Hybrid basalt fiber aerodrome concrete performance evaluation
Author: Qais Qais Abdurrahman Ali, Kotlyarevskaya Alena Valerevna, Okolnikova Galina Erikovna
Journal: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Article in issue: 1 (121), 2026.
Free access
Concrete airport pavements are subjected to severe mechanical and environmental demands, necessitating improved crack resistance, fatigue performance, and durability. The object of research is macro-micro hybrid basalt fiber reinforced concrete (BFRC) as a potential high-performance pavement material. The work aims to evaluate the influence of basalt fiber dosage and hybridization on crack width and depth, fracture toughness, fatigue life, chloride ingress resistance, and structural reliability. Method. Mechanical properties from laboratory tests were integrated with semi-empirical fracture mechanics models, S-N fatigue relationships, Fick’s second-law chloride diffusion analysis, and reliability-based statistical assessment. Results. Results indicate that increasing fiber content reduced predicted crack width and depth, while hybrid systems significantly enhanced fracture parameters. The 1.5A0.5B mix exhibited the highest fracture toughness and durability performance, whereas the 2A1B mix demonstrated superior fatigue life and reliability index. Overall, balanced hybrid basalt fiber systems provided synergistic improvements in cracking resistance, fracture behavior, fatigue performance, and long-term durability for airport pavement applications.
Basalt fiber, Crack, Durability, Fatigue, Fracture toughness, Fiber hybridization
Short address: https://sciup.org/143185709
IDR: 143185709 | UDC: 69 | DOI: 10.4123/CUBS.121.3
Оценка эксплуатационных характеристик аэродромного бетона с гибридным базальтовым волокном
Бетонные покрытия аэропортов подвергаются жестким механическим и экологическим нагрузкам, что требует повышения трещиностойкости, усталостной прочности и долговечности. Объектом исследования является макро- и микрогибридный базальтово-волокнистый бетон (БВБ) как потенциальный высокоэффективный материал для дорожных покрытий. Цель работы – оценить влияние дозировки базальтового волокна и гибридизации на ширину и глубину трещин, трещиностойкость, усталостную долговечность, сопротивление проникновению хлоридов и структурную надежность. Метод. Механические свойства, полученные в ходе лабораторных испытаний, были интегрированы с полуэмпирическими моделями механики разрушения, соотношениями усталости S-N, анализом диффузии хлоридов по второму закону Фика и статистической оценкой на основе надежности. Результаты. Результаты показывают, что увеличение содержания волокна снижает прогнозируемую ширину и глубину трещин, в то время как гибридные системы значительно улучшают параметры разрушения. Смесь 1.5A0.5B продемонстрировала наивысшую трещиностойкость и долговечность, в то время как смесь 2A1B показала превосходную усталостную долговечность и индекс надежности. В целом, сбалансированные гибридные системы базальтового волокна обеспечили синергетическое улучшение сопротивления растрескиванию, характера разрушения, усталостной прочности и долговременной долговечности для применения в покрытиях аэропортов.
