Пулепоглощающий материал (фибропенобетон) и способ его изготовления

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности при проведении учебно-тренировочных спортивных и боевых стрельб, а именно к средствам для улавливания метаемых элементов (пуль, дробовых снарядов) и их фрагментов, а также предотвращения рикошетов при стрельбах из стрелкового оружия. Сырьевая смесь для изготовления пулепоглощающих антирикошетных элементов из фибропенобетона включает связующее вещество, мелкий заполнитель, пенообразователь, дисперсную арматуру и воду. При этом в качестве связующего используется портландцемент, или его разновидности марки не ниже 400, или строительный гипс марки не ниже Г6, или напрягающий цемент, или вяжущее низкой водопотребности. В качестве дисперсной арматуры используются полиамидные волокна длиной 40-55 мм и диаметром 25-10 мкм, и/или углеродные волокна длиной 18-35 мм и диаметром 9-6 мкм при соотношении компонентов, мас.ч.: связующее – 100, заполнитель мелкий - 155-230, пенообразователь - 0,1-0,8, дисперсная арматура – 1,1-9, вода – остальное. Плотность получаемой смеси находится в диапазоне 1100-1800 кг/м³. Также предложен способ приготовления сырьевой смеси для изготовления пулепоглощающего антирикошетного элемента из фибропенобетона. Обеспечивается изготовление пулепоглощающих антирикошетных облицовок в широком диапазоне эксплуатационных свойств, повышение надежности, долговечности и эффективности тренировочных и защитных объектов, подвергающихся воздействию метаемых снарядов, снижение трудоемкости и материалоемкости их изготовления, а также обеспечение защиты лиц, принимающих участие в стрельбах, от поражения вторичными осколками. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности при проведении учебно-тренировочных спортивных и боевых стрельб, а именно к средствам для улавливания метаемых элементов (пуль, дробовых снарядов) и их фрагментов, а также предотвращения рикошетов при стрельбах из стрелкового оружия.

Основной составляющей любого тира или стрельбища является пулеулавливающая облицовка, которая принимает на себя основную нагрузку от многократного воздействия пуль. Параметры данного конструкционного элемента во многом определяют эксплуатационные возможности конкретного тира, поскольку пулеулавливающая облицовка сочетает в себе функции поглощения кинетической энергии пули, ликвидации рикошета, предотвращения разрушения несущих конструкций и инженерных коммуникаций, а также уменьшения уровня шума. Обеспечение данных условий, особенно при стрельбах на ближних дистанциях, в значительной мере определяется конструкцией пулеулавливателя и примененными в нем материалами.

Известны многочисленные устройства (1), конструктивное решение которых представляет собой облицовку для улавливания пуль, содержащую пулепробиваемый каркасный деревянный экран, за которым устанавливают пулеулавливающую конструкцию, например, штабель из деревянных поленьев длиной не менее 1 м, уложенных торцами в направлении стрельбы, или наклонные отражатели из листовой стали и деревянный короб, заполненный щебнем.

Недостатком указанных устройств является их громоздкость, большая толщина, применение таких устройств требует значительных объемов расходных материалов и места для монтажа, что существенно сокращает внутренний объем объекта, где проводятся стрельбы. Элементы бронирования подвержены коррозии и био-коррозии.

Известны пулеулавливатели, включающие верхний пулеотражатель, нижний пулеотражатель, соединенные с горловиной пулеприемной камеры (2). Нижний пулеотражатель этих пулеулавливателей образован несколькими рядами соединенных между собой внахлест по направлению стрельбы листов. Такая конструкция пулеулавливателя сохраняет возможность рикошета назад фрагментов пуль при их попадании в область стыка листов. Кроме этого, в стыках будут накапливаться свинцовая пыль и фрагменты разрушенных пуль, что затрудняет обслуживание пулеулавливателя. Стальные элементы конструкции подвержены коррозии.

