogenicto obtain prefabricated structures. Concrete Technologies. 2014;4(2):44–45. (In Russ.) EDN: SZTHMX
  22. Sidorov V.N., Akimov P.A., Hegai A.O. Experimental researches of high-strength fibro-concrete and appliedproblems of structural analysis. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2010;4(2):427–435. (In Russ.)
  23. Stepanov M.V., Moiseenko G.A. Deformation diagrams of fine-grained high-strength concrete and high-strengthsteel-fibro concrete under compression. Building and reconstruction. 2019;3(83):11–21. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-83-3-11-21
  24. Tamov M.M., Salib M.I.F., Abuizeh Y.Q.Y., Sofianikov O.D. Mix design and study of strength properties of selfcompacting ultra high-performance fiber-reinforced concrete. News of higher educational institutions. Construction. 2022;4(760):25–39. (In Russ.) https://doi.org/10.32683/0536-1052-2022-760-4-25-39
  25. Hu L., Li S., Zhu J., Yang X. Mathematical Model of Constitutive Relation and Failure Criteria of PlasticConcrete under True Triaxial Compressive Stress. Materials. 2021;14(1):102. https://doi.org/10.3390/ma14010102

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

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».