ПРИМЕНЕНИЕ СТАЛЕФИБРОБЕТОНА В СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

STEEL FIBER CONCRETE IN MODERN HIGH-RISE RESIDENTIAL BUILDINGS

Victoria Gulik

undergraduate, Department of Industrial and Civil Engineering, Ryazan Institute (branch) of the Moscow Polytechnic University,

Russia, Ryazan

Viktor Bilenko

scientific advisor, Cand. tech. Sci., Associate Professor, Ryazan Institute (branch) of Moscow Polytechnic University

Russia, Ryazan

АННОТАЦИЯ

Произведен анализ целесообразности применения сталефибробетонов в современном монолитном строительстве.

ABSTRACT

The analysis of the feasibility of using steel fiber reinforced concrete in modern monolithic construction is carried out.

Ключевые слова: сталефибробетон, фибра.

Keywords: stalefibrobeton, fiber.

Постоянно развивающиеся требования к бетону, как строительному материалу, вынуждает искать новые способы армирования. Армирование – это способ повышения несущей способности конструкции материалом, которым имеет повышенные прочностные свойства по сравнению с материалом основной конструкции. В роли армирующего материала может применятся дисперсное армирование волокнами. В качестве материала, из которого изготавливают фибру, применяют: металл, полипропилен, базальт, стекло и т.д.

В современных реалиях нужно определить экономическую эффективность конструкций из фибробетона, учитывая, что физико-механические его свойства, долговечность, технологичность, ремонтопригодность и другое превосходят по сравнению с обычным бетоном. Сталефибробетон –это композиционных материал, состоящий из бетонной матрицы, которая армирована короткими стальными волокнами, или фибрами, диаметр которых равен 0,25-1,2 мм; отношение длины волокон к диаметру составляет 50-120; с объемным содержанием фибры 0,5-3%. [1]

Сталефибробетон характеризуется тем, что его атмосферная стойкость выше чем у обычного бетона. Установлено, что при негативных атмосферных воздействиях прирост прочности во времени достигает от 20% до 200% по сравнению с конструкциями из железобетона. Конструкции, которые сложны по своей геометрической форме, выполненные из сталефибробетона, например оболочка купола, имеют вес примерно в 5 раз легче, чем аналогичные конструкции из железобетона, при этом экономя арматуру в 2 раза. Из-за свойства ударной вязкости, сталефибробетон превышает огнестойкость обычного бетона в 4-5 раз. Исходя из этих свойств сталефибробетон широко распространен в строительстве уникальных зданий и сооружений. [2]

Сталефибробетон используется в несущих конструкциях здания, в частности, как несъемная опалубка стеновых конструкций. Монтаж конструкций несъемной опалубки стен полной заводской готовности дает возможность выполнять армирование и установку закладных деталей после монтажа конструкции. Такая сборно-монолитная технология строительства зданий с помощь сталефибробетонной несъемной опалубки дает такие возможности как [4]:

- сократить трудозатраты на 70% по сравнению с обычной опалубкой;

- сократить до 5% расход на бетон по сравнению с обычными железобетонными изделиями;

- снижение потребности в стали на 20%, а бетона на 15% в сравнении с железобетонном, изготавливаемом на заводе;

- нестандартность геометрических параметров изделий;

- использовать меньший процент армирования стержнями путем совместной работы опалубки и несущим элементом каркаса;

-  при укладке сталефибробетона ультразвуковым методом до 10% снижаются затраты на устранение брака по сравнению с традиционным способом укладки.

Перечисленные выше возможности сталефибробетонной несъемной опалубки позволяют ускорить производства работ в сравнении с общепринятым способом возведений зданий до 3-х месяцев.

Для обоснования экономического эффекта использования сталефибробетона выполним расчет в ПК «ЛИРА-САПР 2016» пилона с различным вариантом армирования (рис. 1,2).

Рисунок 1. 3D вид пилона размерами 1,2х0,8х3 м.

Рисунок 2. Эпюра прогибов в пилоне

Расчет произведен для пилона, армированного стальной фиброй длиной 50 мм, диаметром 0,8 мм. Согласно [5] коэффициент фибрового армирования  .Таким образом, расход фибры будет в пределах 40 кг/м³ 157кг/м³. Рассмотрим 4 вида армирования: обычное армирование, 0,5% фибрового армирования (40 кг/м³); 1% (78,5 кг/м³); 1,5% (118 кг/м³). Класс бетона примем В20. Расчет выполнен по [6].

Таблица 1.

Вычислим армирование пилона типового этажа, расход арматуры и бетона. Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2.

По результатам расчета армирования пилонафибробетон оказался экономичнее и технологичнее, чем обычные изделия из железобетона.

Экономический эффект сталефибробетонных конструкций достигается за счет снижения трудоемкости, материалоемкости, повышения долговечности, повышения срока службы без ремонта конструкции. В результате расчета жилого дома с пристройкой было установлено, что при добавлении стальной фибры в конструкциях изменялся класс прочности бетона в сторону увеличения, экономилась суммарная арматура. Из этого следует, что большую роль в экономии материала играет процентное содержание фибры, форма и их положение в пространстве [3]

Список литературы:

1. Талантова К. В. Сталефибробетон с заданными свойствами и строительные конструкции на его основе:дис. ... д.т.н.: 05.01.23. - Ростов-на-Дону, 2013. - 287 с.
2. Ааруп, Д. CRC - Сферы применения высокоэффективного фибробетона / Д. Ааруп // CP1.-Международное бетонное производство. - 2007. - № 4. -С. 108- 115.
3. Гулик В.В. Использование особенностей сталефибробетона при проектировании зданий и сооружений // Новые технологии в учебном процессе и производстве. 2020. – с.115 - 117.
4. Политова В.И. Латыш В.В. Сборно-монолитный метод строительства на основе несъемной сталефибробетонной опалубки. Репозиторий Белорусский национальный технический университет —Минск, Беларусь.
5. СП 360.1325800.2017. «Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования».
6. СП 52-104-2009. «Сталефибробетонные конструкции».