Известны средства защиты от воздействия быстролетящих твердых тел, выполненные в виде навесных защитных покрытий, состоящих из несущего слоя, амортизирующего слоя и присоединенных к нему под углом, профилированных защитных сегментов, расположенных встык или смещенных друг относительно друга. Навесные защитные покрытия такого типа монтируются из отдельных секций, соединенных друг с другом (3), или в виде непрерывных покрытий заданного размера, соединенных между собой посредством управляемых быстроразъемных соединений (4).

Общими недостатками упомянутых защитных устройств являются незащищенность от коррозии стальных элементов, недостаточная эффективность улавливания пуль патронов повышенной пробиваемости, а также их недолговечность и повышенная трудоемкость монтажа и замены фрагментов покрытия.

Известна пулеулавливающая антирикошетная облицовка (5), выполненная в виде многослойного щита из материалов, обладающих различной податливостью. Размер по толщине упругоподатливых слоев уменьшается от наружного слоя к тыльному, а толщина несущих слоев увеличивается от лицевого слоя к тыльному. При этом, цельное ограждение составляет сплошной набор блок-модулей.

К числу недостатков можно отнести то, что такое защитное покрытие, вследствие сложной структуры и набора примененных материалов, требует высокой трудоемкости и материалоемкости при изготовлении. Использование таких устройств предполагает регулярный демонтаж фрагментов блок-модулей для замены пулеулавливающих материалов, что весьма трудоемко, поэтому снижает интенсивность стрельбовых тренировок. Вероятность коррозии некоторых элементов затрудняет использование данного вида покрытия на открытой местности.

Наиболее близким по совокупности признаков заявляемому изобретению, принятым за прототип, является баллистический барьер из бетона SACON (6), который предлагает применения единого материала (дисперсно-армированного пенобетона с плотностью смеси ≈1400…1500 кг/м³) для создания средств, улавливающих метательные элементы и устраняющих рикошеты, благодаря вязкости разрушения материала и способности поглощения кинетической энергии пули. Данный патент предлагает сырьевую смесь для изготовления ячеистых бетонов, включающую портландцемент, заполнитель, воздухововлекающую добавку, дисперсную арматуру, добавки и воду, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: портландцемент – 100, мелкий заполнитель – 50-150, дисперсная арматура – 0.5-15, фосфат кальция – 0.5-5, гидроксид алюминия – 0.5–5, воздухововлекающая добавка – 0.05-5. Помимо этого, аналог предлагает способ приготовления дисперсно-армированной пенобетонной смеси, сущность которого состоит в том, что первоначально в смесителе получают раствор из портландцемента, мелкого заполнителя и воды, затем добавляют воздухововлекающую добавку, добавляют армирующие волокна, а после, перемешивание смеси происходит до того момента, когда плотность опустится до требуемой величины, что включает параллельные проверки значений плотности. Второй способ представляет собой двухстадийное приготовление смеси, включающее отдельное приготовление пены и отдельное смешивание портландцемента, заполнителя, дисперсной арматуры и воды. При этом достижение требуемой плотности происходит путем постепенного добавления пены и проверки значений плотности.

К недостаткам описанного состава относится низкая доля заполнителя, что при достаточно высокой плотности для конструкционного пенобетона, может привести к повышенным усадочным деформациям и внутренним напряжениям, несмотря на применение армирующих волокон. Еще одним недостатком является невозможность использования широкой номенклатуры сырья, что существенно ограничивает возможность изготовления материала. Помимо прочего, представленный состав не эффективно использует вещественную природу и геометрические параметры дисперсной арматуры, что значительно ограничивает эффективность композиционного взаимодействия армирующих волокон и бетонной матрицы, которое является ключевым для пулеулавливающего барьера, подвергающегося ударно-импульсным воздействиям.

