DEPENDENCE OF CONCRETE STRENGTH ON DIFFERENT METHODS OF BASALT FIBER ADDIСTING
Authors: Paulava I. , Belamesava K. 
Published: February 2020

The present paper considers the influence of basalt fiber method of addicting in to self-stressing concrete, modified by sulfoaluminate type expansive additive, on main properties of concrete. The use of basalt fiber and expansive additive together allows to obtain a composite with optimal structure and high-quality properties. The combined application allows to achieve several effects such as filling effect, pozzolanic effect and dispersed reinforcement effect (due to chaotic fiber distribution in the concrete composite structure and needle-shaped crystal of ettringite micro reinforcement). Use of even small amount of basalt fiber due to disintegration on a great amount of monofilaments with a great specific surface leads to an increase in concrete composite tensile strength due to spatial dispersed reinforcement effect and changing fracture toughness There is also an effect of simultaneous expansion due to adding an expansive additive and strengthening achieved by binding effect of basalt fiber as a dispersion-reinforcing element. The maximum amount of basalt fiber in the research is limited by 4 to prevent full percolation effect, but at the same time to provide the formation of filament spatial skeleton in the concrete structure. In this study are considered the changes of properties of the concrete composite with different degrees of expansion and self-stressing (varied by energy-activity and amount of sulfoaluminate expansive additive). In the article the most optimal basalt fiber addicting method in the concrete mix is proposed, preferences and influence degree of this method on strength properties are determined. The integral use of the modifying expansive agent makes it possible to predict an increase in impermeability due to chemical-mechanical reinforcement of the structure, which results in durability of this type of concrete. This predetermines a perspective range of their applications in various kinds of structures including those with high serviceability.

В статье рассмотрено влияние способа введения базальтовой фибры в напрягающий бетон, модифицированный расширяющейся добавкой сульфоалюминатного типа, на основные свойства. Совместное введение расширяющейся добавки и базальтовой фибры позволяет реализовать ряд эффектов: эффект наполнения, пуццолановый и эффект дисперсного армирования (как благодаря равномерному распределению фибры в теле композита, так и благодаря микроармированию игольчатыми кристаллами эттрингита при реализации механизма расширения). Введение базальтовой фибры даже в небольших количествах благодаря распаду на огромное количество монофиламентов с высокой удельной поверхностью приводит к повышению прочности бетонного композита за счет эффекта пространственного дисперсного армирования структуры и изменения вязкости разрушения. При этом также реализуется эффект одновременного расширения благодаря введению расширяющейся добавки и упрочнения из-за связывающего эффекта базальтовой фибры как дисперсного упрочняющего элемента. Максимальное содержание базальтовой фибры в данных исследованиях ограничено 4 , исходя из предпосылок предотвращения эффекта полной перколяции, но при этом обеспечения формирования условного пространственного каркаса из волокон фибры. В данной работе рассмотрено изменение свойств бетонного композита при разных уровнях расширения и самонапряжения (варьируется энергоактивностью и количеством вводимой сульфоалюминатной добавки). Также предложен наиболее оптимальный способ введения базальтового волокна в бетонную смесь, определены его преимущества и степень влияния на прочностные характеристики композита. Комплексное использование модифицирующей расширяющейся добавки и базальтовой фибры позволяет спрогнозировать за счет химико-механического объемного армирования структуры повышение непроницаемости и, как следствие, долговечности такого рода бетонов, что предопределяет перспективы их применения для ремонта различного рода зданий и сооружений, в том числе эксплуатируемых в различных агрессивных средах.