O metodă practică de măsurare pentru determinarea cantității și orientării fibrelor în
Documente
Transcrierea unei metode practice de măsurare pentru determinarea cantității și orientării fibrelor din betonul din fibră de oțel
822 Ernst & Sohn Verlag pentru Architecture and Technical Sciences GmbH & Co. KG, Berlin. Construcție din beton și beton armat 108 (2013), numărul 12
Hans-Joachim Wichmann, Alexander Holst, Harald Budelmann
O metodă practică de măsurare pentru determinarea cantității și orientării fibrelor în betonul din fibră de oțel Utilizarea dispozitivului de măsurare a fibrelor de oțel BSM100 pentru teste de beton proaspăt și întărit
Pentru a crește rezistența la tracțiune scăzută și pentru a evita comportamentul fragil, fibrele sunt adăugate la beton, mortar și mortar. Oțelul primar este utilizat ca material de fibră pentru materialele de construcție legate de ciment, pe lângă sticla rezistentă la alcali, materiale plastice și carbon. Este posibilă și o combinație de fibre diferite (cocktail de fibre) [1]. Avantajele betonului armat cu fibre pot fi utilizate în special în cazul fisurilor, impacturilor sau se folosesc componente stresate de impact. Adăugarea de fibre de oțel duce la următoarele proprietăți îmbunătățite ale materialului în beton:
deformabilitatea și ductilitatea crescute au îmbunătățit reducerea rezistenței verzi în influența contracției și deformării-
Chen (cu conținut ridicat de fibre) îmbunătățirea flexiunii, a despărțirii și a centrării
Rezistența la tracțiune Îmbunătățirea rezistenței la șoc și impact și a energiei-
Îmbunătățirea rezistenței la uzură, la abraziune și rezistență la oboseală
Îmbunătățirea impermeabilității (WU) și a durabilității comportamentului fisurii ductile și post-fractură (distribuția fisurilor
Betonul armat cu fibre și, în special, betonul armat cu fibre de oțel au fost utilizate la nivel mondial încă din jurul anului 1980, cu o creștere continuă [1, 2]. Fila. 1 oferă o prezentare generală a celor mai importante domenii de aplicare pentru betonul armat în construcții. Cele mai frecvente aplicații sunt podelele industriale (aproximativ 70% în Germania, 60% în întreaga lume), construcțiile rezidențiale (aproximativ 25% în Germania, 5% în întreaga lume), precum și piesele prefabricate și construcția de tunele (aproximativ 5% în Germania, 35% la nivel mondial) [2]. Prin utilizarea combinată a fibrelor de oțel cu beton armat sau precomprimat și beton performant, de ex. De exemplu, în cazul îmbinărilor chituite în structuri offshore, pot fi deschise alte domenii de aplicare [2, 3].
În prezent există pe piață un număr mare de tipuri diferite de fibre de oțel, care pot fi găsite în material (Le-
Construcție din beton și beton armat 108 (2013), numărul 12 823
H.-J. Wichmann, A. Holst, H. Budelmann: O metodă de măsurare conformă practicii pentru determinarea dozării și orientării fibrelor în beton armat cu fibră de oțel
aliaj, structură, acoperire), geometria fibrelor (forma, proprietățile suprafeței, diametrul și lungimea) și rezistența la tracțiune. O prezentare generală a celor mai importante tipuri, forme și proprietăți materiale ale fibrelor de oțel este prezentată în Tab. 2.
Fibrele de oțel au o rezistență ridicată și un modul redus de elasticitate, dar dezavantajul este diametrul relativ mare al fibrei sau suprafața specifică mică, ceea ce înseamnă că legătura dintre fibre și matrice și rezistența la întindere a fibrelor nu pot fi activate în faza incipientă a întăririi betonului. Înainte de formarea fisurii, fibrele aduc doar o mică contribuție la transmiterea forțelor în beton [4]. Defecțiunea se produce prin extragerea lentă a fibrelor de oțel sau a betonului rezistent, cu o ancorare bună prin ruperea fibrelor [1, 5].