К числу недостатков описанного способа приготовления смеси можно отнести то, что такая технология существенно ограничивает сырьевую базу для получения ячеистых материалов. Другими недостатками являются продолжительный этап перемешивания смеси при уже введенной дисперсной арматуре, а также значительная общая длительность гомогенизации смеси, которая требуется для достижения заданной плотности. Продолжительный период приготовления смеси приводит к нарушению равномерного распределения газовой фазы и появлению неплотностей, а также к большой вероятности комкования дисперсной арматуры.

Помимо этого, к недостаткам относится необходимость остановок смесителя для проверки значений плотности. Последующие запуски смесителя или возможное вибрирование, после достижения хаотичного распределения армирующих волокон и максимально достижимой упругости пленок ПАВ, приводят к коалесценции и частичной утрате газовой фазы. Перечисленные недостатки обуславливают появление нарушений в структуре межпоровых перегородок затвердевшего фибропенобетона, увеличение количества дефектных областей со сниженной прочностью и трещиностойкостью, и, соответственно, снижение общей прочности материала.

Техническим результатом настоящего изобретения являются изготовление пулепоглощающих антирикошетных облицовок в широком диапазоне эксплуатационных свойств, повышение надежности, долговечности и эффективности тренировочных и защитных объектов, подвергающихся воздействию метаемых снарядов, снижение трудоемкости и материалоемкости их изготовления, а также обеспечение защиты лиц, принимающих участие в стрельбах, от поражения вторичными осколками.

Сущность изобретения заключается в том, что пулепоглощающая антирикошетная зашита создана из одного материала (конструкционного фибропенобетона), обладающего высокой вязкостью разрушения. Дисперсная синтетическая арматура, расположенная в межпоровых перегородках бетонного материала и связанная с ним силами поверхностного сцепления, за счет своей высокой деформативности способствует рассеиванию энергии удара по объему твердой фазы фибропенобетона. Релаксация напряжений от ударной нагрузки позволяет гасить кинетическую энергию пули, попавшей в щит. Вязкость разрушения и пористая структура, характерная для фибропенобетонов, способствует снижению числа рикошетов и разделению пуль на осколки. При этом данный газонаполненный бетон изготавливается из широко распространенных сырьевых материалов, не трудоемок в изготовлении, а после исчерпания своих эксплуатационных свойств может утилизироваться с целью повторного использования. Стойкость к коррозии, био-коррозии и горению, отличает фибропенобетонную пулепоглощающую защиту от традиционных типов пулеулавливающей, броневой и антирикошетной защиты тиров.

Предложена сырьевая смесь для изготовления пулепоглощающего антирикошетного элемента (изделия) из фибропенобетона, включающая связующее вещество, мелкий заполнитель, пенообразователь, воду и дисперсную арматуру, отличающаяся тем, что при плотности смеси – 1100-1800 кг/м³, содержит волокна полиамида (длиной 40-55 мм и диаметром 10-25 мкм) или углеродные волокна (длиной 18-35 мм и диаметром 6-9 мкм), а также их сочетание – 1:0,2-0,8, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: связующее – 100, мелкий заполнитель – 155-230, пенообразователь (поверхностно-активное вещество) – 0,1-0,8, дисперсная арматура – 1,1-9, вода – остальное. В качестве связующего используют портландцемент, или его разновидности марки не ниже 400, или строительный гипс марки не ниже Г6, или напрягающий цемент, или вяжущее низкой водопотребности. Сырьевая смесь в качестве мелкого заполнителя может содержать молотый или барханный песок, молотый керамический кирпичный бой и др. техногенные материалы рН которых ≤ 5, при модуле крупности <2.

Технический результат достигается тем, что при указанной массовой части мелкого заполнителя, снижаются усадочные деформации в твердеющем фибропенобетоне. Большие объемы связующего в смесях конструкционных пенобетонов высокой плотности (1100-1800 кг/м³) обуславливают заметные увеличения усадочных деформаций при твердении, что негативно сказывается на конечной прочности материала. Наличие заполнителя в мас.ч 155-230 относительно 100 мас.ч. связующего, обеспечивает снижение усадки на 5-17% относительно результатов применения известного состава сырьевой смеси. При этом, увеличение заполнителя в мас. ч. более 230 , приводит к заметному обратно пропорциональному снижению прочности бетона на сжатие. Данные условия и определяют предлагаемый диапазон доли мелкого заполнителя.

