Influence of steel-polypropylene fibers on fracture parameters of high performance concrete

• Autorzy: Smarzewski P. , Barnat-Hunek D.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12345865.1211106

Warianty tytułu

PL

Wpływ włókien stalowych-polipropylenowych na parametry pękania betonu wysokowartościowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this article is to determine the influence of the type of fibers on fracture parameters of high performance concrete (HPC). In this study there were two types of coarse aggregate used: granite and granodiorite with a grain size of about 2/8 mm. Experimental tests were performed on cubic samples, cylinders and notched beams. In the concrete of FRC type, 0.5 and 0.75% of steel fibers and 0.5 and 0.25% of polypropylene fibers respectively, were added. Mean strengths and standard deviations for compression, splitting tensile strength, mean static modulus of elasticity and mean fracture energy were determined. Experimental studies in the 1st fracture model showed that the HPC without the addition of fibers (C), was characterized by brittleness, and fiber concrete (FRC) was more ductile. Fibers were bridging the cracks during loading, delayed hairline cracks and prevented the notched beams from breaking. The shape of the descending curve of the load-deflection depended on the geometry and mechanical properties and the quantity of the fibers used, and in the case of HPC without fiber, on the type of coarse aggregate. In the case of granodiorite aggregate, better mechanical parameters of concrete were observed.

PL

Celem artykułu jest ustalenie wpływu włókien na parametry pękania betonu wysokowartościowego (HPC). W badaniu zastosowano dwa rodzaje kruszywa grubego: granit i granodioryt frakcji 2/8 mm. Badania doświadczalne wykonano na próbkach sześciennych, walcach i belkach z nacięciem. W betonie typu FRC dodano odpowiednio 0,5 i 0,75% włókien stalowych oraz 0,5 and 0,25% włókien polipropylenowych. Ustalono średnie wytrzymałości i odchylenia standardowe przy ściskaniu, rozciąganiu przez rozłupywanie, średnie statyczne moduły sprężystości i średnią energię pękania. Badania doświadczalne I modelu pękania pokazały, że HPC bez włókien (C) charakteryzował się kruchością, a fibrobeton (FRC) był bardziej plastyczny. Włókna mostkowały rysy podczas obcią¬żenia, opóźniały powstawanie rys włoskowatych i zapobiegały łamaniu się naciętych belek. Kształt opadającej krzywej obciążenie - ugięcie zależał od geometrii i mechanicznych właściwości oraz ilości zastosowanych włókien, a w przypadku BWW bez włókien od rodzaju kruszywa grubego. W przypadku kruszywa granodiorytowego obserwowano lepsze parametry mechaniczne betonu.

Słowa kluczowe

EN

high performance concrete; steel fiber; polypropylene fibre; coarse aggregate; fracture parameters

PL

beton wysokowartościowy; włókna stalowe; włókna polipropylenowe; kruszywo grube; parametry pękania

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 65, nr 2
• Strony: 67--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smarzewski P.

• Lublin University of Technology Faculty of Civil Engineering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland

autor

Barnat-Hunek D.

• Lublin University of Technology Faculty of Civil Engineering and Architecture, 40 Nadbystrzycka St., 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Brandt A. M., Cement Based Composites: Materials. Mechanical Properties and Performance, Taylor and Francis, London and New York, 2009, pp. 526.
• [2] Banthia N., Gupta R., Hybrid fiber reinforced concrete (HyFRC): fiber synergy in high strength matrices, Materials and Structures, vol. 37, 2004, pp. 707-716.
• [3] Yang C., Huang C., Che Y., Wang B., Mechanical properties and impermeability of hybrid fiber reinforced concrete, Journal of Building Materials, 1, 2008, pp. 89-93.
• [4] Ren Z., Hu P., Zou Y., Experimental study on flexural toughness of steel-polypropylene fiber reinforced concrete, Advanced Materials Research, vols. 261-263, 2011, pp. 156-160.
• [5] PN-EN 12390-3:2002 Testing hardened concrete - Part 3: Compressive strength of test specimens (Text in Polish).
• [6] PN-EN 12390-6:2001 Testing hardened concrete - Part 6: Tensile splitting strength of test specimens (Text in Polish).
• [7] ASTM C 469-02:2004 Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression.
• [8] Gettu R., Shah S. P., Fracture mechanics chapter in High performance concretes and applications, (eds.) S. P. Shah, S. H. Ahmad, Edward Arnold, London Melbourne Auckland, 1994, p. 337.
• [9] RILEM TC 89-FMT, Fracture mechanics of concrete - test methods. Size-effect method for determining fracture energy and process zone size of concrete, Materials and Structures, 23, 1991, pp. 461-465.
• [10] RILEM TC 162-TDF, Test and design method for steel fibre reinforced concrete. Recommendations for bending test, Materials and Structures, 33(225), 2000, pp. 3-5.
• [11] RILEM TC 162-TDF, Test and design method for steel fibre reinforced concrete. Bending test. Final recommendation, Materials and Structures, 35(253), 2002, pp. 579-582.
• [12] RILEM TC 162-TDF, Test and design method for steel fibre reinforced concrete.σ–ε design method. Final recommendation, Materials and Structures, 36(262), 2003, pp. 560-567.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę. 5.