Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 96401 10.20295/1815-588X-2025-1-206-214 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения Use of Concrete-Based Composite Materials in Construction Строительные конструкции с применением композиционных материалов на основе бетона Талантова Клара Васильевна Talantova Klara Vasil'evna talant_bar@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Санкт-Петербург Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University St. Petersburg Russian Federation 21 03 2025 21 03 2025 22 1 206 214 20 03 2025 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/96401/view

Цель: По содержанию части публикаций в открытой печати и Internet, посвященных композиционным материалам, очевидна целесообразность вновь обратиться к базовым принципам их создания, формированию свойств и уйти от их механистического понимания сложных систем как суммы свойств компонентов. В открытой печати достаточно широко представлена информация о композиционных материалах с различными типами волокон и матриц, в том числе на основе бетона. Однако нередко авторы, представляя результаты исследований, к композиционным относят практически все материалы, состоящие из двух или более компонентов. Методы: Оценка состояния предлагаемой информации выполняется на основе анализа информации, представленной в открытой печати и Internet, в том числе ведущих специалистов в области строительных конструкций и композиционных материалов, а также результатов экспериментально-теоретических исследований автора. Результаты: Современный уровень знаний о композиционных материалах можно оценить как весьма значительный. Повсеместно в открытой печати и на страницах Internet появляется информация о конструктивных решениях, выполненных с использованием композиционных материалов, интересных и весьма перспективных, обладающих заданными (требуемыми) свойствами и высокими технико-экономическими показателями. Практическая значимость: В научных изданиях, на страницах Internet нередко нет четкого и корректного представления о композиционных материалах. В статье делается попытка обратить внимание специалистов на необходимость осмысленно проводить исследования конструкций на основе композиционных материалов и привести термины и определения, принятые в профессиональном сообществе, в соответствие с их физическим и техническим смыслом, что позволит получать ожидаемый результат, не теряя времени и средств.

Purpose: On reviewing some of the Internet open publications devoted to composite materials, the author understands a clear need to revisit the basic principles of their development and the formation of properties and to move away from mechanistic understanding of complex system properties as the sum of those of their components. The information on composite materials with different types of fibers and matrices including those based on concrete is widely available in the open publications. However, when presenting the results of research, authors often refer to almost all materials consisting of two or more constituent materials as composite. Methods: The proposed information has been assessed based on the analysis of the Internet open publications, leading experts in the field of construction and composite materials and the author’s experimental and theoretical studies. Results: Composite materials have been widely investigated and applied recently. Innovative design solutions using intriguing and very promising composite materials with specified (required) properties have been researched in a number of open publications and the Internet. Practical significance: In scientific publications and on the Internet pages, there is often no clear and accurate understanding of composite materials. The article attempts to draw experts’ attention to the need for the research on structures based on composite materials and bring the terms and definitions accepted in the professional community into line with their physical and technical meaning, which will allow obtaining the expected results without wasting time and money.

 Композиционные материалы заданные свойства тип волокон матрица принципы создания формирование свойств многокомпонентные материалы железобетон синергетика Composite materials specified properties fiber type matrix principles of creation formation of properties multicomponent materials reinforced concrete synergetic

