Współczesne niemetaliczne zbrojenia rozproszone stosowane w konstrukcjach betonowych

Drobiec, Łukasz; Blazy, Julia

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Współczesne niemetaliczne zbrojenia rozproszone stosowane w konstrukcjach betonowych

Autorzy

Drobiec Łukasz , Blazy Julia

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.izolacje.com.pl/archiwum

Identyfikatory

Warianty tytułu

Contemporary non-metallic fibre reinforcement used in concrete structures

Języki publikacji

Abstrakty

Fibrobeton jest to kompozyt cementowy ze zbrojeniem rozproszonym w postaci włókien metalicznych bądź niemetalicznych. Ze względu na długość rozróżnia się mikro- i makrowłókna. Włókna dłuższe mają zdolność przenoszenia obciążeń działających na konstrukcje, dzięki czemu mogą pełnić funkcję konstrukcyjną, a tym samym zastępować tradycyjne zbrojenie prętowe. Włókna krótsze, w wyniku ich dużej liczby nawet przy małym dozowaniu, są o wiele bardziej efektywne w wiązaniu mikropęknięć i ograniczaniu powstawania rys skurczowych. Popularna jest także idea łączenia mikro- i makrowłókien. W zależności od rodzaju i objętości włókien w mieszance betonowej zmieniają się jej właściwości reologiczne. Dodanie zbrojenia rozproszonego do betonu może skutkować koniecznością zmodyfikowania jego kompozycji, gdyż najprawdopodobniej dojdzie do pogorszenia urabialności mieszanki. Zastosowanie włókien ma szczególnie pozytywny wpływ na ograniczenie skurczu plastycznego, a również zwiększenie udarności oraz mrozoodporności. Fibrobeton stosuje się głównie do produkcji posadzek przemysłowych, nawierzchni komunikacyjnych, elementów elewacyjnych, a także obudów tuneli, deskowań, elementów małej architektury oraz jako beton natryskowy. W artykule opisano właściwości niemetalicznych włókien polimerowych, polipropylenowych, szklanych i węglowych. Dodatkowo omówiono wpływ obecności włókien na właściwości fizyczne i mechaniczne fibrobetonu.

Fibre reinforced concrete is a cementious composite material with a distributed reinforcement in form of metallic or nonmetallic fibres. In terms of length, micro- and macrofibres are distinguished. Longer fibres have the ability to transfer loads acting on the structure. They can perform a structural function and thus replace traditional bar reinforcement. Shorter fibres, present in large numbers, even in small dosage, are much more effective in bridging microcracks and limiting shrinkage cracks. The idea of combining micro- and macrofibres is also gaining popularity. Rheological properties change according to the type and volume of fibres in the concrete mix. Namely, adding fibres may require modification of mixture composition, as its workability decreases. The use of fibres has a particularly positive effect on reducing plastic shrinkage, as well as on increasing impact strength and frost resistance. Fibre reinforced concrete is mainly used for production of industrial floors, communication surfaces, facade elements, as well as tunnel cladding, formworks, landscaping elements and as a shotcrete. The article describes the properties of non-metallic polymer, polypropylene, glass and carbon fibres. Additionally, the influence of fibre presence on physical and mechanical properties of concrete is discussed.

Słowa kluczowe

konstrukcja betonowa materiał wysokowartościowy beton samozagęszczalny fibrobeton

concrete structures high performance concrete self-compacting concrete fibre reinforced concrete

Wydawca

Grupa MEDIUM Sp. z o.o. Sp.k.a.

