Page 123 - Zmist-n4-2015

Тріщиностійкість фібробетону. Розглянемо тепер композитний матеріал –
фібробетон, матрицею якого є цементний камінь, а армувальний матеріал – мікро-
волокна (базальтові, скляні, вуглецеві тощо). Для таких матеріалів отримана [10]
залежність для розрахунку їх міцності за розтягу

 rs 
f
(1 V- ,
)(
R = (1 - w ls V f  1 - f  + s )) (8)
bt f   m f
 ls m 
де V f – об’ємний вміст волокон; s f, s m – міцність волокон та цементного каменю,
відповідно; l – довжина волокон; r – радіус волокна; λ – коефіцієнт приведення
хаотичного армування до напрямленого (λ = 1 – для напрямленого армування
вздовж осі розтягу; λ = 0,33 – для хаотичного).
Модуль пружності композита з порами можна розрахувати на основі форму-
ли [9]
 V 
E = E m (1 V- p 2/3 ) 1  + f  , m = E m , (9)
 2/3 1/3  E
 ( /(m m V+ p - 1)) V- f  f
де E f – модуль пружності волокна.
Враховуючи співвідношення (4), (8), (9), отримуємо залежність для прогно-
зування тріщиностійкості композитного матеріалу

1   rs f  
f
) 
K = ( (1 - w ls V f  1 -  + s ) ´
(1 V- 
1C 2  f m f 
1- n   ls m  
  V  
1/ 2
´  E m (1 V- p 2/3 ) 1  + f   (expr c e 1)- ) . (10)
  ( /(m m V+ 2/3 - 1)) V- 1/3  
  p f 
На основі отриманої формули графічно зображено (рис. 2) залежність пара-
f
метра тріщиностійкості K композитного матеріалу від об’ємного вмісту сто-
ІC
хастично орієнтованої фібри різної природи та пошкодженості матеріалу порами
і тріщинами. Механічні характеристики волокон подані у таблиці.

Рис. 2. Прогнозована тріщиностійкість
цементного каменю, армованого фіброю:
1 – поліпропіленовою;
2 – поліакрилонітриловою;
3 – скляною; 4 – кевлар 149;
5 – базальтовою; 6 – вуглецевою;
7 – кевлар 29; r = 15 mm.
Fig. 2. Predicted fracture toughness
of cement stone reinforced with fiber:
1 – polypropylene; 2 – polyacrylonitrile;
3 – glass fibers; 4 – Kevlar 149; 5 – basalt;
6 – carbon fibers; 7 – Kevlar 29; r = 15 mm.

122