Наличие волокон, хаотично расположенных в межпоровых перегородках ячеистых материалов, позволяет использовать для их производства минеральные и органические связующие вещества, различные мелкие заполнители с диапазоном дисперсности от 50 до 50000 см2/г и pH<5, любые пенообразователи. Предлагаемое разнообразие видов связующего и заполнителя, позволяет расширить сырьевую базу для изготовления ячеистых материалов, что даст возможность производства ячеистых бетонов в широком диапазоне физико-механических свойств. Возможности управления заданными свойствами фибропенобетона расширяют диапазон применения пулеулавливающей облицовки при использовании различного вооружения.

При указанной вещественной природе и геометрических параметрах армирующих волокон, достигается максимальное эффективное использование дисперсной арматуры в конструкционном фибропенобетоне. Применение полиамидного волокна позволяет в значительной мере изменить характер разрушения материала на упруго-пластический, а также существенно повысить вязкость разрушения фибропенобетона, в сравнении с другими химическими волокнами (полипропиленовые, полиэфирные, полиакрилонитрильные и т.д.), за счет сочетания достаточной предельной деформативности (≈15%), низкой истираемости и высоким модулем Юнга. При увеличении длины армирующих полиамидных волокон до диапазона 40-55 мм, обеспечивается наиболее эффективное их сцепление с бетоном в межпоровых перегородках, больший объем бетона участвует в работе при сопротивлении растягивающей нагрузке, а также заметно повышается скорость набора пластической прочности смеси (7), благодаря пропорциональному увеличению дзета-потенциала на поверхности волокна. Данные значения длин волокон являются предельными, при которых еще можно избежать значительного комкования при перемешивании.

Использование углеродного волокна, в свою очередь, наиболее эффективно повышает прочность на растяжение и трещиностойкость, что является важным критерием при сопротивлении ударно-импульсным нагрузкам. Данный факт обусловлен тем, что модуль упругости данных волокон на порядок больше модуля упругости ячеистого материала, а деформативность крайне низкая. При указанной длине углеродного волокна (18-35 мм) удается компенсировать свойства низкой гибкости (длина волокна менее 18 мм) и высокой ломкости (длина волокна более 35 мм) при перемешивании, одновременно позволяя наиболее эффективно использовать данное армирующее волокно без нарушения макроструктуры материала.

Предлагаемое применение дисперсной арматуры меньшего диаметра (d_{угл.вол.} <9мкм, d_{полиам.вол.} <25мкм) обусловлено тем, что диаметр волокна обратно пропорционален электрокинетическому потенциалу на его поверхности. Достижение высоких значений ζ-потенциала позволяет ускорить набор пластической прочности фибропенобетонной смеси (8), а также обеспечить лучшее сцепление волокна с бетоном. Помимо этого, снижение диаметра армирующего волокна уменьшает вероятность разрушения стенок пленок ПАВ и нарушения распределения газовой фазы.

Описанное полиармирование дисперсной арматурой (полиамидным и углеродным волокном в отношении 1:0,2-0,8), заметно увеличивает вязкость разрушения, трещиностойкость, прочность на изгиб и сопротивление ударно-импульсным нагрузкам фибропенобетона. Совместный эффект высокой прочности на разрыв и низкой растяжимости углеродного волокна, а также более высокой деформативности при разрыве и большей протяженности полиамидного волокна, позволяет достичь повышенных показателей прочностных свойств, в сравнении с применением синтетических армирующих волокон по отдельности.

Указанные выше соотношения содержания компонентов заявляемой сырьевой смеси для изготовления пулепоглощающих антирикошетных элементов (изделий) из фибропенобетона, а также предлагаемые диапазоны плотностей (1100-1800 кг/м³) фибропеносмеси, получены авторами настоящего изобретения опытным путем. При выходе содержания компонентов за указанные диапазоны соотношений компонентов или значений плотности смеси, декларированный технический результат не достигается.

