Assistant and postgraduate student, Department of Construction Technologies and Structural Materials, Academy of Engineering
аспирант, ассистент кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor the Department of Construction Technologies and Structural Materials, Academy of Engineering, RUDN University; Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)
кандидат технических наук, доцент кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия, Российский университет дружбы народов; профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций, Московский государственный строительный университет (Национальный исследовательский университет)
Doctor of Technical Sciences, Head of the Department Construction Technologies and Structural Materials, Academy of Engineering
доктор технических наук, заведующий кафедрой технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
postgraduate student, Department of Construction Technologies and Structural Materials, Academy of Engineering
аспирант кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия
Concrete airfield pavements often experience premature failure due to extensive cracking under repeated loading and environmental exposure. Traditional single-scale fiber reinforcement methods have proven inadequate in controlling both micro- and macro-cracks, prompting the need for hybrid solutions. This study investigates the mechanical and durability performance of concrete reinforced with hybrid combinations of micro basalt and macro basalt fibers. The main objectives were to evaluate the synergistic effects of dual-scale fiber reinforcement on crack resistance, elasticity, density, and water-related durability properties, and to determine the optimal fiber combination for high-performance pavement concrete. A comprehensive experimental program was conducted involving 25 concrete mixes with varying proportions of micro basalt and macro basalt fibers. Parameters such as elastic modulus, dry and saturated density, water absorption, and moisture content were measured and analyzed. The methodology employed standard mechanical testing protocols and statistical comparisons to identify trends and correlations. Results revealed that combinations such as 1.5A1.5B and 1.5A0.5B achieved superior elasticity (up to 53.65 GPa) and optimal balance across densities and water absorption. While fiber inclusion had minimal influence on compressive strength, basalt fibers significantly improved tensile and flexural behavior, toughness, and resistance to environmental degradation. The hybrid mixes demonstrated reduced porosity and water absorption, enhancing long-term durability. In conclusion, dual-scale hybrid fiber reinforcement offers a viable strategy for enhancing crack control, elasticity, and durability in concrete airfield pavements. It is recommended that future pavement designs incorporate optimized micro basalt and macro basalt fibers combinations to extend service life, reduce maintenance, and promote sustainable infrastructure development.
Изучены механические свойства и долговечность бетона, армированного гибридными комбинациями микробазальтовых и макробазальтовых волокон. Цель исследования - оценка эффективности двухмасштабного гибридного армирования бетона микробазальтовыми и макробазальтовыми волокнами для повышения трещиностойкости, эластичности, плотности и водостойкости, а также определение оптимальной комбинации волокон для применения в аэродромных покрытиях. Проведена всесторонняя экспериментальная программа, включающая 25 бетонных смесей с различным соотношением микробазальтовых и макробазальтовых волокон. Измерялись и анализировались такие параметры, как модуль упругости, плотность в сухом и насыщенном состоянии, водопоглощение и влажность. В качестве методов исследования использовались стандартные протоколы механических испытаний и статистические сравнения для выявления тенденций и корреляций. Результаты показали, что такие комбинации, как 1,5A1,5B и 1,5A0,5B, обеспечивают превосходную эластичность (до 53,65 ГПа) и оптимальный баланс плотности и водопоглощения. Добавление волокон оказывало минимальное влияние на прочность при сжатии, базальтовые волокна значительно улучшали прочностные характеристики при растяжении и изгибе, ударную вязкость и устойчивость к воздействию окружающей среды. Гибридные смеси характеризовались снижением пористости и водопоглощения, что способствовало увеличению долговечности. Двухмасштабное гибридное армирование волокнами является эффективной технологией для повышения эксплуатационных характеристик и долговечности бетонных покрытий. Рекомендуется использование оптимизированных комбинаций микробазальтовых и макробазальтовых волокон для продления срока службы конструкций и снижения затрат на обслуживание.