The rheology of fresh steel fibre reinforced self-compacting mixtures

• Autorzy: Ponikiewski T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ab s t r a c t In the paper the methodology and test results of the investigation are presented and discussed of the influence of steel fibres on rheological and mechanical properties of Steel Fibre Reinforced Self-Compacting Concrete (SFRSCC). The rheological parameters of SFRSCC – behave as Bingham body, their rheological parameters yield value g and plastic viscosity h were determined to using a new kind of rheometer BT2 to mortar and concrete mix research. The mechanical parameter of SFRSCC – the cube compressive strength fc was presented as well. In the research, an experimental verification of and significance of an influence: volume fraction of fibres, fibres factor, lengths and shape of fibres on rheological properties of SFRSCC was investigated. In the paper the results obtained for mixes with 3 kinds of steel fibres shapes are presented. Concrete mixtures are proportioned to provide the workability needed during construction and the required properties in the hardened concrete. The length of fibres does not have the significant influence on yield value g and plastic viscosity h of SFRSCC. The significant influence of the length of fibres on plastic viscosity h of tested hooked steel SFRSCC was observed only. The rheological properties of SFRSCC from workability point of view are better than for SCC with other types of fibres.

PL

W artykule przedstawiono metodologię i wyniki badań wpływu dodatku włókien stalowych na właściwości reologiczne i mechaniczne betonów samozagęszczalnych. Parametry reologiczne tych betonów, zachowujące się jak ciało Binghama, granica płynięcia g i lepkość plastyczna h, były wyznaczane przy pomocy reometru BT2. Zaprezentowano również wyniki wytrzymałości na ściskanie fc badanych fibrobetonów samozagęszczalnych. W badaniach rozpatrywano istotność wpływu czynników zmiennych: udziału objętościowego włókien, czynnika włóknistego, długości i kształtu włókien na właściwości reologiczne mieszanek betonów samozagęszczalnych. Przedstawiono wyniki badań mieszanek z dodatkiem włókien o 3 zróżnicowanych kształtach. Ogólna tendencja poprawy charakterystyk stwardniałego betonu samozagęszczalnego wraz ze wzrostem zawartości włókien w jego objętości, powoduje pogarszanie urabialności tychże mieszanek w trakcie ich formowania. Długość dodawanych włókien do badanych mieszanek samozagęszczalnych nie miała istotnego wpływu na granicę płynięcia g oraz lepkość plastyczną h. Zaobserwowano jedynie istotny wpływ długości włókien haczykowatych na lepkość plastyczną h badanych mieszanek. Z punktu widzenia urabialności, parametry reologiczne mieszanek samozagęszczalnych modyfikowanych włóknami stalowymi są lepsze niż z dodatkiem innych rodzajów włókien.

Słowa kluczowe

EN

steel fibre; self-compacting concrete; rheological properties; Bingham model; Hershell-Bulkey model

PL

włókno stalowe; beton samozagęszczalny; właściwości reologiczne; model Binghama; model Hershella-Bulkeya

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 4, no. 2
• Strony: 65--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Ponikiewski T.

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

Bibliografia

• [1] Barragán B., Zerbino R., the R. ghetto, Soriano M., de la C. Cruz, Giaccio G., Bravo M.; Development and application of steel fibre reinforced self-compacting concrete, In 6th RILEM Symposium on Fibre-Reinforced Con-cretes (FRC) – BEFIB 2004, Varenna, Italy, p.457-466
• [2] Boukendakdji O., Kenai S., Kadri E.H., Rouis F.; Effect of slag on the rheology of fresh self-compacted concrete. Construction and Building Materials, Volume 23, Issue 7, 2009, p.2593-2598
• [3] Brandt A.M.; Applying fibres as reinforce-ment into concrete elements, In Conference: Concrete on the threshold of the new Millennium, Cracow, Poland, 9-10.11.2000, p.433-444
• [4] Brandt A.M.; Cement-based composites, materials, mechanical properties and performance. Routledge, Taylor & Francis Group. London and New York. 526 p. ISBN10: 0-415-40909-8, 2009
• [5] Ding Y., Thomaseth D., Niederegger Ch., Thomas A., Lukas W.; The investigation on the workability and flexural toughness of fibre cocktail reinforced selfcompacting high per-formance concrete, In 6th RILEM Symposium on Fibre-Reinforced Concretes (FRC) – BEFIB 2004, Varenna, Italy, p.467-478
• [6] Feleko?lu B., Tosun K., Baraban B.; Effects of fibre type and matrix structure on the mechanical performance of self-compacting micro-concrete composites. Cement and Concrete Research, Volume 39, Issue 11, p.1023-1032, 2009
• [7] Ghanbari A., Karihaloo B.L.; Prediction of the plastic viscosity of self-compacting steel fibre reinforced concrete. Cement and Concrete Research, Volume 39, Issue 12, p.1209-1216, 2009
• [8] Jau W-Ch, Yang Ch-T.; Development of a modified concrete rheometer to measure the rheological behavior of fresh concrete. Cement and Concrete Composites, Article in Press. Available online 13 January, 2010
• [9] Kaszyńska M.; Mix design of the self-compacting concrete, In: Proc. Int. Symp. “Brittle Matrix Composites” 7, A. M. Brandt, V. C. Li, I. H.Marshall, Warsaw, 13-15.10.2003, p.331-338
• [10] Martinie L., Rossi P. Roussel N.; Rheology of fiber reinforced cementitious materials: classification and prediction. Cement and Concrete Research, Vol.40, Issue 2, p.226-234, 2010
• [11] Ozyurt N., Mason T.O. Shah S.P.; Correlation of fiber dispersion, rheology and mechanical performance of FRCs. Cement and Concrete Composites, Volume 29, Issue 2, p.70-79, 2007
• [12] Ponikiewski T., Szwabowski J.; The influence of selected composition factors on the rheological properties of fibre reinforced fresh mortar, In: Proc. Int. Symp. “Brittle Matrix Composites 7”, A.M.Brandt, V.C.Li, I.H.Marshall, Warsaw, 13-15.10.2003, p.321-329
• [13] Ponikiewski T.; Aspects of the selection of fibres from the point of view of the technology of the concrete mixture, In 6th Rheological Seminar, Gliwice, Poland, 2004
• [14] Ponikiewski T.; Influence of steel fibres on rheological and mechanical properties of self-compacting concrete, In 7th Rheological Seminar, Gliwice, Poland, 2005
• [15] Stroeven P., He H.; Patches in concrete: recent experimental discovery of a natural phenomenon – supporting evidence by dem In: Proc. Int. Symp. “Brittle Matrix Composites 9”, A. M. Brandt, J. Olek, I. H. Marshall, Warsaw, 2009, p.399-408
• [16] Szwabowski J.; Rheology of mixtures on cement binders, Printing House of Silesian Technical University, Gliwice, Poland, 1999 (in Polish)