Влияние заполнителя на прочность сцепления стальной волновой фибры с сверхвысокопрочным бетоном

Abstract

В статье рассмотрено влияние объемного содержания и размера частиц заполнителя на прочность сцепления стальной волновой фибры с сверхвысокопрочным бетоном различного состава. Исследование проводилось путем выдергивания единичного волокна из бетонов с прочностью при сжатии в диапазоне 56–175 МПа, объемной концентрацией заполнителя от 0 до 0,4 м3/м3 и максимальным размером частиц 0,4–0,8 мм. Установлено, что прочность сцепления волновой фибры зависит от параметра общ, отражающего общую площадь поверхности заполнителя в составе, при расчете которого используется как объемная концентрация, так и размер частиц заполнителя. Прочность сцепления может быть увеличена до 42% при изменении параметра общ с 0 до 12,4∙103 м2. Вклад заполнителя в прочность сцепления наблюдается только при условии отсутствия разрушения цементного камня под отгибами волокна. Было показано аналитически, что цементный камень с прочностью при сжатии более 143–148 МПа способен выдержать передаваемое на него усилие при выдергивании фибры без разрушения. Если прочность цементного камня ниже указанного значения, вклад заполнителя в прочность сцепления либо минимален, либо полностью отсутствует. Были получены эмпирические уравнения для прогнозирования прочности сцепления волновой фибры с учетом различных рецептурных параметров бетонной матрицы, включающих активность цемента, водоцементное соотношение, содержание микрокремнезема, объемную концентрацию и размер частиц заполнителя. Средняя и максимальная относительная погрешность между расчетными и экспериментальными значениями составила 4,5 и 11,1 %, соответственно.