Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01558 AP25794995-KC-25 0125РК00147
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 9979625 AP25794995
Name of work
Использование гибридных волокон для повышения свойств высокопрочных бетонных конструкций: влияние комбинации стальных и синтетических волокон на трещиностойкость и пластичность
Type of work Source of funding Report authors
Applied Хамза Ерлан Ерғалиұлы
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Высокопрочный бетон, модифицированный гибридными волокнами (стальными, полипропиленовыми и базальтовыми), а также композиции материалов и структуры, формирующие его механические и эксплуатационные свойства.

Гибридті талшықтармен (болат, полипропилен және базальт талшықтары) модификацияланған жоғары берік бетон, сондай-ақ оның механикалық және пайдалану қасиеттерін қалыптастыратын материалдық композициялар мен құрылымдар.

Цель проекта – разработка высокопрочного бетона с гибридными волокнами (стальными, полипропиленовыми и базальтовыми), обладающего повышенной устойчивостью к сейсмическим нагрузкам. Такой бетон будет иметь высокую прочность, трещиностойкость и долговечность, что особенно важно для строительных конструкций, подвергающихся сейсмическим воздействиям и экстремальным климатическим условиям Казахстана. переведи на казахский

Мақсаты – болат, полипропилен және базальт талшықтарынан тұратын гибридті талшықтармен күшейтілген жоғары берік бетон әзірлеу. Мұндай бетон сейсмикалық жүктемелерге төзімділігі артқан, жоғары беріктікке, жарықшаққа қарсы тұру қабілетіне және ұзақ мерзімділікке ие болады. Бұл қасиеттер сейсмикалық әсерлерге және Қазақстанның экстремалды климаттық жағдайларына ұшырайтын құрылыс конструкциялары үшін ерекше маңызды.

В ходе исследования был использован комплекс экспериментальных и аналитических методов. Основные методы включали лабораторные испытания по определению прочности на сжатие и изгиб, а также анализ трещиностойкости и деформационных характеристик бетона. Для оценки микроструктуры применялись сканирующая электронная микроскопия (SEM) и рентгеноструктурный анализ (XRD). Влияние гибридных волокон было изучено с использованием трехфакторного математического моделирования, что позволило оптимизировать состав бетонной смеси. Дополнительно были определены модули упругости бетона для оценки его жесткости и деформационной устойчивости. Комплекс использованных методов обеспечил всестороннюю оценку механических и эксплуатационных свойств разработанного высокопрочного бетона. переведи на казахский

Зерттеу барысында эксперименттік және талдамалық әдістер кешені қолданылды. Негізгі әдістерге бетонның сығылуға және иілуге беріктігін анықтау бойынша зертханалық сынақтар, сондай-ақ оның жарықшаққа төзімділігі мен деформациялық сипаттамаларын талдау кірді. Микроструктураны бағалау үшін сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM) және рентгендік дифракциялық талдау (XRD) қолданылды. Гибридті талшықтардың әсері бетон қоспасының құрамын оңтайландыруға мүмкіндік берген үш факторлы математикалық модельдеу арқылы зерттелді. Қосымша ретінде бетонның серпімділік модульдері оның қатаңдығы мен деформациялық тұрақтылығын бағалау үшін анықталды. Қолданылған әдістер кешені әзірленген жоғары берік бетонның механикалық және пайдалану қасиеттерін жан-жақты бағалауды қамтамасыз етті.

На первом этапе исследования были составлены 10 базовых составов высокопрочного бетона с различными комбинациями гибридных волокон. На основе полученных данных, с использованием трехфакторного математического моделирования и планирования эксперимента, были разработаны ещё 30 оптимизированных составов, что позволило определить влияние дозировки и сочетаний стальных, полипропиленовых и базальтовых волокон на механические характеристики бетона. В рамках исследования также были изучены масштабные фрактальные эффекты, характеризующие структуру бетона на различных уровнях и влияющие на процессы трещинообразования и распределение напряжений в композите. Анализ показал выраженный синергетический эффект гибридного армирования, обеспечивающий повышение трещиностойкости, улучшение деформационной способности и увеличение модуля упругости материала. Научная новизна работы заключается в экспериментально подтверждённом подходе к подбору рациональных сочетаний гибридных волокон, выявлении закономерностей их взаимодействия в матрице бетона, а также в установлении роли фрактальной структуры в формировании эксплуатационных свойств высокопрочного материала. В марте 2025 года также прошла защита докторской диссертации. https://official.satbayev.university/ru/protection/khamza-erlan-ergaliuly