Czasopismo

Izolacje

Rocznik

2020

Tom

R. 25, nr 5

Strony

70, 72, 74, 76, 78--84

Opis fizyczny

Bibliogr. 78 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Drobiec Łukasz

Wydział Budownictwa Politechniki Śląskiej

autor

Blazy Julia

University of Porto, Portugalia

Bibliografia

1. M. Jędrkowiak, T. Trapko, „Wpływ dodatków w postaci włókien na właściwości betonu. Zalety płynące ze stosowania fibrobetów”, Referat Koła Naukowego „Konkret” przy Katedrze Konstrukcji Betonowych, 2016.
2. M. A. Glinicki, „Beton ze zbrojeniem strukturalnym”, XXV Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, 2010, s. 279–308.
3. I. Markovic, „High-Performance Hybrid-Fibre Concrete”, Development and Utilisation, DUP Science, Delft 2006.
4. M. Hsie, C. Tu, P.S. Song, „Mechanical properties of polypropylene hybrid fiber-reinforced concrete”, „Materials Science and Engineering A”, t. 494, nr 1–2/2008, s. 153–157.
5. K. Tosun-Felekoglu, B. Felekoglu, „Effects of fibre hybridization on multiple cracking potential of cement-based composites under flexural loading”, „Construction and Building Materials”, 41/2013, s. 15–20.
6. E.R. Silva, J.F.J. Coelho, J.C. Bordado, „Strength improvement of mortar composites reinforced with newly hybrid-blended fibres: Influence of fibres geometry and morphology”, „Construction and Building Materials”, 40/2013, s. 473–480.
7. J. Jasiczak, P. Mikołajczak, „Technologia betonu modyfikowanego domieszkami i dodatkami”, Politechnika Poznańska: Alma Mater, Poznań 2003.
8. A. Mardani-aghabaglou, M. İlhan, S. Özen, „The effect of shrinkage reducing admixture and polypropylene fibers on drying shrinkage behaviour of concrete”, „Cement Wapno Beton”, t. R, 22(84)/2019, s. 227–237.
9. W. Sun, H. Chen, X. Luo, i H. Qian, „The effect of hybrid fibers and expansive agent on the shrinkage and permeability of high-performance concrete”, „Cement and Concrete Research”, t. 31, 4/2001, s. 595–601.
10. R. Skominas, V. Gurskis, J. Matulionis, „Research of Different Concrete Shrinkage Reducing Strategies Effectiveness”, „Rural Development 2013”, 2013, s. 129–133.
11. A. Pietrzak, M. Ulewicz, „The effect of the addition of polypropylene fibres on improvement on concrete quality”, „MATEC Web of Conferences”, 183/2018, ss. 10–12.
12. J. Broda, „Application of Polypropylene Fibrillated Fibres for Reinforcement of Concrete and Cement Mortars”, „High Performance Concrete Technology and Applications”, InTech, 2016.
13. A.E. Richardson, K.A. Coventry, S. Wilkinson, „Freeze/thaw durability of concrete with synthetic fibre additions”, „Cold Regions Science and Technology”, 83–84/2012, s. 49–56.
14. A. Richardson, „Polypropylene fibres in concrete with regard to durability”, „Structural Survey”, t. 21, 2/2003, s. 87–94.
15. Z. J. Grdic, G.A.T. Curcic, N.S. Ristic, I. M. Despotovic, „Abrasion resistance of concrete micro-reinforced with polypropylene fibers”, „Construction and Building Materials”, t. 27, 1/2012, s. 305–312.
16. E. K. Horszczaruk, „Hydro-abrasive erosion of high performance fiber-reinforced concrete”, „Wear”, t. 267, 1–4/2009, s. 110–115.
17. A. Sivakumar, M. Santhanam, „Mechanical properties of high strength concrete reinforced with metallic and non-metallic fibres”, „Cement and Concrete Composites”, t. 29, 8/2007, s. 603–608.
18. P. Smarzewski, „Effect of Curing Period on Properties of Steel and Polypropylene Fibre Reinforced Ultra-High Performance Concrete”, „IOP Conference Series: Materials Science and Engineering”, t. 245, 3/2017.
19. M.E. Arslan, „Effects of basalt and glass chopped fibers addition on fracture energy and mechanical properties of ordinary concrete: CMOD measurement”, „Construction and Building Materials”, 114/2016, s. 383–391.
