Alternative ways of reinforcing cement composites

• Autorzy: Ślosarczyk A. , Jasiczak J.

Warianty tytułu

PL

Alternatywne sposoby wzmacniania kompozytów cementowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of laboratory research on concrete beams with alternative types of reinforcement, assuming a constant volume of fibers. As the reinforcement of the cement matrix, two types of macro-fibres, namely steel and polypropylene fibres, were used. In addition, traditional beam reinforcement in the form of aligned, smooth, and ribbed steel rods were tested. In the case of the long fibers-the steel bars were assumed to force the long fibers to adopt a certain position - four rods at the corners of the cross section, two of which were in the tension zone and two in the compression zone. By introducing a slip sleeve in three stirrups to stabilize the transverse bars in the desired position, efforts were made to ensure the independent operation of each of the four rods. It was shown that the highest load-carrying capacity and the toughness of the composite, was obtained for concrete beams reinforced with ribbed steel rods. Unexpectedly, the beams with the polypropylene fibers and smooth steel rods showed substantial susceptibility to deflection. In both cases good interaction between the reinforcement and cement matrix was observed. The fracture toughness of the reinforced concrete and steel synthetic macrofibres in the share volume was comparable to 1.65% as documented by an equivalent flexural strength.

PL

Przedstawiono wyniki badań belek betonowych z alternatywnymi formami zbrojenia, przyjmując stały poziom objętościowy włókien. Jako wzmocnienie matrycy cementowej zastosowano dwa rodzaje krótkich włókien, włókna stalowe i włókna polipropylenowe rozproszone równomiernie w matrycy cementowej. Dodatkowo zastosowano tradycyjne zbrojenie belek w formie długich prętów stalowych gładkich i żebrowanych. W przypadku włókien długich - prętów stalowych przyjęto wymuszone położenie długich włókien - 4 pręty w narożach przekroju poprzecznego, z których dwa znalazły się w strefie rozciąganej i dwa w strefie ściskanej. Poprzez wprowadzenie tulei poślizgowych w 3 strzemionach poprzecznych, utrzymujących pręty w wymaganym położeniu, starano się zapewnić niezależną pracę każdego z czterech prętów. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że najwyższą nośność i odporność na pękanie kompozytu wykazywały belki betonowe wzmacniane żebrowanymi prętami stalowymi. Nieoczekiwanie, belki modyfikowane włóknami polipropylenowymi i gładkimi prętami stalowymi wykazały znaczną podatność na odkształcenie. W obu przypadkach obserwowano bardzo dobre współdziałanie zbrojenia z matrycą cementową. Z kolei odporność na pękanie betonów wzmacnianych makrowłóknami syntetycznymi i stalowymi w udziale objętościowym 1,65% była porównywalna, co potwierdziły wyniki równoważnej wytrzymałości na zginanie.

Słowa kluczowe

EN

fibres reinforced concrete; short steel fibres; short polypropylene fibres; steel rods; mechanical properties; load-carrying ability

PL

beton wzmacniany włóknami; krótkie włókna stalowe; krótkie włókna polipropylenowe; pręty stalowe; właściwości mechaniczne; nośność

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 12, nr 4
• Strony: 266--271
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ślosarczyk A.

autor

Jasiczak J.

• Poznan University of Technology, Institute of Structural Engineering, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznan,

Bibliografia

• [1] Tatnall P.C., Kuitenbrouwer L., Steel fiber reinforced concrete in industrial floors, Concrete Int. 1992, 12, 43-47.
• [2] Altoubat S.A., Roesler J.R., Lange D.A., Rieder K.-A., Simplified method for concrete pavement design with discrete structural fibers, Constr. Build. Mat. 2008, 22, 384-393.
• [3] Jasiczak J., Posadzki przemysłowe, Addiment Polska Sp. z o.o., Poznań 2001.
• [4] Jamroży Z., Betony ze zbrojeniem rozproszonym, Materiały XVII Ogólnopolskiej Konferencji, Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, Tom I, Ustroń 2002.
• [5] Glinicki M.A., Testing of macro-fibres reinforced concrete for industrial floors, Cement Wapno Beton 2008, 4, 184-195.
• [6] Zollo R.F., Fiber-reinforced concrete: an overview after 30 years of development, Cem. Concr. Comp. 1997, 19, 107-122.
• [7] Bentur A., Mindess S., Fibre reinforced cementitious composites, Taylor & Francis, London and New York 2007.
• [8] Zheng Z., Feldman D., Synthetic fibre-reinforced concrete, Prog. Polym. Sci. 1995, 20, 185-210.
• [9] Pichór W., Dyczek W., Interfacial bond strength between cement paste and synthetic fibres, Cement Wapno Beton 1999, 1, 18-21.
• [10] Lee S. M., Handbook of Composites Reinforcement, VCH Publisher, New York 1993.
• [11] Ślosarczyk A., The influence of non-metallic and metallic fibres on the mechanical properties of cement mortars, Brittle Matrix Composites 10, Proceedings of the 10 International Symposium, Cambridge-Warsaw 2012, 167-176.