Гибридный фибробетон для покрытия аэродромов: техническая осуществимость и анализ стоимости жизненного цикла

Аннотация

Кайс К.А.А., Котляревская А.В., Обейд М.А.А. .

Дата поступления статьи: 13.12.2025

Аннотация: Область применения фибробетона в ответственных несущих конструкциях, таких как покрытия аэродромов, часто ограничена недостаточной информацией о поведении материала и экономике жизненного цикла. Данное исследование устраняет этот пробел, разрабатывая и оценивая оптимальную гибридную смесь микро- и макробазальтовых фибр, состоящую из 1,5% и 0,5% от массы цемента, соответственно, для высокопроизводительного аэродромного бетона, с последующим анализом затрат на 30-летний жизненный цикл. Механические испытания подтвердили техническую осуществимость, показав значительное повышение эксплуатационных характеристик по сравнению с базовым бетоном: на 14,5% увеличилась прочность на сжатие (72,8 МПа) и на 18,2% - прочность на изгиб (10,4 МПа). Эти преимущества объясняются повышенной прочностью, многоступенчатым контролем трещин и превосходной способностью выдерживать нагрузку после образования трещин. Анализ стоимости жизненного цикла, проведенный с использованием 6%-ной ставки дисконтирования, показал, что гибридный вариант, который требует на 17,27% более высоких первоначальных затрат на материалы, экономически оправдан только при оптимистичном сценарии, когда повышенная долговечность устраняет необходимость в капитальном ремонте в течение 30 лет. Этот сценарий обеспечивает минимальную экономию затрат на весь жизненный цикл в размере 0,4% по сравнению с базовым вариантом. В консервативном и умеренном сценариях первоначальные затраты перевешивали отложенные или сокращенные затраты на восстановление. В целом, гибридный базальтофибробетон является перспективным материалом с высокими эксплуатационными характеристиками, который обеспечивает равенство затрат при максимальном повышении его долговечности и предотвращении масштабных восстановительных работ. Будущая работа должна включать полевые испытания и расширенный анализ затрат на весь жизненный цикл с учетом простоев в эксплуатации и показателей эффективности с учетом рисков.

Ключевые слова: аэродромное покрытие, базальтовая фибра, гибридный фибробетон, анализ стоимости жизненного цикла, восстановление, ставка дисконтирования, микрофибра, макрофибра, чистая приведенная стоимость

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения