Монолитной обделки тоннелей фиброармированием бетона Стаканов И. В. Научный руководитель канд техн наук Ермалаев В. Л. Сибирский федеральный университет

УДК 624.191.81 Повышение прочностных свойств и морозостойкости монолитной обделки тоннелей фиброармированием бетона Стаканов И.В. Научный руководитель канд. техн. наук Ермалаев В.Л. Сибирский федеральный университет К бетону, как материалу тоннельной обделки, предъявляется ряд требований: - он должен обладать химической стойкостью к воздействию агрессивных подземных вод; - выдерживать высокие статические и динамические механические нагрузки; - быть устойчивым к перепадам температур и обладать морозостойкостью; - противостоять образованию трещин и усадки. Бетон является композитным материалом, поэтому его свойства определяются свойствами составляющих компонентов. Химическую стойкость бетона обеспечивает применение специальных химических добавок, выбор которых определяется свойствами подземных вод. Чтобы увеличить стойкость к механическим нагрузкам, надо тщательно подбирать гранулометрический состав заполнителя, уменьшать водоцементное отношение и применять пластификаторы, снижающие водопотребность смеси при той же подвижности, а также за счет тщательного уплотнения бетонной смеси. С возрастанием плотности бетона повышаются его механические, водонепроницаемые, морозостойкие свойства. Для уменьшения усадки бетона следует избегать применения бетонов с большим расходом цемента, при этом необходимо использовать крупные заполнители оптимального гранулометрического состава и обеспечивать влажный режим твердения бетона. Учитывая требования к транспортным тоннелям по длительности срока их службы (не менее 100 лет), не армированная монолитная бетонная обделка, особенно в условиях континентального и резко континентального климата, не может обеспечить требуемого минимального срока её эксплуатации в течение 50 лет. Для увеличения срока службы обделки применяют железобетон, армированный стальным прокатом переменного сечение. Это в разы увеличивает прочностные характеристики материала обделки и обеспечивает большую её долговечность. Однако армирование бетона арматурной сталью вызывает значительное повышение трудоемкости возведения обделки и сроков ее сооружения из-за необходимости монтажа арматурного каркаса. Альтернативным вариантом традиционному железобетону является применение фиброармирования бетонов. Фибробетон – это бетон, при изготовлении которого армирование осуществляется дисперсными волокнами (фибрами). Фибробетон обладает высокими прочностными характеристиками при ударных нагрузках, при работе на срез и при растяжении, водонепроницаемостью, морозостойкостью. Во многом эксплуатационные свойства фибробетона зависят от типа применяемой фибры. Сейчас активно применяются волокна из различных материалов — стали, стекла, полимеров, базальта, асбеста и т.д. Особый интерес представляет стальная фибра, вследствие оптимального соотношения стоимость/эффективность работы в бетоне. Например, при использовании стальной фибры достигается достаточная степень анкеровки фиброконструкций, что позволяет в полной мере использовать их прочность для наиболее эффективной работы в бетоне Армирования стальной фиброй позволяет достигать проектных характеристик строительных конструкций при меньшей металлоемкости и толщине обделок, чем при железобетоне, повышая при этом надежность при эксплуатации. Сталефибробетон, армированный стальной фиброй, обладает особой устойчивостью к воздействиям внешних факторов. Совмещение операций приготовления бетонной смеси для СФБ и её армирования снижает трудоемкость изготовления обделок. Приготовление фибробетона весьма технологично. Фиброконструкции в необходимом количестве добавляются в миксер с бетонной смесью перед её укладкой и перемешиваются в ней, как правило, не более 5 минут. При этом крупный наполнитель, используемый для приготовления бетона, не должен быть крупнее 20 мм. Широко применяемые стальные фибры представляют собой пластинчатые или стержневые конструкции, вытянутые в одном направлении. Они просты в изготовлении. Геометрические формы фибры улучшают сцепление с бетоном, и увеличивают временного сопротивления фибры на разрыв, улучшая армирующие свойства. Однако при укладки фибробетона слоями, фибры могут располагаться длинной стороной параллельно укладываемым слоям, что ослабляет прочностные свойства бетона в направлении перпендикулярном слоям. Рис.1. Объемная фибра Для преодоления этого недостатка мы предлагаем использовать 4-х лучевую объемную конструкцию фибры, в которой лучи направлены в разные стороны и образуют равные пространственные углы друг с другом (рис. 1). Предлагаемая конструкция обеспечивает равномерное объемное армирования трехмерных структур – такая фибра более эффективно воспринимает усилия любого направления, и блокирует трещины со всех сторон, препятствуя их дальнейшему росту и развитию. Четырех лучевая фибра может формироваться из листовой стали. При этом обеспечивается весьма рациональный раскрой листа, с минимальным отходом метала в виде продолговатых полосок, образующихся по краям раскраиваемого листа. Эти полоски могут использоваться в качестве дополнительной двухмерной фибры добавляемой в бетон к четырех лучевой пространственной. Можно также изготавливать четырех лучевую фибру связывая её из стальной проволоки с последующей закалкой для предотвращения смятия в миксере. В целом следует отметить, что фиброармировка бетонов в отечественном подземном строительстве явно недооценена, хотя она доказала свою эффективность. В настоящее время есть функционирующие подземные объекты, представляющие собой камеры большого сечения, обделка которых выполнена по технологии комбинированного армирования: арматурный каркас + стальная фибра в виде сечки из стальной проволоки. Несмотря на более чем полувековой срок службы, такая обделка полностью сохранила свои рабочие качества.

