STRENGTH OF FIBER-REINFORCED EXPANDED CLAY CONCRETE WITH MULTI-COMPONENT BINDER

Abstract

Expanded clay concrete, basalt fiber, multi-component binder, compression, bending, strength

The paper presents the results of experimental studies on the strength of expanded clay concrete with a multi-component binder incorporating basalt fiber, as well as an assessment of the effect of basalt fiber on the mechanical properties of concrete.

During the experimental program, four concrete mixtures were produced and tested at the ages of 7, 28, and 90 days. The composition of structural expanded clay concrete with a multi-component binder corresponding to a design strength of 20 MPa was adopted for the study.

Based on the obtained experimental data and using probability theory and mathematical statistics, a mathematical model of compressive and flexural strength of expanded clay concrete with a multi-component binder was developed as a function of basalt fiber content and testing age.

The analysis of the experimental results showed that the incorporation of 1.0% basalt fiber increases compressive strength by 20%, while 1.5% basalt fiber results in an increase of 47%. At the same time, flexural strength increases by more than 25% with 1.0% basalt fiber and by more than 65% with 1.5% basalt fiber. These results indicate that a higher content of basalt fiber in expanded clay concrete with a multi-component binder leads to improved strength characteristics.

The optimal content is 1.5% basalt fiber, which is recommended for use in both flexural and compressed structural elements.

1. Бабич Є.М., Дробишинець С.Я. Робота і розрахунок згинальних сталефібробетонних елементів: монографія. Луцьк: ЛНТУ, 2012. 194 с.

Babych Ye.M., Drobyshynets S.Ia. Robota i rozrakhunok zghynalnykh stalefibrobetonnykh elementiv: monohrafiia. Lutsk: LNTU, 2012. 194 s.

2. Дворкін Л.Й. Високоміцні бетони: навчальний посібник / Л.Й. Дворкін, В.В. Житковський, Р.М. Макаренко // Київ,2022. - 216c.

Dvorkin L.I. Vysokomitsni betony: navchalnyi posibnyk / L.I. Dvorkin, V.V. Zhytkovskyi, R.M. Makarenko // Kyiv, 2022. - 216c.

3. Кравченко С.А. Конструкційні та конструкційно-теплоізоляційні легкі бетони на пористих заповнювачах. / С.А. Кравченко, О.О. Постернак, І.А. Столевич // Ресурсоекономні матеріали, конструкції,будівлі та споруди: зб. наук. праць, вип. № 31. Рівне, УДУВГП, 2015. С.213 – 221. https://doi.org/10.31713/budres.v0i31.38

Kravchenko S.A. Konstruktsiini ta konstruktsiino-teploizoliatsiini lehki betony na porystykh zapovniuvachakh. / S.A. Kravchenko, O.O. Posternak, I.A. Stolevych // Resursoekonomni materialy, konstruktsii,budivli ta sporudy: zb. nauk. prats, vyp. № 31. Rivne, UDUVHP, 2015. S.213 – 221. https://doi.org/10.31713/budres.v0i31.38

4. Дворкін Л.І. Випробування бетонів та розчинів. Проектування їх складу. - М: ІнфраІнженерія, 2017, 432 С.

Dvorkin L.I. Vyprobuvannia betoniv ta rozchyniv. Proektuvannia yikh skladu. - M: InfraInzheneriia, 2017, 432 S.

5. Солодкий С.Й., Марків Т.Є., Холод Т.П. Способи регулювання тріщиностійкості високоміцних бетонів. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди, зб. наук. пр. Рівне [б. в.], 2015. Вип. 31. С. 357–362. https://doi.org/10.31713/budres.v0i31.114

Solodkyi S.I., Markiv T.Ie., Kholod T.P. Sposoby rehuliuvannia trishchynostiikosti vysokomitsnykh betoniv. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, zb. nauk. pr. Rivne [b. v.], 2015. Vyp. 31. S. 357–362. https://doi.org/10.31713/budres.v0i31.114

6. ДСТУ Б В.2.7-214:2009. Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками. [Чинний від 2010-09-01]. Вид. офіц. Київ: Мінрегіонбуд України, 2010. 43 с.

DSTU B V.2.7-214:2009. Budivelni materialy. Betony. Metody vyznachennia mitsnosti za kontrolnymy zrazkamy. [Chynnyi vid 2010-09-01]. Vyd. ofits. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 2010. 43 s.