Зерттеудің бірінші кезеңінде гибридті талшықтардың әртүрлі комбинацияларымен жоғары берік бетонның 10 базалық қоспасы жасалды. Алынған деректер негізінде үш факторлы математикалық модельдеу және экспериментті жоспарлау әдістерін қолданып, тағы 30 оңтайландырылған қоспа әзірленді, бұл болат, полипропилен және базальт талшықтарының мөлшері мен комбинациясының бетонның механикалық қасиеттеріне әсерін анықтауға мүмкіндік берді. Зерттеу аясында сонымен қатар бетонның әртүрлі деңгейлеріндегі құрылымды сипаттайтын масштабтық фракталдық эффектілер қарастырылды, олар жарықшақ түзілу және композиттегі кернеу таралу процестеріне әсер етті. Талдау гибридті арматураның айқын синергетикалық әсерін көрсетті, бұл жарықшаққа төзімділіктің артуына, деформациялық қасиеттердің жақсаруына және материалдың серпімділік модулінің ұлғаюына ықпал етті. Жұмыстың ғылыми жаңалығы рационалды гибридті талшық комбинацияларын таңдауға эксперименттік дәлелдемелер келтіруде, олардың бетон матрицасындағы өзара әрекеттесу заңдылықтарын анықтауда, сондай-ақ жоғары берік материалдың пайдалану қасиеттерін қалыптастыруда фракталдық құрылымның рөлін айқындауда жатыр. 2025 жылдың наурыз айында докторлық диссертацияның қорғанысы да өтті. https://official.satbayev.university/ru/protection/khamza-erlan-ergaliuly

В настоящем проекте будут даны предложения по разработке высокопрочного бетона с гибридными волокнами (стальными, полипропиленовыми и базальтовыми), направленные на повышение его прочности, трещиностойкости и долговечности. Предложения включают оптимизацию состава бетонной смеси с учётом дозировки и сочетания волокон, использование лёгких пористых заполнителей, а также оценку влияния структуры материала на механические свойства и модуль упругости. Особое внимание уделялось изучению масштабных фрактальных эффектов, определяющих распределение напряжений и трещинообразование в бетоне, что позволяет повысить устойчивость конструкции к сейсмическим нагрузкам и экстремальным климатическим условиям.

Осы жобада жоғары берік бетонды (болат, полипропилен және базальт талшықтарымен гибридтелген) әзірлеу бойынша ұсыныстар берілді, оның беріктігін, жарықшаққа төзімділігін және ұзақ мерзімділігін арттыруға бағытталған. Ұсыныстар бетон қоспасының құрамын, талшықтардың мөлшері мен комбинациясын оңтайландыруды, жеңіл порозды толтырғыштарды қолдануды, сондай-ақ материал құрылымының механикалық қасиеттері мен серпімділік модуліне әсерін бағалауды қамтиды. Арнайы назар бетондағы кернеулердің таралуы мен жарықшақ түзілуін анықтайтын масштабтық фракталдық эффектілерді зерттеуге аударылды, бұл конструкцияның сейсмикалық жүктемелерге және экстремалды климаттық жағдайларға төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Результаты работы будут применяться в виде высокопрочных бетонных смесей с гибридными волокнами при строительстве монолитных зданий и сооружений, особенно в районах с высокой сейсмической активностью и экстремальными климатическими условиями.

Жұмыстың нәтижелері жоғары берік, гибридті талшықтар қосылған бетон қоспалары ретінде монолиттік ғимараттар мен құрылыстарды салуда, әсіресе сейсмикалық белсенділігі жоғары және экстремалды климаттық жағдайлары бар аймақтарда қолданылатын болады.

Эффективность разработанного бетона проявляется в повышении прочности, трещиностойкости и долговечности конструкций при умеренных затратах на материалы и оптимальной эксплуатации.

Дайын бетонның тиімділігі материалдық шығындарды азайта отырып, конструкциялардың беріктігі, жарықшаққа төзімділігі және ұзақ мерзімділігін арттыруда көрінеді.

Область применения - строительство монолитных зданий и сооружений, мостов, дорог и других объектов в районах с высокой сейсмической активностью и экстремальными климатическими условиями.

Қолдану саласы - сейсмикалық белсенділігі жоғары және экстремалды климаттық жағдайлары бар аймақтарда монолиттік ғимараттар, құрылыс нысандары, көпірлер мен жолдар салу.

UDC indices
691.32
International classifier codes
67.09.33; 67.11.31;
Key words in Russian
гибридные волокна; базальтовая фибра; углеродные волокна; высокопрочный бетон; трещиностойкость;
Key words in Kazakh
гибридті талшықтар; базальт талшығы; көміртекті талшықтар; беріктігі жоғары бетон; жарықшаққа төзімділік;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Хамза Ерлан Ерғалиұлы Доктор PhD / нет