20. M.A. Glinicki, „Testing of macro-fibres reinforced concrete for industrial floors”, „Cement Wapno Beton”, t. 13/75, 4/2008, s. 184–195.
21. A. Richardson, K. Coventry, „Dovetailed and hybrid synthetic fibre concrete – Impact, toughness and strength performance”, „Construction and Building Materials”, 78/2015, s. 439–449.
22. J. Biswajit, P. Asha, „Study on the mechanical properties and microstructure of chopped carbon fiber reinforced self compacting concrete”, „International Journal of Civil Engineering and Technology”, t. 7, 3/2016, s. 223–232.
23. N. Banthia, A. Moncef, K. Chokri, J. Sheng, „Uniaxial tensile response of microfibre reinforced cement composites”, „Materials and Structures”, t. 28, 9/1995, s. 507–517.
24. N. Liang, J. Dai, X. Liu, „Study on tensile damage constitutive model for multiscale polypropylene fiber concrete”, „Advances in Materials Science and Engineering”, 2016.
25. M.N. Soutsos, T.T. Le, A.P. Lampropoulos, „Flexural performance of fibre reinforced concrete made with steel and synthetic fibres”, „Construction and Building Materials”, 36/2012, s. 704–710.
26. J. Feng, W. Sun, H. Zhai, L. Wang, H. Dong, Q. Wu, „Experimental study on hybrid effect evaluation of fiber reinforced concrete subjected to drop weight impacts”, „Materials”, t. 11, 12/2018.
27. M. Górski, B. Kotala, R. Białozor, „Rodzaje i właściwości zbrojenia niemetalicznego”, „XXXIII Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji”, 2018, s. 45–90.
28. P. Muley, S. Varpe, R. Ralwani, „Chopped Carbon Fibers Innovative Material for Enhancement of Concrete Performances”, „International Journal of Scientific Engineering and Applied Science (IJSEAS)”, t. 1, 4/2015, s. 164–169.
29. B. Jena, K. Sahoo, B.B. Mohanty, „Comparative study on selfcompacting concrete reinforced with different chopped fibers”, „Proceedings of Institution of Civil Engineers: Construction Materials”, t. 171, 2/2018, s. 72–84.
30. PN-EN 14889-2:2007, „Włókna do betonu. Część 2: Włókna polimerowe. Definicje, wymagania i zgodność”.
31. Bautech, „Baumex. Polimerowe włókna zbrojeniowe”. [Online]. Dostępne na: http://www.bautech.pl/pl/sklep/wlokna-zbrojeniowe//baumex-polimerowe-wlokna-zbrojeniowe.html. [Udostępniono: 23-mar-2020].
32. Astra, „Karta techniczna (Polymex Mesh 2000)”. [Online]. Dostępne na: https://www.astra-polska.com/oferta/betony‑przemyslowe/astra-polyex-mesh/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
33. Astra, „Karta techniczna (Polyex Duro)”. [Online]. Dostępne na: https://www.astra-polska.com/oferta/betony-przemyslowe/astra‑polyex-duro/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
34. Astra, „Polymicro-KT1.pdf”. [Online]. Dostępne na: https://www.astra-polska.com/oferta/betony-przemyslowe/astra‑polymicro/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
35. Astra, „Karta techniczna (Belmix)”. [Online]. Dostępne na: https://www.astra-polska.com/oferta/betony-przemyslowe/astra‑belmix/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
36. Bautech, „Karta techniczna (Baumex)”. [Online]. Dostępne na: http://www.bautech.pl/pl/oferta/wlokna/baumex.html. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
37. Bautech, „Karta techniczna (Baucon)”. [Online]. Dostępne na: http://www.bautech.pl/pl/oferta/wlokna/wyroby/baucon.html. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
38. Kolbet, „Karta techniczna (iBETON)”. [Online]. Dostępne na: https://www.kolbet.eu/makro. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
39. Conform, „Karta techniczna (Texa-Fib)”. [Online]. Dostępne na: http://www.conform.com.pl/oferta/wlokna-polipropylenowe.html. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
40. Conform, „Karta techniczna (Texa-Fib3)”. [Online]. Dostępne na: http://www.conform.com.pl/oferta/wlokna-polipropylenowe-texa‑fib3. html. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