Похожие:

	Перспетивы развития геотермальной энергетики ракитянский Е. М. Научный... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Исследования и пути совершенствования вращательно-подающих систем... Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
	Подходы в обучении на уроках физики развивающего типа штандратенко... Лесосибирский педагогический институт – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения «Сибирский федеральный...		Удк 669. 017 Синтез ювелирных сплавов на основе палладия усков Д.... Вопросы к зачету по дисциплине «Методология и организация научных исследований» для магистратуры 2011\12 уч г
	Психофизиология цвета маркова К. Е., научный руководитель канд арх... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 030100. 62 «Философия»...		Влияние электромагнитного излучения на здоровье человека макласова... Министерства здравоохранения Российской Федерациии их реализация на период 2012-2017 г г
	Поэтика сна в творчестве франца кафки нуждова Д. А. научный руководитель... До тех пор, пока он дается легко, ни у кого не возникает повода о нем задумываться. Но миллионам людей хороший ночной сон дается...		Экономическая безопасность предприятия: сущьность и определение метелкин... Главного управления мчс россии по Республике Тыва и структурных подразделений по согласованию с Министерством образования и науки...
	Динамическая модель мобильного колесного робота Сатышев А. С., Каптюк... «Новоубеевская основная общеобразовательная школа» Дрожжановского муниципального района Республики Татарстан		Основные понятия синергетики ошаева Е. А., Забурская А. В, научный... Участие в экскурсии по г. Тамбов (вариант «да» может быть выбран только для докладов с оплатой оргвзноса)
	Применение мультимедиа – технологий в лекционном курсе «электротехника... Дополнительная образовательная программа: Начальное техническое творчество “Электрифицированная игрушка”		Неклассические логические элементы и квантовые компьютеры керп А.... Сильно коррелированные низкоразмерные электронные системы. Теория ферми-жидкости Ландау. Латинжеровская жидкость
	Безопасность использования цианистого водорода кондратьева Н. С.... Контактный телефон (с указанием кода города и страны), факс, почтовый адрес (с указанием индекса)		Эффективность применения плитно-рамных фундаментов для актуальных... Использование интерактивной доски Smart Board и программного обеспечения Notebook
	Применение утепленных отмосток для снижения деформаций пучения малозаглубленных... Использование интерактивной доски Smart Board и программного обеспечения Notebook		Эмотивы в рассказах о вынужденном переселении микалаускайте Е. Ю.... Форма обучения – очная, заочная (сокращенная), очно – заочная (вечерняя), очно- заочная (вечерняя) сокращенная