Изготовления пулепоглощающих антирикошетных элементов из фибропенобетонной смеси меньше 1100 кг/м³ не позволяет достичь прочностных свойств затвердевшего бетона, при которых полученный армированный газонаполненный бетон будет останавливать метаемые элементы (с кинетической энергией менее 3500 Дж) на глубине до 220 мм. В свою очередь, изготовление пулепоглощающих фибропенобетонных элементов из смеси плотностью выше 1800 кг/м³, обуславливает наличие крайне низкой пористости затвердевшего ячеистого бетона, что приводит к уменьшению допустимого угла обстрела пулепоглощающих фибропенобетонных конструкций, при котором не будут рикошетировать метаемые элементы. Диапазоны массовой части дисперсного армирования обусловлены тем, что при меньших значениях эффект армирования не наблюдается, а при превышении количества, достигается предел насыщения смеси дисперсной арматурой, при которых образуются большие кластеры скомканных волокон и неплотных областей. При этом указанные диапазоны пенообразователя (ПАВ) позволяют достичь плотности смеси 1100-1800 кг/м³ путем варьирования соотношением “ПАВ: Вода, свободная до образования пенной структуры”. Примеры предлагаемой сырьевой смеси приведены в таблице.

Таблица

Компоненты смеси	Образец 1	Образец 2	Образец 3
Связующее, кг	ПЦ 500 / 450	НЦ / 480	ШПЦ 500 / 530
Заполнитель, кг	Песок/ 720	Гранитная крошка / 864	Дробленый керамзит/ 1170
Пенообразователь, л	МАКСПЕН / 2,17	Ареком-4 / 2,07	МАКСПЕН / 2,10
Дисперсная арматура, кг	Полиамидное волокно, длина – 40 мм, диаметр – 15 мкм / 24,57	Углеродное волокно, длина – 25 мм, диаметр – 8 мкм / 30,9	Сочетание полиамидных и углеродных волокон в соотношении 1:0,5 / 39,8
Вода, л	Остальное	Остальное	Остальное
Плотность фибропенобетона, кг/м3	1209	1417	1754
Прочность бетона на сжатие, МПа	7,02	8,58	10,70
Прочность на изгиб, МПа	4,19	5,27	6,35

Сущность изобретения в части способа приготовления сырьевой смеси для изготовления пулепоглощающего антирикошетного элемента (изделия) из фибропенобетона включает перемешивание в смесителе связующего вещества, заполнителя, пенообразователя, волокон и воды, при этом процесс состоит из нескольких этапов:

1-этап - первоочередное добавление воды в смеситель

2-этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя

3- этап - добавление связующего

4-этап - добавление ПАВ (поверхностно-активного вещества)

5-этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя на 2,5 минуте перемешивания

6-этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя на 5 минуте перемешивания смеси.

7-этап - хаотичное введение распушенного (разрыхленного) армирующего волокна и гомогенизацию смеси в течение 1-3 минут.

Перемешивание компонентов без дисперсной арматуры происходит в течение 6 минут, а общее время перемешивания не менее 7 минут.

Предлагаемый способ приготовления сырьевой смеси обусловлен целью исключения, в ходе гомогенизации компонентов, значительных нарушений в равномерности распределения газовой фазы и комкования введенной дисперсной арматуры. Армирующие волокна, вводимые в смесь, являются ее важнейшим структурообразующим компонентом и регламентируют в пространстве взаиморасположение частиц, составляющих межпоровые перегородки ячеистых материалов. В свою очередь, распределение газовой фазы, а также возможная ее коалесценция или выведение из смеси, обуславливает наличие или отсутствие дефектов в структуре межпоровых перегородок затвердевшего бетона, появление в них трещин и областей со сниженными прочностными свойствами. Данные факторы напрямую связаны с надежностью использования пулепоглощающих щитов из фибропенобетона, поскольку возможные локальные нарушения макроструктуры и области сниженной прочности в бетонной матрице, могут привести к преждевременному разрушению в местах попадания метаемого элемента и появлению угрозы безопасности при дальнейшей эксплуатации пулепоглощающего щита.

