bzhbБетон и железобетонConcrete and Reinforced Concrete0005-98893034-1302АО «НИЦ «Строительство»bzhb-43Research ArticleСтатьиМногопараметричная методика оценки показателей качества нанофибробетона для строительной площадкиA multi-parametric method for evaluating the quality indicators of nano-fiber concrete for a construction siteСадовскаяЕ. А.SadovskayaE. A.

инженер

e-mail: elena_koleda@bk.ru 

Engineer

e-mail: elena_koleda@bk.ru 

elena_koleda@bk.ruЛеоновичС. Н.LeonovichS. N.

д-р техн. наук, иностранный академик РААСН

e-mail: snleonovich@yandex.ru 

Doctor of Sciences (Engineering), Foreign Academic of RAACS

e-mail: snleonovich@yandex.ru 

snleonovich@yandex.ruБудревичН. А.BudrevichN. A.

инженер

Engineer

Белорусский национальный технический университетРоссияBelarusian National Technical UniversityRussian FederationБелорусский национальный технический университет; Qingdao University of TechnologyБеларусьBelarusian National Technical University; Qingdao University of TechnologyBelarus20211409202360642028Copyright © Садовская Е.А., Леонович С.Н., Будревич Н.А., 20232023Садовская Е.А., Леонович С.Н., Будревич Н.А.Sadovskaya E.A., Leonovich S.N., Budrevich N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bzhb.ru/jour/article/view/43

Нанофибробетон – это строительный материал, отличающимся высоким показателем трещиностойкости. Определение коэффициента интенсивности напряжений нанофибробетона позволяет правильно оценить стойкость материала при образовании и развитии трещин. В представленной работе изложена многопараметричная методика оценки показателей качества нанофибробетона. Предлагаемая методика позволяет оценить качество нанофибробетонной конструкции в лабораторных условиях и при проведении строительных работ. Для контроля на строительной площадке используются современные и уже давно известные методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковое прозвучивание, ультразвуковая томография, упругий отскок, отрыв со скалыванием. Для лабораторных исследований методикой предусмотрено изготовление образцов-призм. Образцы для испытаний могут быть заформованы либо вырезаны из тела конструкции. Данная методика позволяет в лабораторных условиях изучить такие параметры материала, как прочность на растяжение при изгибе, прочность на растяжение при раскалывании, критический коэффициент интенсивности напряжений при нормальном отрыве, критический коэффициент интенсивности напряжений при поперечном сдвиге, энергозатраты на отдельные этапы деформирования и разрушения образца. Причем предусмотрено получение всех параметров на одном образце из серии, что исключает погрешности и неточности показателей качества материала, связанные с разными условиями твердения, формования, неточностями в дублировании состава.

Nano-fiber concrete is a building material for which a distinctive feature is an increase in the crack resistance characteristic. Determination of the stress intensity coefficient of nano-fiber concrete makes it possible to correctly assess the resistance of the material during the formation and development of cracks. The paper presents a multi-parametric method for evaluating the quality indicators of nano-fiber concrete. The proposed method makes it possible to evaluate the quality of the nano-fiber concrete structure in the laboratory and during construction work. Modern and well-known methods of non-destructive testing, such as ultrasonic sounding, ultrasound tomography, elastic rebound, separation with chipping, are used to carry out control at the construction site. For laboratory studies, the method provides for the production of samples-prisms. Test samples can be molded or cut out of the body of the structure. This technique makes it possible to study in laboratory conditions such parameters of the material as the tensile strength during bending, tensile strength at splitting, the critical coefficient of stress intensity at normal pull-off, the critical coefficient of stress intensity during transverse shear, energy consumption for individual stages of deformation and destruction of the sample. Moreover, it is provided to obtain all the parameters on one sample from the series, which eliminates errors and inaccuracies in the quality indicators of the material associated with different conditions of hardening, molding, inaccuracies in the duplication of the composition.

