Тріщиностійкість бетонів з позиції механіки руйнування (огляд)

Abstract

У даній роботі представлені узагальнені результати аналізу і синтезу науково-технічних джерел з дослідження важких бетонів на засадах механіки руйнування за останні 25˗30 років. Описано і узагальнено нові критерії і моделі для важких бетонів, які одержані за цей період, зокрема, нова деформаційна модель тріщиностійкості бетону на засадах механіки руйнування. Також представлено аналіз результатів експериментальних і теоретичних досліджень тріщиностійкості важких бетонів на дископодібних зразках при позацентровому розтягу зосередженими силами. Зокрема, розроблена методика експериментального визначення при статичних навантаженнях характеристик тріщиностійкості бетону, методика визначення довжини зони передруйнування у тріщині, зв’язку між механічними характеристиками важких бетонів і параметрами вимірювання акустичної емісії. Також розроблена методика та виконані дослідження тріщиностійкості бетонів з добавкою базальтового волокна і на натурних випробуваннях вивчено вплив базальтового волокна на тріщиностійкість та розкриття тріщин. Представлено узагальнені висновки. Зокрема констатовано, про значний розвиток за останні три десятиліття методів визначення міцності, тріщиностійкості і деформацій бетону у залізобетонних елементах з позицій механіки залізобетону та механіки руйнування. Зроблено висновок про доцільність використання для бетону деформаційної моделі Леонова-Панасюка та перспективність моделі фіктивної тріщини. На підставі узагальнених даних наведених у вказаних публікаціях відпрацьована методика технічної діагностики та методика ремонтно-відновлювальних робіт при посиленні з використанням сучасних технологій та матеріалів, що дає можливість значно збільшити ресурс і надійність залізобетонних будівель і споруд.

This paper presents the generalized results of the analysis and synthesis of scientific and technical sources of investigation the heavy concrete on the basis of fracture mechanics for the last 25-30 years. New criteria and models for heavy concrete, which were obtained during this period have been described and generalized, in particular, a new deformation model of concrete crack resistance on the basis of fracture mechanics. The analysis of results of experimental and theoretical researches of heavy concrete crack resistance on disk-shaped samples at eccentric stretching by concentrated forces has been presented. A number of methods have been elaborated i.e. a method for experimental determination of the concrete crack resistance characteristics under static loads, a method for determining the length of the fracture zone in the crack, the relationship between the mechanical characteristics of heavy concrete and the parameters of acoustic emission measurement. The method of concrete cracking resistance with the addition of basalt fiber was also developed and the influence of basalt fiber on crack resistance and crack opening was studied in field tests. The generalized results have been presented. It has been stated about the significant development over the last three decades of methods for determining the strength, crack resistance and deformation of concrete in reinforced concrete elements from the standpoint of reinforced concrete mechanics and mechanics of concrete destruction. The conclusions about the expediency of using the Leonov-Panasyuk deformation model for concrete and the prospects for fictitious crack model have been made. On the basis of the generalized data given in the specified publications the technique of technical diagnostics and a technique of repair and restoration works at strengthening with use of modern technologies and materials has been developed that gives the chance to increase considerably a resource and reliability of reinforced concrete buildings and constructions.