Указанное порциальное добавление песка, разделенное на временные промежутки, позволяет лучше сохранять дисперсную газовую фазу и дает возможность смеси легче выйти на заданную среднюю плотность. При таком способе, песок быстрее перемешивается в однородную массу с другими ингредиентами, а также адсорбирует меньше влаги в ходе процесса приготовления, что позволяет снизить колебания упругости пленок ПАВ на границе газовой фазы.

Предлагаемая продолжительность гомогенизации компонентов не армированной смеси в течение 6 минут, обусловлена тем, что указанная длительность перемешивания обеспечивает требуемый практикой уровень дисперсности газовой фазы и максимально возможную для данной рецептуры, упругость пленок ПАВ, что подтверждается прекращением процесса воздухововлечения и стабилизацией параметров плотности бетонной смеси.

Вместе с тем, при указанном временном ограничении перемешивания пенобетонной смеси после добавления дисперсной арматуры (оптимально - 1,5 минуты), достигается наименьшая вероятность комкования и слипания не разделенных пучков волокон. Данное условие особенно важно соблюдать при использовании протяженных волокон длиной более 40 мм. После 3 минут перемешивания смеси с введенным армирующим волокном, количество образований из скомкавшихся волокон растет экспоненциально.

Применение разрыхления дисперсной арматуры перед введением ее в смесь, позволяет снизить количество кластеров из слипшихся волокон, которые в ходе перемешивания не распределились в смеси, а остались в том же состоянии плотных пучков. Распушение предполагается производить ручным способом, расщипыванием или аэродинамическим способом.

Достижение управляемости начальных свойств фибропеносмеси обеспечивается еще благодаря тому, что плотность смеси предлагается подбирать заранее экспериментально, на основе варьирования соотношений “ПАВ: Вода, свободная до образования пенной структуры” и “Вода: Цемент”. После определения соотношения компонентов, смесь готовят по представленному способу в соответствии с временными ограничениями, что позволяет сократить трудоемкость и время при массовом производстве.

Ниже приведён пример реализации способа.

В работающий смеситель турбулентного типа (металлический цилиндр емкостью 250 л, оснащенный ротором с 2 типами винтов, вращающийся со скоростью 750 об/мин), последовательно вводят воду, 1/3 мелкого заполнителя, добавляют цемент и пенообразователь. Перемешивание продолжается в течение 2,5 минут, а затем вводится еще 1/3 мелкого заполнителя. После этого, процесс перемешивания длится еще 2,5 минуты, затем вводится оставшаяся 1/3 мелкого заполнителя и перемешивание продолжается в течение 1-2 минут. На последнем этапе, хаотично вводят разрыхленную (аэродинамическим способом) дисперсную арматуру и продолжают гомогенизацию смеси в течение 1,5 минут. После приготовления смеси, ее укладывают в заранее приготовленные формы и проштыковывают. Добавление всех компонентов смеси происходит без остановки смесителя. Время перемешивания компонентов после введения дисперсной арматуры не менее 1 мин и не более 3 мин.

Сравнение однородности, а также физико-механических показателей фибропенобетонных смесей, демонстрирует, что предлагаемый способ приготовления снижает коэффициент вариации начальной пластической прочности смеси на ~37%, а коэффициент вариации плотности смеси на ~23%, в сравнении с известным способом приготовления. В свою очередь, это свидетельствует о достижении более равномерного распределения, как дисперсной арматуры, так и газовой фазы.