трещиностойкостьнанофибробетонультразвуковая томографияметодика оценки качествапрочность на растяжениекритический коэффициент интенсивности напряженийcrack resistancenano-fiber concreteultrasound tomographyquality assessment techniquetensile strengthcritical stress intensity coefficientReferencesПолонина Е.Н., Леонович С.Н., Коледа Е.А. Физико-механические характеристики нанобетона // <i>Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета</i>. 2018. № 4 (37). С. 100–111.Polonina E.N, Leonovich S.N, Koleda E.A Physical and mechanical characteristics of nanobeton. <i>Vestnik Inzhenernoj shkoly Dal’nevostochnogo federal’nogo universiteta.</i> 2018. No. 4 (37), pp. 100–111. (In Russian).Sadovskaya E.A., Leonovich S.N., Zhdanok S.A., Polonina E.N. Tensile Strength of Nanofibrous Concrete // <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics</i>. 2020. Vol. 93. No. 4, pp. 1051–1055.Sadovskaya E.A., Leonovich S.N., Zhdanok S.A., Polonina E.N. Tensile strength of nanofibrous concrete. <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics.</i> 2020. Vol. 93. No. 4, pp. 1051–1055.Коледа Е.А., Леонович С.Н., Жданок С.А. Результаты испытаний нанофибробетона на растяжение с комплексным фибровым армированием // <i>Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии</i>. 2018. № 2. С. 16–23.Koleda E.A., Leonovich S.N., Zhdanok S.A. Results of tensile tests of nanofibre concrete with complex fiber reinforcement. <i>Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Series: Materials. Constructions. Technologies.</i> 2018. No. 2, pp. 16–23. (In Russian).Коледа Е.А., Леонович С.Н. Неразрушающий контроль качества фибробетонных конструкций как компонент системы мониторинга рисков при эксплуатации производственного объекта // <i>Системные технологии</i>. 2016. № 2 (19). С. 85–95.Koleda E.A., Leonovich S.N. Non-destructive quality control of fiber-reinforced concrete structures as a component of the risk monitoring system during the operation of a production facility. <i>Sistemnye tekhnologii.</i> 2016. No. 2 (19), pp. 85–95. (In Russian).Коледа Е.А., Леонович С.Н. Характеристики трещиностойкости фибробетона как определяющий фактор качества. <i>Технология строительства и реконструкции: TCR-2015: Сборник докладов Международной научно-технической конференции.</i> Минск: БНТУ, 2017. С. 282–287.Koleda E.A. Fibroconcrete crack resistance characteristics as a determining factor of quality. <i>Crack resistance characteristics of fiber-reinforced concrete as a determining factor of quality. Construction and reconstruction technology: TCR-2015: collection of reports of the International Scientific and Technical Conference.</i> Minsk: BNTU. 2017, pp. 282–287. (In Russian).Abou El-Mal Hesham, Sherbini A.s., Sallam Hossam. Mode II fracture toughness of hybrid FRCs // <i>International Journal of Concrete Structures and Materials</i>. 2015. No. 9. 10.1007/s40069-015-0117-4Abou El-Mal Hesham, Sherbini A.s., Sallam Hossam. Mode II fracture toughness of hybrid FRCs. <i>International Journal of Concrete Structures and Materials.</i> 2015. No. 9. 10.1007/s40069-015-0117-4Xuesen Li, Jie Dai, Mingke Deng. Shear behavior of high ductile fiber reinforced concrete beams // <i>Alexandria Engineering Journal<i>. 2021. Vol. 60. Iss. 1, pp. 1665–1675. https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.11.017Xuesen Li, Jie Dai, Mingke Deng. Shear behavior of high ductile fiber reinforced concrete beams. <i>Alexandria Engineering Journal</i>. 2021. Vol. 60. Iss. 1, pp. 1665–1675. https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.11.017Пухаренко Ю.В., Голубев В.Ю. О вязкости разрушения фибробетона // <i>Вестник гражданских инженеров</i>. 2008. № 3 (16). С. 80–83.Pukharenko Yu.V., Golubev V.Yu. On the fracture toughness of fiber-reinforced concrete. <i>Vestnik grazhdanskikh inzhenerov</i>. 2008. No. 3 (16), pp. 80–83. (In Russian).Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы // <i>Строительные материалы</i>. 2014. № 3. С. 6–14Bazhenov Yu.M., Chernyshov E.M., Korotkikh D.N. Construction of modern concrete structures: defining principles and technological platforms. <i>Stroitel’nye Materialy</i> [Construction Materials]. 2014. No. 3, pp. 6–14. (In Russian).Marcello Congro, Eleazar Cristian Mejía Sanchez, Deane Roehl, Ederli Marangon. Fracture modeling of fiber reinforced concrete in a multiscale approach // <i>Composites Part B: Engineering.</i> 2019. Vol. 174. 106958. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.106958Marcello Congro, Eleazar Cristian Mejía Sanchez, Deane Roehl, Ederli Marangon. Fracture modeling of fiber reinforced concrete in a multiscale approach. <i>Composites Part B: Engineering</i>. 2019. Vol. 174. 106958. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.106958Снежков Д.Ю., Леонович С.Н. Основы мониторинга возводимых и эксплуатируемых железобетонных конструкций неразрушающими методами: Монография. Минск: БНТУ, 2016. 330 с.Snezhkov D.Yu., Leonovich S.N. Osnovy monitoringa vozvodimykh i ekspluatiruemykh zhelezobetonnykh konstruktsii nerazrushayushchimi metodami [Fundamentals of non-destructive monitoring of erected and operated reinforced concrete structures]. Monograph. Minsk: BNTU. 2016. 