Цель: Рассмотреть проблемы, связанные с экспериментальным определением упруго-прочностных свойств композитной полимерной стеклопластиковой арматуры больших диаметров. Проанализировать состояние вопроса, провести обзор имеющихся методов определения упругих и прочностных характеристик композитной арматуры. Показать необходимость разработки методики прогнозирования упругих и прочностных свойств композитной полимерной арматуры большого диаметра с использованием методов косвенного измерения. Провести серию испытаний АКП на осевое растяжение и рассчитать значения упруго-прочностных характеристик, используя правило смеси для композитных материалов. Произвести сопоставительный анализ данных, полученных экспериментальными и аналитическими методами. Методы: Сравнительный анализ расчетных значений упруго-прочностных характеристик композитной арматуры с экспериментальными данными. Результаты: Указана необходимость совершенствования существующей нормативной методики определения упруго-прочностных характеристик стержней композитной арматуры. Установлены расчетные формулы, позволяющие произвести аналитический прогноз предела прочности и модуля упругости композитной стеклопластиковой арматуры. Произведена верификация полученных расчетных данных. Выявлена необходимость в проведении дополнительных испытаний с целью наработки статистической базы данных. Практическая значимость: Предложенная методика косвенного измерения характеристик композитной арматуры может быть рекомендована к дальнейшей экспериментальной апробации с целью снижения риска получения некорректных значений упруго-прочностных характеристик композитной полимерной арматуры большого диаметра при постановке прямого эксперимента.
Композитная арматура, прочностные свойства, анизотропия АКП, правило смеси, экспериментальные исследования, испытания на осевое растяжение
1. ГОСТ 31938-2022. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия. - Утв. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии № 444-ст от 1 июня 2022 г. - М.: Российский институт стандартизации, 2022. - 20 с.
2. ГОСТ 32492-2015. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения физико-механических характеристик. - Утв. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии № 2198-ст от 24 декабря 2015 г. - М.: Стандартинформ, 2016. - 17 с.
3. ГОСТ 32487-2015. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения характеристик стойкости к агрессивным средам. - Утв. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии № 2197-ст от 24 декабря 2015 г. - М.: Стандартинформ, 2016. - 8 с.
4. ГОСТ 32486-2021. Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Методы определения структурных характеристик. - Утв. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии № 2196-ст от 24 декабря 2015 г. - М.: Стандартинформ, 2016. - 20 с.
5. СП 405.1325800.2018. Конструкции бетонные с неметаллической фиброй и полимерной арматурой. Правила проектирования. - Утв. Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 декабря 2018 г. № 850/пр. - М.: Стандартинформ, 2019. - 24 с.
6. СП 164.1325800.2014. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования. - Утв. Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 8 августа 2014 г. № 452/пр. - М.: Стандартинформ, 2015. - 47 с.
7. ТР 013-1-14. Применение композитной арматуры. Технические рекомендации по применению неметаллической арматуры в бетонных конструкциях. - Утв. НИИЖБ - М., 2004. - 5 с.
8. СТО 83269053-001-2010. Применение в транспортном строительстве неметаллической композитной арматуры периодического профиля. - Утв. ООО НПФ «УралСпецАрматура». - Пермь, 2010. - 58 с.
9. Филин А. П. Исследование работы элементов конструкций, армированных неметаллической арматурой / А. П. Филин, Я. Е. Иохельсон, П. Е. Александров и др. - Л.: Институт инженеров железнодорожного транспорта, 1967. - 59 с.
10. Малбиев С. А. Полмеры в строительстве: учеб. пособие для вузов / С. А. Малбиев, В. К. Горшков, П. Б. Разговоров. - М.: Высшая школа, 2008. - 455 с.
11. Фролов Н. П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции / Н. П. Фролов. - М.: Стройиздат, 1980. - 104 с.
12. Завгороднев А. В. Перспективы применения композитной арматуры в морском гидротехническом строительстве / А. В. Завгороднев, А. М. Уманский, А. Т Беккер и др. // Горный информационный бюллетень (научно-технический журнал). - 2014. - № 54-9. - С. 137-148.
