Усталостная долговечность цементобетона, модифицированного резиновой крошкой, при циклическом изгибном нагружении

Abstract

Представлены результаты экспериментальных исследований усталостной долговечности цементобетона, модифицированного резиновой крошкой (резинобетона), при четырёхточечном циклическом изгибном нагружении. Испытаны составы с содержанием резиновой крошки 0, 5, 10, 15, 20 и 25 % по объёму мелкого заполнителя, а также оптимальный состав РБ-15-М с силановой обработкой поверхности. Усталостные испытания выполнены при уровнях напряжений σmax/Rtb = 0,50; 0,60 и 0,70 с частотой нагружения 10 Гц. Построены кривые Вёлера (S–N) и определены параметры степенной регрессии вида S = a – b·lgN. Установлено, что введение 15 % резиновой крошки увеличивает усталостную долговечность при σмаx/Rtb = 0,60 в 4,57 раза по сравнению с контрольным бетоном. Предел выносливости при N = 107 циклов возрастает с 0,300·Rtb для контрольного бетона до 0,369·Rtb для состава с 15 % резиновой крошки (РК). Вероятностный анализ усталостной долговечности выполнен с использованием двухпараметрического распределения Вейбулла. Рассмотрены механизмы повышения усталостной стойкости: рассеяние энергии вязкоупругими включениями, торможение трещин на границах раздела, повышенная вязкость разрушения. Удельная энергия трещинообразования GF резинобетона с 15 % РК составила 148 Дж/м², что на 51 % выше контрольного состава. Результаты подтверждают перспективность применения резинобетона в конструкциях транспортного строительства, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения.