Вступ. Забезпечення необхідного рівня міцності, морозостійкості та зносостійкості дозволяє досягнути високої довговічності бетонів жорстких дорожніх покривів. Одним з ефективних методів покращення означених фізико-механічних показників є дисперсне армування. Проте в реальних економічних умовах важливо оцінювати ефективність конкретного типу дисперсного армування також з врахуванням його впливу на собівартість матеріалу. Використання комплексу експериментально-статистичних моделей, побудованих за результатами реалізації планованого експерименту, дозволяє проводити обґрунтований вибір оптимальних складів фібробетонів для покривів автодоріг.
Проблематика. Ефективність використання дисперсного армування суттєво залежить від властивостей бетонної матриці, на які впливає склад бетону, технологія його приготування тощо. Кількість дисперсної арматури, яка забезпечує найкраще зростання міцності бетону, не завжди є раціональною з економічної точки зору. До бетонів покривів автомобільних доріг висувається низка вимог щодо міцності, морозостійкості, стираності. Забезпечити відповідність цим вимогам можна за різних варіантів складів бетонів і фібробетонів, кожен з яких буде мати свої особливості. Тому задача оптимізації складу фібробетону жорсткого дорожнього покриву з врахуванням сучасних вимог до матеріалу та економічних чинників є актуальною.
Мета. Визначення оптимального складу фібробетону, який задовольняє вимогам до матеріалу жорсткого дорожнього покриву для автомобільних доріг Iа категорії та має найменшу собівартість.
Результати. За оптимальним планом проведений експеримент, в якому варіювалися 3 чинники складу фібробетону жорсткого дорожнього покриву: кількість цементу від 300 кг/м3 до 380 кг/м3, кількість поліпропіленової фібри від 0 кг/м3 до 3,0 кг/м3, кількість пластифікатору лігносульфонатного типу від 0,6 % до 1,0 % від маси цементу. Розраховано комплекс експериментально-статистичних моделей, які описують вплив варійованих чинників на міцність бетону на стиск, міцність на розтяг при згині, морозостійкість, стираність і собівартість 1 м3. З використанням даних моделей проведено вибір оптимального складу фібробетону, який задовольняє вимогам до матеріалу покривів доріг Іа категорії та має мінімальну собівартість. Для реалізації вибору за комплексом ЕС-моделей було побудовано 17 двофакторних діаграм типу «квадрат» з осями Х2 (кількість фібри) і Х3 (кількість пластифікатора). Квадрати будували за 17 рівних зафіксованих рівнях чинника х1, що відповідає всьому діапазону варіювання кількості цементу з кроком 5 кг/м3. Така дискретизація дозволяє наочніше і точніше здійснити вибір оптимального рішення. Обрано склад фібробетону, що містить поліпропіленову фібру у кількості 0,36 кг/м3, що менше за кількість, яка забезпечує найвищі показники міцності, морозостійкості та зносостійкості. Проте з врахуванням особливостей роботи дисперсної арматури в бетонній матриці та з врахуванням ринкових цін на компоненти бетонної суміші саме такий склад є оптимальним.
Висновки. З використанням комплексу експериментально-статистичних моделей графічним методом обрано оптимальний склад фібробетону жорсткого дорожнього покриву. Обраний склад забезпечує необхідні рівні міцності, морозостійкості та стираністі для покривів доріг Іа і має мінімальну собівартість.
