Application of non-metallic fabrics as reinforcement in thin-walled precast concrete members

• Autorzy: Ajdukiewicz A. , Kotala B. , Węglorz M.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Textile Reinforced Concrete (TRC) is an innovative building material especially suited for lightweight precast members such as shells, road-screens and façade elements. In such elements very often durability ismore important than load capacity. Due to resistance to corrosion it can be used with athickness in the range of 10 to 40 mm, which cannot be achieved with standard steel reinforcement. Furthermore, due to its exceptionally low weight-to-strength ratio, it leads to structural solutions that are both sustainable and economically attractive. Strong fabrics available today are manufactured from glass, carbon or PVA (poly-vinyl-alcohol) fibres. Contrary to steel reinforcement, such fibres in the textile can be positioned in almost any direction and subsequently can be nearly perfectly adopted to the orientation of the applied load. Therefore, it is possible to create an extremely effective reinforcement. On the other hand, the stress-strain relations are quite different in steel (with yielding) and in textiles (fully linear). His influences significantly the behaviour under loading. The concept of Textile Reinforced Concrete (TRC) with fabrics made of alkali- resistant glass is a scope of the recent decade research activity, especially in two cooperating research centres in Germany, Dresden and Aachen. Taking advantage of the experience gained by German experts, now this new concept is being developed In the Silesian University of Technology, Gliwice, Poland. The paper presents aseries of tests of thin plates 1.20×1.00m, 40mmthick, made of self-compacting concrete and reinforced with orthogonal fabricsmade of alkali-resistant glass (AR-glass), poly-vinyl-alcohol (PVA) and carbon fibres. Some reference elements in tests were reinforced with steel wires. Such members were tested in relation to bending capacity. Some results of accompanying tests are presented too, e.g. on anchorage length of different textiles.

PL

Beton zbrojony tekstyliami (TEKSBET) jest nowym materiałem budowlanym znajdującym zastosowanie do lekkich elementów prefabrykowanych, takich jak: przekrycia powłokowe, drogowe ekrany akustyczne i płyty elewacyjne. W tego typu elementach bardzo często wymogowi trwałości stawia się większe wymagania od warunku nośności. Ze względu na wysoką odporność korozyjną, grubość elementów może zostać ograniczona od 10 do 40 mm, co jest nieosiągalne przy stosowaniu tradycyjnego zbrojenia ze stali. Ponadto, ze względu na nadzwyczaj niski stosunek ciężaru własnego do nośności, otrzymuje się rozwiązanie, które nie tylko wpisuje się znakomicie w ideę zrównoważonego rozwoju, ale też jest korzystne z punktu ekonomicznego. Wytrzymałe siatki do zbrojenia betonu, które dostępne są obecnie na rynku, wykonywane są z włókien szklanych, odpornych na alkalia, włókien węglowych oraz z PVA (Poli-winyl-alkoholu). Wodróżnieniu od zbrojenia ze stali, siatki tekstylne mogą być usytuowane w niemal dowolnym kierunku, co skutkuje lepszym dopasowaniem zbrojenia do rozkładu sił w przekroju. W ten sposób można uzyskać niezwykle skuteczne zbrojenie. Z drugiej strony, zależności "&sigma-&epsilon" są zupełnie odmienne wstali (z półką plastyczności) iw zbrojeniu tekstylnym (zależność liniowa w pełnym zakresie pracy). Ta właściwość wywiera znaczący wpływ na pracę pod obciążeniem. Idea Betonu Zbrojonego Tekstyliami (ang. Textile Reinforced Concrete - TRC) w postaci siatek wykonanych z włókien szklanych odpornych na alkalia stała się, w przeciągu ostatniej dekady, przedmiotem badań naukowych, prowadzonych przede wszystkim przez dwa ośrodki naukowe w Niemczech, w Dreźnie i w Aachen. Z wykorzystaniem doświadczeń tych ośrodków, to rozwiązanie jest przedmiotem badań prowadzonych na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. W artykule przedstawiono badania cienkich płyt owymiarachl.20×l.00m i grubości 40 mm, wykonanych z betonu samozagęszczalnego i zbrojonego siatkami ortogonalnymi wykonanymi z włókien szklanych odpornych na alkalia, z PVA oraz z włókien węglowych. Płyty porównawcze były zbrojone siatkami stalowymi. Elementy były badane pod kątem nośności na zginanie. Podano również niektóre wyniki badań towarzyszących, takich jak badanie przyczepności siatek tekstylnych różnego typu do betonu.

Słowa kluczowe

EN

textile reinforced concrete; TRC; road-screen; reinforcement

PL

beton zbrojony tekstyliami; teksbet; ekran akustyczny; zbrojenie

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 2, no. 2
• Strony: 57--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Ajdukiewicz A.

autor

Kotala B.

autor

Węglorz M.

• Faculty of Civil Engineering, The Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] Papantoniou l.C. Papanicolaou C.G.; Textile Reinforced Concrete (TRC) for precast Stay-in-Place formwork elements. Proc. of the fib-Symposium: Tailor Made Concrete Structures, Amsterdam, 19-22 May, 2008; (CD) 475-481
• [2] HeggerJ., Zell . Horstmann M.Textile Reinforced Concrete - Realization in applications. Tailor Made Concrete Structures - Walraven & Stoelhorst (eds), 2008
• [3] Bobeth W. Textile Faserstoffe. Beschaffenheit und Eigenschaften; Textiles materials. Characteristics and properties. Modern precast concrete structures. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 1993 (in German)
• [4] Curbach M, Hegger J., et al; Sachstandbericht zum Einsatz von Textilien im Massivbau; Report on application of textiles in civil engineering. Deutscher Ausschuß für Stahlbeton, Heft 488, Berlin: Beuth Verlag, 1998 (in German)
• [5] Offermann P, Abdkader A., Engter Tlx., Schierz M.; Grundlagen textiler Bewehrungsstrukturen zur Verstärkung bestehender Bauwerke; Basic kinds of textiles for structural strengthening of existing structures. TU Dresden, SFB 528 Report, 2001; p.25-73 (in German)
• [6] Döllnitz Creek Bridge, 2006 fib Awards for Outstanding Concrete Structures, fib Bulletin 36 2006; p.33
• [7] RILEM Technical Committee 201, 2006. Textile Reinforced Concrete. State of the Art Report No. 36. RILEM Publications Press
• [8] Collaborative Research Center 532: Textile Reinforced Concrete - Development of a new technology; original title: Sonderforsuchungsbereich 532: Textilbewehrter Beton - Grundlagen für die entwick-lung einer neuartigen Technologie. RWTH Aachen; online resource: http://sfli532.rwth-aachen.de
• [9] Collaborative Research Center 528: Textile Reinforcements for structural strengthening and repair; original title: Sonderforschungsbereich 528: Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung. TU Dresden; online resource: http://sfb528.tu-clresden.de
• [10] Online resource: http://www.betonboot.de