Рудой Б. Л. Композиты / Б. Л. Рудой. — М.: Моск. рабочий, 1976. — 144 с. Rudoy B. L. Kompozity / B. L. Rudoy. — M.: Mosk. rabochiy, 1976. — 144 s. Кербер М. Л. Композиционные материалы / М. Л. Кербер // Соросовский образовательный журнал. — 1999. — № 5. — С. 123–127. Kerber M. L. Kompozicionnye materialy / M. L. Kerber // Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal. — 1999. — № 5. — S. 123–127. Берлин А. А. Принципы создания композиционных полимерных материалов / А. А. Берлин и др. — М.: Химия, 1990. — 240 с. Berlin A. A. Principy sozdaniya kompozicionnyh polimernyh materialov / A. A. Berlin i dr. — M.: Himiya, 1990. — 240 s. Браутман Л. Механика композиционных материалов. Пер. с англ. / Л. Браутман, Р. Крок, Дж. Сендецки (ред.). — М.: Мир, 1978. — Т. 2 — 566 с. Brautman L. Mehanika kompozicionnyh materialov. Per. s angl. / L. Brautman, R. Krok, Dzh. Sendecki (red.). — M.: Mir, 1978. — T. 2 — 566 s. Фудзии Т. Механика разрушения композиционных материалов. Пер. с японск. / Т. Фудзии, М. Дзако. — М.: Мир, 1982. — 232 с. Fudzii T. Mehanika razrusheniya kompozicionnyh materialov. Per. s yaponsk. / T. Fudzii, M. Dzako. — M.: Mir, 1982. — 232 s. Композиционные материалы. В 8 т. Т. 8, Ч. II: Анализ и проектирование конструкций / Ред. К. Чамис, пер. с англ. Г. Г. Портнова. — М.: Машиностроение, 1978. — 264 с. Kompozicionnye materialy. V 8 t. T. 8, Ch. II: Analiz i proektirovanie konstrukciy / Red. K. Chamis, per. s angl. G. G. Portnova. — M.: Mashinostroenie, 1978. — 264 s. Кочешков И. В. Анализ понятия и принципов создания композиционных материалов / И. В. Кочешков // Наукоемкие технологии в машиностроении. — 2016. — № 2. — С. 3–11. — DOI: https://doi.org/10.12737/17788 (дата обращения: 22.11.2024). Kocheshkov I. V. Analiz ponyatiya i principov sozdaniya kompozicionnyh materialov / I. V. Kocheshkov // Naukoemkie tehnologii v mashinostroenii. — 2016. — № 2. — S. 3–11. — DOI: https://doi.org/10.12737/17788 (data obrascheniya: 22.11.2024). Жарин Д. Прикладная синергетика композиционных материалов / Д. Жарин, А. Бобрышев, С. Курин // LAP LAMBERT Academic Publishing. — 2012. — 152 с. Zharin D. Prikladnaya sinergetika kompozicionnyh materialov / D. Zharin, A. Bobryshev, S. Kurin // LAP LAMBERT Academic Publishing. — 2012. — 152 s. Талантова К. В. Сталефибробетон и конструкции на его основе / К. В. Талантова, Н. М. Михеев. — СПб.: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. — 276 с. Talantova K. V. Stalefibrobeton i konstrukcii na ego osnove / K. V. Talantova, N. M. Miheev. — SPb.: FGBOU VPO PGUPS, 2014. — 276 s. Beddar, M. Fiber reinforced concrete: past, present and future / M. Beddar // Бетон и железобетон — пути развития: науч. тр. 2-ой Всерос. (Междунар.) конф. по бетону и железобетону: в 5 т. Т. 3: Секционные доклады, секция «Технология бетона». — М.: Дипак, 2005. — С. 228–234. Beddar, M. Fiber reinforced concrete: past, present and future / M. Beddar // Beton i zhelezobeton — puti razvitiya: nauch. tr. 2-oy Vseros. (Mezhdunar.) konf. po betonu i zhelezobetonu: v 5 t. T. 3: Sekcionnye doklady, sekciya «Tehnologiya betona». — M.: Dipak, 2005. — S. 228–234. Vandewalle M. The use of fiber reinforsed concrete in road constructions / M. Vandewalle, N. V. Bekaert // Proc. Int. Symp. Fibre Reinforced Concr., Madras, Des. 16–19, 1987. — Rotterdam, 1988. — Vol. 2. — Pp. 6.111–6.119. Vandewalle M. The use of fiber reinforsed concrete in road constructions / M. Vandewalle, N. V. Bekaert // Proc. Int. Symp. Fibre Reinforced Concr., Madras, Des. 16–19, 1987. — Rotterdam, 1988. — Vol. 2. — Pp. 6.111–6.119. Porter H. F. Preparation of concrete from selection of materials to final disposition / H. F. Porter // J. Am. Conc. Inst. — 1910. — Vol. 6. — P. 296. Porter H. F. Preparation of concrete from selection of materials to final disposition / H. F. Porter // J. Am. Conc. Inst. — 1910. — Vol. 6. — P. 296. Некрасов В. П. Описание железобетонных изделий / В. П. Некрасов. — Привилегия, выданная 27 марта 1909. кл. 37 п. 4/01 №15271, заявл.13/XI-1907. Nekrasov V. P. Opisanie zhelezobetonnyh izdeliy / V. P. Nekrasov. — Privilegiya, vydannaya 27 marta 1909. kl. 37 p. 4/01 №15271, zayavl.13/XI-1907. Некрасов В. П. Метод косвенного вооружения бетона / В. П. Некрасов. — М.: Транспечать, 1925. — 255 с. Nekrasov V. P. Metod kosvennogo vooruzheniya betona / V. P. Nekrasov. — M.: Transpechat', 1925. — 255 s. Клещевникова В. И. Разновидности материалов для дисперсного армирования бетона / В. И. Клещевникова, А. С. Логвинова, С. В. Беляева // Alfabuild. — 2019. — № 1(8). — С. 59–74. Kleschevnikova V. I. Raznovidnosti materialov dlya dispersnogo armirovaniya betona / V. I. Kleschevnikova, A. S. Logvinova, S. V. Belyaeva // Alfabuild. — 2019. — № 1(8). — S. 59–74. Сивоконь Ю. В. Конспект лекций по строительным конструкциям: учеб. пособие / Ю. В. Сивоконь, В. Р. Касимов. — Н. Новгород: ННГАСУ, 2019. — 132 с. Sivokon' Yu. V. Konspekt lekciy po stroitel'nym konstrukciyam: ucheb. posobie / Yu. V. Sivokon', V. R. Kasimov. — N. Novgorod: NNGASU, 2019. — 132 s. Рыбьев И. А. Строительное материаловедение: учеб. пособие для строит. спец. вузов / И. А. Рыбьев. — 2-е изд., испр. — М.: Высшая школа, 2004. — 701 с. Ryb'ev I. A. Stroitel'noe materialovedenie: ucheb. posobie dlya stroit. spec. vuzov / I. A. Ryb'ev. — 2-e izd., ispr. — M.: Vysshaya shkola, 2004. — 701 s. Холмянский М. М. Контакт арматуры с бетоном / М. М. Холмянский. — М.: Стройиздат, 1981. — 184 с. Holmyanskiy M. M. Kontakt armatury s betonom / M. M. Holmyanskiy. — M.: Stroyizdat, 1981. — 184 s. Железобетон в XXI веке. Состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России: монография / Коллектив авторов под. ред. К. В. Михайлова. — М.: НИИЖБ, 2001. — 390 с. Zhelezobeton v XXI veke. Sostoyanie i perspektivy razvitiya betona i zhelezobetona v Rossii: monografiya / Kollektiv avtorov pod. red. K. V. Mihaylova. — M.: NIIZhB, 2001. — 390 s. СП 15.13330.2020. Свод правил. Каменные и армокаменные конструкции. СНиП II-22-81 (утв. Приказом Минстроя России от 30.12.2020 № 902/пр.) (ред. от 21.12.2023). SP 15.13330.2020. Svod pravil. Kamennye i armokamennye konstrukcii. SNiP II-22-81 (utv. Prikazom Minstroya Rossii ot 30.12.2020 № 902/pr.) (red. ot 21.12.2023). Лобанов И. А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов / И. А. Лобанов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: межвуз. тем. сб. тр. — Л., 1986. — С. 5–10. Lobanov I. A. Osobennosti struktury i svoystva dispersno-armirovannyh betonov / I. A. Lobanov // Tehnologiya izgotovleniya i svoystva novyh kompozicionnyh stroitel'nyh materialov: mezhvuz. tem. sb. tr. — L., 1986. — S. 5–10. Галиев Л. С. Оценка конкурентных преимуществ композиционных материалов в строительных конструкциях / Л. С. Галиев, В. В. Полити, В. С. Канхва // Отходы и ресурсы. — 2022. — Т. 9. — № 3. — URL: https://resources.today/PDF/19ECOR 322.pdf. — DOI: 10.15862/19ECOR322. Galiev L. S. Ocenka konkurentnyh preimuschestv kompozicionnyh materialov v stroitel'nyh konstrukciyah / L. S. Galiev, V. V. Politi, V. S. Kanhva // Othody i resursy. — 2022. — T. 9. — № 3. — URL: https://resources.today/PDF/19ECOR 322.pdf. — DOI: 10.15862/19ECOR322. Wooldridge J. F. Reinforced Refractory Fibers Prove Their Value / J. F. Wooldridge // Brick and Clay Record. — 1978. — Vol. 173. — Iss. 4. — Pp. 36–39. Wooldridge J. F. Reinforced Refractory Fibers Prove Their Value / J. F. Wooldridge // Brick and Clay Record. — 1978. — Vol. 173. — Iss. 4. — Pp. 36–39. Дорф В. А. Влияние характеристик стальной фибры и ее содержание в сталефибробетоне на его огнестойкость / В. А. Дорф, Р. О. Красновский, Д. Е. Капустин и др. // Вестник гражданский инженеров СПбГАСУ. — 2017. — № 5(64). — С. 38–46. Dorf V. A. Vliyanie harakteristik stal'noy fibry i ee soderzhanie v stalefibrobetone na ego ognestoykost' / V. A. Dorf, R. O. Krasnovskiy, D. E. Kapustin i dr. // Vestnik grazhdanskiy inzhenerov SPbGASU. — 2017. — № 5(64). — S. 38–46. Иванов М. А. Влияние повышенных температур на прочностные свойства сталефибробетона / М. А. Иванов // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1984. — № 12. — C. 129–132. Ivanov M. A. Vliyanie povyshennyh temperatur na prochnostnye svoystva stalefibrobetona / M. A. Ivanov // Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arhitektura. — 1984. — № 12. — C. 129–132. СП 360.1325800.2017. Конструкции сталефибробетонные. Правила проектирования. — М.: ФГУП НИЦ «Строительство», 2017. — 40 с. SP 360.1325800.2017. Konstrukcii stalefibrobetonnye. Pravila proektirovaniya. — M.: FGUP NIC «Stroitel'stvo», 2017. — 40 s. Куликов А. Н. Экспериментально-теоретические исследования свойств фибробетона при безградиентном напряженном состоянии в кратковременных испытаниях: техн. наук / А. Н. Куликов. — Л., 1975 Kulikov A. N. Eksperimental'no-teoreticheskie issledovaniya svoystv fibrobetona pri bezgradientnom napryazhennom sostoyanii v kratkovremennyh ispytaniyah: tehn. nauk / A. N. Kulikov. — L., 1975