Авторами были проведены испытания с использованием стрелкового оружия над различными пулепоглощающими антирикошетными изделиями из предлагаемого фибопенобетона, приготовленного с помощью заявляемого способа и с использованием заявляемой сырьевой смеси, плотностью в равновесном состоянии - 1300 кг/м³, армированного полиамидными (ПА, длина-40 мм, диаметр-15 мкм) или углеродными (УВ, длина-20 мм, диаметр-8 мкм) волокнами (2,5% от массы твердых компонентов), а также сочетанием полиамидных и углеродных (ПА-УВ) волокон в соотношении 1:0,5, которые показали:

- глубина проникновения однократного попадания пули от 18,5-мм охотничьего патрона, выпущенного из гладкоствольного ружья 12-го калибра (по ГОСТ 52212-2004 и ГОСТ 52348-2005) с расстояния 5 метров, составила: 30,5 мм для образцов с УВ, 35 мм для образцов с ПА, и 28 мм для образцов с ПА-УВ. Глубина измерялась до заднего края пули.

- глубина проникновения 5 попаданий в одну точку (окружность диаметром 50 мм) пулей от 18,5-мм охотничьего патрона, выпущенного из гладкоствольного ружья 12-го калибра с расстояния 5 метров, составила: 76 мм для образцов с УВ, 83 мм для образцов с ПА, 71 мм для образцов с ПА-УВ. Глубина измерялась до заднего края пули.

- образцы выдерживают обстрел без потери кондиции, о чем свидетельствует отсутствие радиально направленных трещин на поверхности стенда после выстрелов. При этом, следы от попадания метаемых элементов остаются ровными и не крошатся.

- пулепоглощающие антирикошетные элементы из фибропенобетона позволяют обеспечить отсутствие рикошетов и свинцовых брызг, при стрельбе цельными пулями из гладкоствольного ружья калибром 18,5 мм под углом до 60° от нормали с любых направлений, и более 70° от нормали с любых направлений при стрельбе из пистолетов, винтовок и другого нарезного оружия.

Таким образом, стрелковые испытания предлагаемых пулепоглощающих антирикошетных элементов из фибропенобетона показали превосходящие результаты, в сравнение с известными материалами аналогичного назначения (SACON ρ₀≈1400…1500 кг/м³) при меньших значениях плотности (1300 кг/м³).

Более эффективное использование дисперсного армирования, а также снижение дефектности макроструктуры (благодаря сниженной усадке, меньшей комковатости волокон, повышению равномерного распределения дисперсной газовой фазы, ускорение набора пластической прочности), позволяет повысить физико-механические свойства затвердевшего баллистического фибропенобетона, что дает возможность использовать меньшую плотность при достижении аналогичных результатов, а соответственно и снизить материалоемкость. Достижение меньшей дефектности структуры, в свою очередь, обеспечивает повышенную надежность при эксплуатации изделий броневой пулеулавливающей защиты, поскольку уменьшается вероятность появления зон сниженной прочности. Помимо этого, предлагаемый способ приготовления смеси, снижает трудоемкость процесса производства благодаря установленным временным ограничениям и снижению коэффициентов вариации пластической прочности и плотности смеси. В свою очередь, пониженная трудоемкость изготовления материала, позволяет производить пулепоглощающие антирикошетные элементы заводским и мобильным способом, т.е. прямо на месте проведения стрельб. Существует возможность восстанавливать изношенную в ходе тренировок поверхность изделия ремонтными составами.

Варьирование соотношения компонентов состава сырьевой смеси и размеров (в особенности толщины) сборных пулепоглощающих антирикошетных конструкционных элементов (изделий) из фибропенобетона, позволяет подстраиваться под конкретные условия защиты и тип вооружения. Полученная фибропенобетонная смесь для изготовления пулепоглащающего элемента, должна обладать плотностью находящейся в требуемом диапазоне для работы с оружием, использующим конкретный патрон с пулей, выпущенной с определенного расстояния, так, чтобы глубина погружения заднего края пули, из патрона направленного по нормали к поверхности пулепоглощающего антирикошетного конструкционного элемента (элемента из конструкционного фибропенобетона) достигшего проектного возраста, находилась в диапазоне 25 - 220 мм, измеренного от точки входа пули в пулепоглощающий элемент. Вследствие этого, изготавливаемые сборные изделия, из которых будет создаваться пулепоглащающая антирикошетная защита, должны по толщине быть не менее 220 мм.