13. Селезнев В. А. Эксплуатационные характеристики полимерной композитной арматуры / В. А. Селезнев, В. А. Какуша, В. А. Ушков и др. // Промышленное и гражданское строительство. - 2021. - № 1. - С. 42-50.
14. Бенин А. В. Особенности испытаний композитной полимерной арматуры / А. В. Бенин, С. Г. Семенов // Промышленное и гражданское строительство. - 2014. - № 9. - С. 42-46.
15. Волик А. Р. Особенности испытаний на растяжение композитной арматуры / А. Р. Волик, С. А. Сазон, К. Ю. Чурило // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі Купалы. Сер. 6. Тэхніка. - 2020. - Т. 10. - № 1. - С. 110-118.
16. Садин Э. Я. Анкеровка в бетоне стеклопластиковой арматуры, производимой в Республике Беларусь / Э. Я. Садин // Архитектура и строительство. - 2016. - № 3. - С. 68-71.
17. Фролов Н. В. К вопросу об испытании стержневой полимеркомпозитной арматуры на осевое растяжение / Н. В. Фролов, М. А. Полоз, Е. Г. Колесникова // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2016. - № 11. - С. 74-77.
18. Анкерное устройство для композитной арматуры: пат. 109172 Российская Федерация: МПК Е 04 С 5/12 / В. Н. Николаев, В. В. Николаев; заявл. 12.05.2011; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28.
19. Анкер стержня стеклопластиковой арматуры: пат. 2032044 Российская Федерация: МПК Е 04 С 5/12 / В. Е. Казаринов; заявл. 13.01.1992; опубл. 27.03.1995.
20. Способ образования анкерного устройства композитной арматуры и анкерное устройство: пат. 2776854 Российская Федерация: МПК Е 02 D 5/74 / Х. А. Джантимиров, П. Х. Джантимиров, Е. А. Дудукалова и др.; заявл. 16.11.2021; опубл. 27.07.2022, Бюл. № 21.
21. Устройство для анкеровки композитной арматуры: пат. 2755614 Российская Федерация: МПК Е 04 С 5/12 / Д-К. Г. Накашидзе, Б. В. Накашидзе, П. Б. Березин; заявл. 24.02.2021; опубл. 17.09.2021, Бюл. № 26.
22. Способ контроля прочности стержня композитной арматуры и устройство для его осуществления: пат. 2709597 Российская Федерация: МПК G 01 N 3/12. G 01 N 3/24 / С. А. Пушкарев, Ф. А. Уразбахтин, Р. Ш. Низамов и др.; заявл. 14.11.2018; опубл. 18.12.2019, Бюл. № 35.
23. Хорохордин А. Ю. Совершенствование методики анализа механических испытаний стеклопластиковой арматуры / А. Ю. Хорохордин, В. А. Абанин, М. Ю. Локтев и др. // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», Бийский технологический институт (филиал). - 2015. - С. 150-154.
24. Селяев В. П. Исследование свойств волокнистых композитов методом продольного изгиба / В. П. Селяев, П. В. Селяев, М. Ф. Алимов и др. // Региональная архитектура и строительство. - 2014. - № 2. - С. 5-15.
25. Луговой А. Н. Исследование механических характеристик однонаправленно армированного стеклопластика методом продольного изгиба: специальность 05.02.01 - Материаловедение в машиностроении: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / А. Н. Луговой; ООО «Бийский завод стеклопластиков». - Барнаул, 2005. - С. 23-24.
26. Пащенко А. А. Армирование неорганических вяжущих веществ минеральными волокнами / А. А. Пащенко, В. Л. Сербии, А. Л. Паславская и др. - М.: Стройиздат, 1988. - 200 с.
27. Мэттьюз Ф. Композитные материалы: Механика и технология / Ф. Мэттьюз, Р. Ролингс; пер. с англ. С. Л. Баженова. - М.: Техносфера, 2004. - 406 с.
28. Победря Б. Е. Механика композиционных материалов / Б. Е. Победря. - М.: Моск. ун-т, 1984. - 336 с.
