Show simple item record

Research of ductility and impact resistance related parameters in synthetic fiber reinforced concrete

dc.creatorZakić, Dimitrije
dc.date.accessioned2019-11-28T11:23:00Z
dc.date.available2019-11-28T11:23:00Z
dc.date.issued2010
dc.identifier.urihttp://grafar.grf.bg.ac.rs/handle/123456789/1813
dc.description.abstractМикроармирани бетони (МАБ) представљају композитне материјале добијене армирањем цементне матрице равномерно диспергованим влакнима. С обзиром на чињеницу да класичан бетон слабо подноси напоне затезања, поседује низак степен дукхилности (жилавости), има изражену деформабилност услед скупљања и течења, као и релативно ниску отпорност при деловању динамичког - ударног оптерећења, јавља ce потреба да ce ова (али и нека друга) својства предметног композита побољшају. To ce, y одређеној мери, може постићи додавањем влакана (органског или неорганског порекла) y свежу бетонску мешавину. Поред челичних и минералних (стаклених) влакана, y последње време y области технологије бетона све више ce користе полипропиленска и друга полимерна влакна, пре свега y циљу побољшања механичких карактеристика (чврстоће при затезању, чврстоће при савијању, дуктилности, отпорности на удар, итд.), али и ради смањења штетних утицаја услед деформација скупљања ових композита. Употреба бетона армираних синтетичким влакнима има несумњиве технолошке и економске предности y многим областима грађевинарства. ТТТироку примену овај тип композита налази: код кошуљица за индустријске подове; y производњи префабрикованих елемената и галантерије; за израду фасада; y случајевима уграђивања бетона прскањем (торкретирањем); за подрумске просторије, резервоаре и базене; код извођења разних врста санационих и инјекционих радова; код конструктивних елемената изложених динамичким утицајима и сл. Имајући све то y виду, y оквиру докторске дисертације истраживане су и анализиране могућности добијања микроармираног ситнозрног бетона (D=8mm), справљеног на бази синтетичких влакана, који би имао знатно већу дуктилност при статичким оптерећењима (затезању, савијању или цепању), као и виши степен отпорности при динамичким оптерећењима (тј. бољу ударну отпорност), y односу на класичан - неармиран бетон истог састава. Током експерименталног дела истраживања, који заузима централно место y овој дисертацији, извршена су бројна испитивања бетона (како y свежем, тако и y очврслом стању), справљених са додатком различитих врста и количина синтетичких влакана. To je учињено пре свега y циљу проучавања физичко-механичких својстава, али истовремено са жељом да ce боље упознају и технолошке, експлоатационе, реолошке и друге карактеристике микроармираних композита. Коначан и најважнији диљ предметног истраживања, односио ce на параметарску анализу утицаја додатка синтетичких влакана на поједина својства свежег и очврслог бетона, a нарочито на дуктилност и ударну отпорност испитиваних композита. Остале важније теме, које су такође разматране y оквиру дисертације, односе ce на следеће области: историјски развој микроармирања, типови влакана, врсте микроармираних композита и њихове структурне карактеристике, интеракција између влакана и цементне матрице, основна својства компонентних материјала, састављање рецептуре, поступци везани за справљање и уграђивање свежих мешавина, испитивање различитих својстава микроармираних бетона, стање ствари y области испитивања дуктилности и ударне отпорности микроармираних бетона, закључци y вези резултата истраживања, употреба микроармираних композита y Србији и могући правци даљих истраживања y овој области. Ha бази резултата остварених током сопствених експерименталних истраживања, као и на основу анализираних литературних података, може ce извући генерални закључак да додатак синтетичких влакана (у количини 0,1 - 0,5 % од укупне запремине), доприноси побољшању појединих физичко-механичких, реолошких и експлоатационих својстава бетона, од којих су најзначајнија: дуктилност (жилавост), чврстоћа при савијању, чврстоћа при затезању, отпорност при дејству ударног оптерећења, приањање (атхезија), пластично и хидрауличко скупљање, контрола прслина, трајност, итд. Дефинисањем аналитичких израза којима су успостављене релације између различитих својстава микроармираних бетона, односно између истраживаних утицајних параметара, омогућена je теоријска анализа перформанси предметних композита, али такође и прогноза њиховог понашања y пракси.sr