Наиболее оптимальным является изготовление изделий с наличием пазошпоночных соединений, которые имеют сдвиг лицевых и внутренних частей друг относительно друга, за счет чего осуществляется перекрытие межблочных зазоров. Подобная форма сборных элементов позволит без дополнительных трудозатрат транспортировать, собирать и демонтировать щиты, стены и иные конструкции (тренировочные деревни) необходимые для проведения стрельб.

Источники информации

1. В. Авдеев изд-во ДОСААФ, М., 1977. Тиры и стрельбища.

2. US 3404887, F41J 1/12, 1968; US 3701532, F41J 1/12, 1972; US 5655775, F41J 1/12, 1997

3. А.с. (19) Ru (11) 2139486 (13) C1 (51), 6 F41 H 5/00 10.10.1999.

4. А.с. (19) Ru (11) 2100747 (13) C1 (51), 6 F41 H 1/02, F41 H 5/00, F41 H 5/04 12.27.1997.

5. A.с. (19) Ru (11) 2279032 (13) C2, 2004.

6. US 9121675B1, F41J 13/00, 01.09.2015.

7. Моргун Л.В, Вотрин Д.А. Управление скоростью фазового перехода в фибропенобетонных смесях с помощью длины армирующей фибры // Наука и Бизнес: Пути развития. 2018. №5. – С. 47-53.

8. Моргун Л.В, Вотрин Д.А., Моргун В.Н. Влияние диаметра дисперсной арматуры на скорость фазового перехода в фибропенобетонных смесях // Строительные Материалы. 2018. №11. – С. 27-31.

1. Сырьевая смесь для изготовления пулепоглощающих антирикошетных элементов из фибропенобетона, включающая связующее вещество, мелкий заполнитель, пенообразователь, дисперсную арматуру и воду, отличающаяся тем, что в качестве связующего используется портландцемент, или его разновидности марки не ниже 400, или строительный гипс марки не ниже Г6, или напрягающий цемент, или вяжущее низкой водопотребности, а в качестве дисперсной арматуры используются полиамидные волокна длиной 40-55 мм и диаметром 25-10 мкм, и/или углеродные волокна длиной 18-35 мм и диаметром 9-6 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Связующее	100
Заполнитель мелкий	155-230
Пенообразователь	0,1-0,8
Дисперсная арматура	1,1-9
Вода	Остальное,

таким образом, что плотность получаемой смеси находится в диапазоне 1100-1800 кг/м³.

2. Сырьевая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве дисперсной арматуры используется сочетание полиамидных и углеродных волокон в соотношении - 1:0,2-0,8.

3. Сырьевая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве мелкого заполнителя используется молотый или барханный песок, молотый керамический кирпичный бой и др. техногенные материалы, рН которых ≤5, при модуле крупности <2.

4. Способ приготовления сырьевой смеси для изготовления пулепоглощающего антирикошетного элемента из фибропенобетона, включающий перемешивание в смесителе связующего вещества, заполнителя, пенообразователя, дисперсной арматуры и воды, при этом дисперсную арматуру перед введением разрыхляют, а процесс приготовления имеет временные рамки и состоит из нескольких этапов:

1 - этап - первоочередное добавление воды в смеситель;

2 - этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя;

3 - этап - добавление связующего;

4 - этап - добавление пенообразователя;

5 - этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя на 2,5 минуте перемешивания;

6 - этап -добавление 1/3 мелкого заполнителя на 5 минуте перемешивания смеси;

7 - этап - хаотичное введение разрыхленной дисперсной арматуры и перемешивание смеси в течение 1-3 минут;

причем общее время перемешивания не менее 7 минут.