41. Target Polska, „Karta techniczna (Fibromix 12)”. [Online]. Dostępne na: https://silpac.pl/wp-content/uploads/2015/09//KT_Fibromix-12.pdf. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
42. Chem Tech, „Karta techniczna (Fibrofor High Grade)”. [Online]. Dostępne na: https://chem-tech.pl/fibrofor-high-grade,p,993. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
43. Chem Tech, „Karta techniczna (Fibrofor Diamond)”. [Online]. Dostępne na: https://chem-tech.pl/fibrofor-diamond,p,992. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
44. Nippon Electric Glass, „Specification data sheet (Chopped Strands S-750)”. [Online]. Dostępne na: https://www.neg.co.jp/en /product/a-chopped_strand_list/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
45. Nippon Electric Glass, „Specification data sheet (Chopped Strands PS-750)”. [Online]. Dostępne na: https://www.neg.co.jp/en/product/a-chopped_strand_list/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
46. Krosglass, „Biuletyn informacyjny”. [Online]. Dostępne na: http://www.krosglass.com.pl/wp-content/uploads/KROSSGLASS‑katalog. pdf. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
47. ECTA, „Specification of glass fiber chopped strand”. [Online]. Dostępne na: http://www.pl.ecta-gmbh.com/download/tds/TDS_Chopped_Strand_ECTA.pdf. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
48. YuNiu, „Fiberglass for Concrete”. [Online]. Dostępne na: http://www.fiberglassyn.com/fiberglass-for-Concrete-pd6470529.html. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
49. Taishan Fiberglass, „Technical card (Chopped strands T437H)”. [Online]. Dostępne na: https://www.fibreglassdirect.co.uk/amfile//file/download/file_id/27/product_id/248/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
50. Zoltec, „Zoltec PX35”. [Online]. Dostępne na: https://zoltek.com/products/px35/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
51. ELGCF, „Chopped carbon fibre”. [Online]. Dostępne na: http://www.elgcf.com/products/chopped-carbon-fibre. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
52. SGL Carbon, „Specification data sheet”. [Online]. Dostępne na: https://www.sglcarbon.com/en/markets-solutions/material/sigrafil‑short-carbon-fibers/. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
53. Procotex, „Technical data sheet”. [Online]. Dostępne na: https://en.procotex.com/products/technical-fibres/carbon.php#precision-cut-carbon. [Udostępniono: 16-kwi-2020].
54. Bautech, „Baumex. Makrowłókna polimerowe. Nowoczesne włókna polimerowe do zbrojenia betonu. Zastępują stal.” [Online]. Dostępne na: http://www.bautech.pl/pl/oferta/wlokna/baumex.html. [Udostępniono: 23-kwi-2020].
55. Prime Coat, „Urethane Floor Coating and Polyurethane Floor Finish”, 2016. [Online]. Dostępne na: https://primecoat.com//urethane-floor-coating-polyurethane-floor-finish/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
56. BarChip, „Fiber Reinforced Precast Concrete”. [Online]. Dostępne na: https://barchip.com/precast/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
57. ABC Polymer Industries, „Fiber Reinforced Shotcrete”, 2017. [Online]. Dostępne na: https://abcpolymerindustries.com/fiber‑reinforced- shotcrete/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
58. Paddy Engineering Consultant, „Advantages and disadvantages of precast concrete”, 2017. [Online]. Dostępne na: https://paddyengineering.blogspot.com/2017/06/advantages-and‑disadvantages- of-precast.html. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
59. Oriental Housetop, „Gallery. Fibre Reinforced Concrete”, 2019. [Online]. Dostępne na: https://orientalhousetop.com/gallery//nggallery/gallery/Fibre-Reinforced-Concrete. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
