Relevant static and dynamic methods for toughness evaluation of fiber reinforced concrete

Abstract

The paper deals with contemporary methods and relevant technical regulation in the field of toughness testing and evaluation of fiber-reinforced cement composites subjected to specific static loads (flexural and wedge-splitting tests), as well as to dynamic loads (impact and cyclic fatigue tests). Fibers are usually added to concrete in order to improve some of the composite's physical, mechanical, deformation, rheological and/or technological properties, such as: tensile and flexural strength, impact resistance, shrinkage, fatigue resistance, durability in different environment conditions, etc. To obtain these goals, it is essential to achieve the best possible interaction between the fibers and the cement-based matrix. The improved performance of fiber reinforced concrete is most significant when the enhancement of fracture energy absorption capacity (i.e. improvement of toughness) is concerned. The results obtained during static and dynamic testing of toughness (ductility) parameters can be very important, especially in order to compare the properties of different types of fiber reinforced composites, but also to solve specific practical engineering problems.

U radu su prikazane savremene metode i relevantna tehnička regulativa u oblasti ispitivanja i ocene žilavosti mikroarmiranih kompozita izloženih specifičnim statičkim (savijanje i cepanje pomoću klina), kao i dinamičkim opterećenjima (udar i ciklični zamor materijala). Vlakna se obično dodaju betonu u cilju poboljšanja nekih fizičkih, mehaničkih, deformacionih, reoloških i/ili tehnoloških svojstava ovog kompozita, kao što su na primer: čvrstoća pri zatezanju, čvrstoća pri savijanju, udarna otpornost, deformacije skupljanja, otpornost na ciklični zamor, trajnost u različitim uslovima sredine, itd. Da bi se postigli navedeni ciljevi, suštinski je važno ostvariti najbolju moguću interakciju između vlakana i cementne matrice. Poboljšane performanse mikroarmiranih betona su najizraženije u domenu povećanja kapaciteta apsorbovanja energije loma - tj. povećanja žilavosti predmetnih kompozita. Eksperimentalni rezultati dobijeni tokom statičkih i dinamičkih ispitivanja parametara žilavosti (odnosno duktilnosti) mogu da budu veoma značajni, naročito u cilju poređenja svojstava različitih tipova mikroarmiranih kompozita, ali takođe i u slučaju rešavanja specifičnih inženjerskih problema u praksi.