Исследование влияния на прочность бетона добавок из фуллерена С60

1. Цель исследования

Исследование влияния на прочность бетона добавок из фуллерена C60.

2. Объект исследования

Объектом исследования были образцы бетона в виде кубиков с размерами 40х40х40 мм. При изготовлении образцов бетона использовалась добавка из фуллерена C60. Далее эта добавка упоминается, как фуллеренол.

Для исследования были выбраны 6 образцов бетона. Для изготовления этих образцов использовались растворы с разным содержанием фуллеренола. Для отличия образцов с разным содержанием фуллеренола им были присвоены обозначения 00, 01, 02, 03, 04 и 06. Было изготовлено по четыре экземпляра каждого из образцов.

Информация о доле фуллеренола в образцах бетона по отношению к массе воды представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Доля фуллеренола в образцах бетона

Обозначение образца Доля фуллеренола по отношению к массе воды
00 0 %
01 0,01 %
02 0,02 %
03 0,03 %
04 0,04 %
06 0,06 %

3. Испытания на сжатие до разрушения

Были испытаны по три экземпляра каждого из образцов.

Информация о результатах испытаний представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Результаты испытаний образцов бетона на сжатие до разрушения

Обозначение образца Напряжение сжатия при разрушении, МПа Среднее напряжение сжатия при разрушении, МПа
00 18,9; 16,3; 23,8 19,7
01 23,1; 22,0; 20,3 21,8
02 15,8; 16,7; 30,2 20,9
03 28,5; 20,2; 24,0 24,2
04 27,9; 25,1; 28,7 27,2
06 31,7; 31,4; 21,3 28,1

Из таблицы 3.1 видно, что максимальные значения напряжения сжатия при разрушении были зафиксированы для образцов с обозначениями 04 и 06. Значения напряжений сжатия при разрушении для этих образцов превышают значение аналогичного напряжения у образца с обозначением 00 на 38 % и на 43 % соответственно.

4. Испытания на удельную ударную вязкость

Были испытаны по одному экземпляру каждого из образцов.

Испытания выполнялись путем свободного падения с определенной высоты груза закругленной стороной на одно и тоже место половинки балки до ее разрушения. Результаты испытаний подсчитывались по формуле

а = mghN/ 1000V, где

а – удельная ударная вязкость образца, кДж/м3,
m – масса груза = 0,503 кг,
g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с2,
h – высота, с которой падал груз = 0,45 м,
N – число падений груза на образец до его разрушения,
V – объем образца = 0,000064 м3.

Информация о результатах испытаний представлена в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Результаты испытаний образцов бетона на удельную ударную вязкость

Обозначение образца Число падений груза на образец до его разрушения, N Удельная ударная вязкость, a, кДж/м3
00 10 346,95
01 6 208,17
02 5 173,48
03 6 208,17
04 11 381,65
06 3 104,09

Из таблицы 4.1 видно, что добавление фуллеренола не привело к повышению удельной ударной вязкости бетона. Результат для образца с обозначением 04, скорее всего, относится к погрешности эксперимента.

5. Выводы

Добавление в бетон фуллеренола привело к повышению его прочности на сжатие, но не привело к повышению его удельной ударной вязкости.