Performanța fibrelor în beton depinde de următorii parametri [6]:
Conținutul de fibre Rezistența la tracțiune a fibrelor
Mecanismul de ancorare al fibrei Raportul subțire lungimea fibrei l/diametrul fibrei-
efectiv, fibrele cresc în general cu un raport l/d crescător.
Rezistența la întindere a betonului armat cu fibre depinde în mare măsură de raportul dintre lungimea fibrei/diametrul fibrei și rezistența la legătură dintre fibră și matrice și distribuția și orientarea fibrelor în beton [4]. Pentru un efect optim și îmbunătățirea proprietăților betonului întărit prin fibre, scopul este de a distribui fibrele cât mai uniform posibil. Fibrele de oțel trebuie să fie orientate predominant perpendicular pe efortul de compresie și în direcția efortului de tracțiune și transversală [7]. Cu toate acestea, dispunerea și orientarea efectivă a fibrelor depinde în practică de numeroși parametri geometrici, concret-tehnologici și de fabricație [8, 9]. În funcție de condițiile de prelucrare, distribuția fibrelor poate varia în ceea ce privește poziția și direcția în beton, ceea ce are un efect de durată asupra comportamentului portant, utilizabilității și durabilității componentului [10]. Distribuțiile posibile de fibre sunt:
Tab. 1 Câteva aplicații ale betonului armat cu fibre
componente care nu poartă sarcină componente fără armături (componente armate structurale alte aplicații armare, îmbunătățirea proprietăților funcționale)
Pardoseli industriale, fundații, dale de fundație, suprafețe de etanșare, zone de circulație, pereți, dale de tavan, suprafețe de drenaj, conducte
Beton boltit Cochilii de tunel Beton armat cu fibră de înaltă performanță Buncăruri reziduale (beton împușcat) (de ex. SIFCON, SIMCON) Drum solid Plăci de cap de grămadă Îmbinări chituite Țevi Piloți conduși și găuriți Beton submarin Garaje prefabricate Stabilizatori de pante Componente portante
Tab. 2 Proprietățile fibrelor de oțel
Material: tablă, sârmă de oțel neacoperită sau feromagnetică, de ex. B. cu zinc, oțel inoxidabil aliat
Producție: suprafață trasă la rece, prelucrată, planificată și topită, formă: îndoită drept, răsucită lin
ondulat slab, lipit, canelat, rotund, dreptunghiular, neregulat cu/fără cârlig/cap măcinat, capete conice, aplatizat cu manivelă
Secțiune: rotundă, ovală, dreptunghiulară, neregulată, lungime l: 12. 70 mm l/z = 30. 80 UHPC: 6. 13 mm, grosime d: 0,12. 1,2 mm 0,08. Cantitate 0,5 mm: 20. 120 kg/m tipic: 20. 50 kg/m (700. 800 kg/m
0,3. 1,5% în volum (beton împușcat până la 80 kg/m) 8. 12% din volum)
Rezistența la tracțiune: aprox.500. Modul 3.000 N/mmE: 160 (oțel inoxidabil). 210 kN/mm Alungire la rupere: 1. 10 (. 25)% densitate: 7,85 g/cm
824 Construcție din beton și beton armat 108 (2013), numărul 12
H.-J. Wichmann, A. Holst, H. Budelmann: O metodă practică de măsurare pentru determinarea cantității și orientării fibrelor din betonul din fibră de oțel
Distribuit uniform spațial (3D) cu direcții diferite, predominant într-una
Nivel distribuit (2D), de ex. B. în cazul betonului pulverizat sau aliniat uniaxial cu distribuția uniformă a fibrelor-
secțiunea transversală, de ex. B. pentru produse din beton extrudat de la SFB (1D).