Composite Materials as the Basis of Concrete Paving

Abstract

Постановка задачи. Композитные материалы на основе минеральных компонентов и органоминеральных систем постепенно расширяют свое присутствие на отечественном рынке материалов и строительных технологий. Бетонное полотно как одна из разновидностей текстиль-бетона может рассматриваться в качестве композиционного материала, свойства которого зависят как от свойств полимерных материалов, формирующих его ограждающие поверхности, и свойств материала сердечника, так и от характера взаимодействия материалов обкладки и сердечника. Целью исследований, изложенных в статье, является оценка основных прочностных характеристик бетонного полотна, а также изучение влияния содержания портландцемента, пластификатора и модифицирующей добавки на свойства мелкозернистого бетона как основы бетонного полотна, а также оценка возможных областей применения бетонного полотна с полученными свойствами. Результаты. В процессе обработки результатов эксперимента и аналитической оптимизации функций отклика разработаны основы методологии подбора состава модифицированного мелкозернистого бетона как основы бетонного полотна. В результате проведения испытаний установлены следующие характеристики материала: средняя плотность — 1450…1500 кг/м3; прочность при сжатии не менее 36…38 МПа, прочность на прокол — не менее 3 кН; предел прочности при изгибе 16…20 МПа. Выводы. Несмотря на то, что толщина бетонного полотна в затвердевшем состоянии не превышает 10 мм, его свойства не уступают свойствам других видов текстиль-бетонов, то есть обладают высокими прочностными характеристиками при относительно малой толщине. Наиболее перспективными областями применения бетонного полотна являются ремонт и гидроизоляция железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, а также укрепление склонов. Statement of the problem. Composite materials based on mineral components and organomineral systems are gradually expanding their presence in the domestic market of materials and building technologies. Concrete fabric, as one of the varieties of textile-concrete, can be considered as a composite material whose properties depend both on the properties of polymeric materials that form its enclosing surfaces and the properties of the core material, and on the nature of the interaction between the facing and core materials. The purpose of the research presented in the article is to evaluate the main strength characteristics of the concrete canvas, as well as to study the effect of the content of Portland cement, plasticizer and modifying additive on the properties of fine-grained concrete as the basis of the concrete canvas, as well as to evaluate the possible areas of application of the concrete canvas with the obtained properties. Results. In the process of processing the results of the experiment and analytical optimization of the response functions, the fundamentals of the methodology for selecting the composition of modified fine-grained concrete as the basis of the concrete canvas were developed. As a result of the tests, the following characteristics of the material were established: average density — 1450…1500 kg/m3; compressive strength not less than 36…38 MPa, puncture strength — no less than 3 kN; ultimate strength in bending 16…20 MPa. Conclusions. Despite the fact that the thickness of the concrete canvas in the hardened state does not exceed 10 mm, its properties are not inferior to those of other types of textile concrete, that is, they have high strength characteristics with a relatively small thickness. The most promising areas of application of the concrete canvas are the repair and waterproofing of reinforced concrete structures of hydraulic structures, and the strengthening of slopes.