60. T. Zych, „Współczesny fibrobeton – możliwość kształtowania elementów konstrukcyjnych i form architektonicznych”, „Architektura. Czasopismo Techniczne”, 18/2010.
61. Astra, „Astra Belmix. Włókna polipropylenowe. Charakterystyka produktu”. [Online]. Dostępne na: https://www.astra-polska.com//oferta/betony-przemyslowe/astra-belmix/. [Udostępniono: 23-kwi-2020].
62. Sika Poland, „Włókna polipropylenowe w ofercie Sika Poland”. [Online]. Dostępne na: https://pol.sika.com/content/poland//main/pl/concrete-redirect/sika-concrete-technology/wlokna‑polipropylenowe.html. [Udostępniono: 23-kwi-2020].
63. P. Kalifa, G. Chéné, C. Gallé, „High-temperature behaviour of HPC with polypropylene fibres”, „Cement and Concrete Research”, t. 31, 10/2001, s. 1487–1499.
64. Z. Bednarek, T. Drzyma, „Wpływ temperatur wysstępujących podczas pożaru na wytrzymałość na ściskanie fibrobetonu”, „Zeszyty Naukowe SGSP/Szkoła Główna Służby Pożarniczej”, 36/2008, s. 61–84.
65. Bautech, „Baucon. Włókna polipropylenowe”. [Online]. Dostępne na: http://www.bautech.pl/pl/oferta/wlokna/wyroby/baucon.html. [Udostępniono: 23-mar-2020].
66. P. Mayer, J.W. Kaczmar, „Właściwości i zastosowania włókien węglowych i szklanych”, „Tworzywa Sztuczne i Chemia”, 6/2008, s. 52–56.
67. ECTA, „Products. Fiberglass. Chopped Strands”. [Online]. Dostępne na: https://ecta-gmbh.de/en/products/fiberglass/. [Udostępniono: 23-kwi-2020].
68. P. K. Mallick, „Fiber-reinforced composites: materials, manufacturing, and design”, wyd. 3., CRC Press, Taylor & Francis, Group, Boca Raton, FL, 2008.
69. L. C. Hollaway, J.G. Teng, „Strengthening and rehabilitation of civil infrastructures using fiber-reinforced polymer (FRP) composites”, Woodhead Publishing, Cambridge 2008.
70. T.P. Sathishkumar, S. Satheeshkumar, J. Naveen, „Glass fiber-reinforced polymer composites – A review”, „Journal of Reinforced Plastics and Composites”, t. 33, 13/2014, s. 1258–1275.
71. Technology in Architecture, „Glass Fibre Reinforced Concrete (GFRC)”, 2018. [Online]. Dostępne na: https://technologyinarchitecture.com/glass-fibre-reinforced-concrete/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
72. Melton Classics, „FiberCrete GFRC Columns Image Gallery”. [Online]. Dostępne na: https://meltonclassics.com/products//architectural-columns/gfrc-columns-covers/photos/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
73. Stromberg, „Products. GFRC Fountains”, 2012. [Online]. Dostępne na: https://www.strombergarchitectural.com/products//fountains-and-rings/materials/gfrc-fountains. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
74. GRC Beton, „GRC. Applications of GRC. Acoustics and interiors”. [Online]. Dostępne na: https://grcbeton.co.uk/applications-of-grc//acoustics-and-interiors/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
75. Stromberg, „Renovation and Restoration of Bas Relief in GFRC”, 2011. [Online]. Dostępne na: https://www.gfrc-products.com//renovation-restoration-bas-relief-gfrc/. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
76. GFRC Ukraine, „Projects. Church in Donetsk”. [Online]. Dostępne na: http://www.sfb.com.ua/eng/page/hram_v_donecke.aspx. [Udostępniono: 08-kwi-2020].
77. Hexcel, „Products. Carbon Fiber. HexTow Chopped Carbon Fiber”. [Online]. Dostępne na: https://www.hexcel.com/Products//Carbon‑Fiber/HexTow-Chopped-Carbon-Fiber. [Udostępniono: 01-kwi-2020].
78. Sandra Gelbrich, „Carbon fibre-reinforced concrete: New solutions for urban design purposes and road and bridge construction”, 2016. [Online]. Dostępne na: https://www.detail-online.com/artikel/carbon-fibre-reinforced-concrete-new-solutions-for-urban‑design-purposes-and-road-and-bridge-construction-27543/. [Udostępniono: 09-kwi-2020].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-6c07c471-f937-4e35-998f-131df21a3d75