dc.description.abstractFiber reinforced concrete (FRC) represents a composite material based on cement matrix reinforced by randomly distributed fibers. Considering the fact that concrete exhibits a poor tensile strength, has low ductility (toughness) and significant deformability due to shrinkage and creep, as well as relatively low resistance to dynamic - impact loads, a need arises to improve these (but also some other) properties of such a composite material. This goal can be achieved, to some extent, by adding fibers (of organic or inorganic origin) to the fresh concrete mix. Beside steel and mineral (glass) fibers, recently we are experiencing increased application of polypropylene and other polymeric fibers in the field of concrete technology, primarily in order to improve mechanical properties (tensile strength, flexural strength, toughness, impact resistance, etc.), but also to reduce the rate of shrinkage induced damage in cement composites. The use of synthetic fiber reinforced concrete has certain technological and economical advantages in many fields of civil engineering. There is a broad scope of application possibilities, such as: industrial floor screeds; concrete préfabrication; façade construction; shotcreting; basement, reservoir and pool structures; execution of different repair and grouting works; structural members subjected to dynamic loads, etc. Considering all the above mentioned facts, the possibility of obtaining synthetic fiber reinforced concrete containing smaller aggregate grains (D=8mm), that would have significantly higher ductility when subjected to static loads (tensile, flexural or splitting), as well as better resistance to dynamic loads (i.e. impact resistance) in comparison with the classic non-reinforced concrete, was researched and analyzed in the PhD thesis. During the experimental phase of research, which represents a central part of the dissertation, numerous tests of concrete properties (both in fresh and hardened state) were carried out - using different types and quantities of synthetic fiber reinforcement. The objective was to study physical-mechanical properties of fiber reinforced composites, but also to explore technological, operational, rheological and other characteristics of these composite materials. The final and most important goal of the research was to conduct the parametric analysis concerning the influence of synthetic fiber addition on certain fresh and hardened concrete properties, especially on its toughness and impact resistance. Other important topics which are discussed in the thesis include: historical development of fiber reinforcement, fiber types, categories of fiber reinforced composites and their structural features, interaction between the fibers and the cement matrix, basic properties of component materials, mix design, procedures related to mixing and placing of the fresh concrete, testing of different properties of FRC, state-of-the-art in the field of FRC toughness and impact resistance testing, conclusions based on research results, application of FRC in Serbia and recommendations for future work. Based on the obtained experimental results, as well as according to the reference data, the general conclusion can be derived that the addition of synthetic fibers (with volume fractions ranging from 0,1 - 0,5 %) leads to improvement of certain physical-mechanical, rheological and field-performance properties of concrete, the most important of them being: ductility (toughness), flexural strength, tensile strength, impact resistance, adhesion, early drying and plastic shrinkage, crack control, durability, etc. By defining analytical expressions which are describing relations between different properties of FRC, i.e. between the studied influential parameters, it is possible to formulate the theoretical analysis of composite’s performance, but also to predict its practical behavior.en
dc.language.isosrsr
dc.rightsopenAccesssr
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectбетонsr
dc.subjectмикроармирани композитиsr
dc.subjectсинтетичка влакнаsr
dc.subjectматрицаsr
dc.subjectдуктилностsr
dc.subjectжилавостsr
dc.subjectударна отпорностsr
dc.subjectфизичко-механичка својстваsr
dc.subjectпараметарска анализаsr
dc.subjectистраживањеsr
dc.subjectconcretesr
dc.subjectfiber reinforced compositessr
dc.subjectsynthetic fiberssr
dc.subjectmatrixsr
dc.subjectductilitysr
dc.subjecttoughnesssr
dc.subjectimpact resistancesr
dc.subjectphysical-mechanical propertiessr
dc.subjectparametric analysissr
dc.subjectresearchsr
dc.titleИстраживање параметара дуктилности и ударне отпорности ситнозрних бетона микроармираних синтетичким влакнимаsr
dc.titleResearch of ductility and impact resistance related parameters in synthetic fiber reinforced concreteen
dc.typedoctoralThesissr
dc.rights.licenseBY-NC-NDsr
dc.identifier.fulltexthttp://grafar.grf.bg.ac.rs/bitstream/id/6962/bitstream_6962.pdf
dc.type.versionpublishedVersionsr


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record