330 p.Zhdanok S.A., Polonina E.N., Leonovich S.N., Khroustalev B.M., Koleda E.A. Physicomechanical characteristics of concrete modified by a nanostructured-carbon-based plasticizing admixture // <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics.</i> 2019. Vol. 92. No. 1, pp. 12–18.Zhdanok S.A., Polonina E.N., Leonovich S.N., Khroustalev B.M., Koleda E.A. Physicomechanical characteristics of concrete modified by a nanostructured-carbon-based plasticizing admixture. <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics</i>. 2019. Vol. 92. No. 1, pp. 12–18.Снежков Д.Ю., Леонович С.Н. Мультиволновой ультразвуковой контроль бетона // <i>Наука и техника</i>. 2017. Т. 16. № 4. С. 289–297.Snezhkov D.Yu, Leonovich S.N. Multiwave ultrasonic testing of concrete. <i>Nauka i tekhnika</i>. 2017. Vol. 16. No. 4, pp. 289–297. (In Russian).Снежков Д.Ю., Леонович С.Н. Повышение достоверности контроля прочности бетона неразрушающими методами на основе их комбинирования // <i>Промышленное и гражданское строительство.</i> 2018. № 1. С. 25–32Snezhkov D.Yu., Leonovich S.N. Improving the reliability of the control of concrete strength by non-destructive methods based on their combination. <i>Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo</i>. 2018. No. 1, pp. 25–32. (In Russian).Шевалдыкин В.Г., Самокрутов А.А., Козлов В.Н. Ультразвуковые низкочастотные пьезопреобразователи с сухим точечным контактом и их применение для неразрушающего контроля. // <i>Контроль. Диагностика</i>. 2003. № 2. C. 30–39.Shevaldykin V.G., Samokrutov A.A., Kozlov V.N. Ultrasonic low-frequency piezoelectric transducers with dry point contact and their application for non-destructive testing. <i>Kontrol’. Diagnostika</i>. 2003. No. 2, pp. 30–39. (In Russian).Козлов В.Н., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия бетона эхо-методом: состояние и перспективы // <i>В мире неразрушающего контроля</i>. 2002. № 2 (16). С. 6–10.Kozlov V.N., Samokrutov A.A., Shevaldykin V.G. Ultrasonic flaw detection of concrete by the echo method: state and prospects. <i>V mire nerazrushayushchego kontrolya</i>. 2002. No. 2 (16), pp. 6–10. (In Russian).Zhdanok S.A., Polonina E.N., Leonovich S.N., Khroustalev B.M., Koleda E.A. Influence of the nanostructured-carbon-based plasticizing admixture in a self-compacting concrete mix on its technological properties // <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics</i>. 2019. Vol. 92. No. 2, pp. 375–382.Zhdanok S.A., Polonina E.N., Leonovich S.N., Khroustalev B.M., Koleda E.A. Influence of the nanostructured-carbon-based plasticizing admixture in a self-compacting concrete mix on its technological properties. <i>Journal of Engineering Physics and Thermophysics.</i> 2019. Vol. 92. No. 2, pp. 375–382.Леонович С.Н. Способ контроля качества сталефибробетона по коэффициенту интенсивности напряжений при нормальном отрыве // <i>Поведение бетонов и железобетонных конструкций при наличии нагрузок и тепловлажностных воздействий различной длительности: Электронный сборник научных трудов международной научно-технической конференции</i>. Макеевка: ДОННАСА, 2020. С. 47–52.Leonovich S.N. Method of quality control of steel fiber reinforced concrete by stress intensity factor at normal separation. <i>Behavior of concrete and reinforced concrete structures in the presence of loads and heat and humidity effects of various duration: Electronic collection of scientific papers of the international scientific and technical conference.</i> Makeevka: DONNASA, 2020, pp. 47–52. (In Russian).Леонович С.Н., Зверев В.Ф., Литвиновский Д.А. Критерии хрупкого разрушения высокопрочного бетона. <i>Механика разрушения строительных материалов и конструкций: Материалы VIII Академических чтений РААСН</i>. Казань, 2014. С. 169–173.Leonovich S.N., Zverev V.F., Litvinovsky D.A. Brittle fracture criteria for high-strength concrete. <i>Fracture Mechanics of Building Materials and Structures: Materials of the VIII Academic Readings of the RAASN.</i> Kazan. 2014, pp. 169–173. (In Russian).Патент РБ 16194. <i>Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения высокопрочного бетона</i> / Леонович С.Н., Литвиновский Д.А. Заявитель Белорусский национальный технический университет. Опубл. 30.08.2012.Patent RB 16194. <i>Sposob opredeleniya kriticheskogo koeffitsienta intensivnosti napryazheniya vysokoprochnogo betona</i> [Method for determining the critical stress intensity factor of high-strength concrete]. Leonovich S.N., Litvinovskii D.A. Applicant Belarusian National Technical University; Publ. 30.08.2012. (In Russian).Патент. RU 2621618. <i>Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения высокопрочного бетона</i> / Леонович С.Н., Литвиновский Д.А., Ким Л.В. Опубл. 06.06.2017.Patent. RU 2621618. <i>Sposob opredeleniya kriticheskogo koeffitsienta intensivnosti napryazheniya vysokoprochnogo betona</i> [Method for determining the critical stress intensity factor of high-strength concrete]. Leonovich S.N., Litvinovskii D.A., Kim L.V. Publ. 06.06.2017. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.