the effect of hybrid fibers on mechanical …

UTJECAJ HIBRIDNIH VLAKANA NA MEHANIČKA SVOJSTVA BETONA

THE EFFECT OF HYBRID FIBERS ON MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE

Natalija Bede*, Ivan Ušić*, Silvija Mrakovčić*

Sažetak

U ovom je radu analizirano kako kombinacija različitih vrsta vlakana utječe na mehanička svojstva betona. U tu svrhu korištena su čelična vlakna u kombinaciji s različitim volumnim udjelima polipropilenskih vlakana. Rezultati pokazuju da beton armiran samo čeličnim vlaknima ima najveću tlačnu čvrstoću, dok hibridni mikroarmirani betoni povećanjem udjela polipropilenskih vlakana pokazuju manje tlačne čvrstoće u odnosu na referentni beton. Nasuprot tome, hibridni beton s čeličnim vlaknima i volumnim udjelom polipropilenskih vlakana od 0,1% ima najveću vlačnu čvrstoću savijanjem.

Ključne riječi: hibridni mikroarmirani beton, čelična vlakna, polipropilenska vlakna, tlačna čvrstoća, vlačna čvrstoća savijanjem

Abstract

In this paper, the effect of different type of fibers on mechanical properties of concrete was analyzed. For this purpose, steel fibers with different volume fraction of polypropylene fibers are used. The results show that concrete reinforced only with steel fibers gives the highest compressive strength, while the compressive strength of hybrid fiber reinforced concrete decreases with the increase of volume fraction of polypropylene fibers in comparison to the reference concrete. On the other hand, hybrid concrete with combination of steel fibers and 0.1% volume fraction of polypropylene fibers shows the highest bending tensile strength.

Key words: hybrid fiber reinforced concrete, steel fibers, polypropylene fibers, compressive strength, bending tensile strength

* SveučilišteuRijeci,Građevinskifakultet,RadmileMatejčić3,51000Rijeka E-mail:[email protected],{natalija.bede,silvija.mrakovcic}@uniri.hr

Prethodnopriopćenje 11Preliminary communication UDK691.32:620.17

Rad zaprimljen: 28. 7. 2019. Rad prihvaćen: 12. 9. 2019.

https://doi.org/10.32762/zr.22.1.1

mailto:ivan.usic%40student.uniri.hr?subject=

mailto:natalija.bede%40uniri.hr%3Bsilvija.mrakovcic%40uniri.hr?subject=

https://doi.org/10.32762/zr.22.1.1

GF • ZBORNIK RADOVA12

1. UvodU današnje se vrijeme u građevinarstvu sve češće koristi vlaknima

mikroarmirani beton jer nudi raznovrsne mogućnosti primjene. Betonmikroarmiranvlaknimatrenutnosenajvišeprimjenjujupriizraditunelskihobloga, industrijskih podova, kolnih ploča mostova, utovarnih dokova,betonskihpodlogatezasanacijupovršinskioštećenihbetona.

Mikroarmirani beton je kompozitni materijal koji u svom sastavuosimosnovnih sastojakaobičnogbetona: agregat, vezivo i voda, koji činematricubetona, sadrži još i diskontinuiranavlakna [1].Vlakna sedodajusvježem betonu tijekom procesamiješanja kako bi se omogućila njihovajednolika raspodjela u betonskoj matrici. Još od 1960. godine vlakna sedodaju cementnim kompozitima u svrhu poboljšanja njihovih osnovnihnedostataka,kaoštojeniskavlačnačvrstoćaivlačnačvrstoćasavijanjem.U današnje vrijeme se za mikroarmiranje betona koriste različite vrstevlakana od čelika, polimera, ugljika, stakla i prirodnih materijala [1].Svojstvabetonamikroarmiranogvlaknimaoviseovrstikorištenihvlakana,količini, geometriji i gustoći te njihovoj orijentaciji i raspodjeli umatricibetona.Prematome,svrhamikroarmiranogbetonajedobivanjematerijalakojiimapoboljšanaifizikalnaimehaničkasvojstvauodnosunanormalnibeton[2].

Mikroarmirani beton s dodatkom vlakana pokazuje znantno većuvlačnučvrstoćuičvrstoćusavijanjem,duktilnost,povećanjeenergijelomai žilavostiuodnosunanormalnibeton.Vlakna se čestododajubetonimakako bi se kontroliralo pucanje betona uslijed plastičnog skupljanjaili sušenja. Također, neka vlakna doprinose i povećanju otpornosti naabrazijuitrajnostibetona[3].Polipropilenskaičeličnavlaknasujednaodnajčešćekorištenih i istraživanihvlakana.Međutim,najnovija istraživanjasu potvrdila da se primjenom hibridnih vlakana, odnosno kombinacijomdvijuiliviševrstavlakana,dobivabetonkojiimaboljamehaničkasvojstvaodbetonasasamojednomvrstomvlakana[1-4].Stogajeosnovniciljradabioistražitinakojinačinkombinacijadvijurazličitihvrstaiomjeravlakanautječenaosnovnamehaničkasvojstvamikroarmiranogbetonakaoštosutlačnačvrstoćaivlačnačvrstoćasavijanjem.

2. 2. Eksperimentalna istraživanjaProvedenasuvlastitaeksperimentalna istraživnajakakobi se ispitala

osnovna svojstava svježeg i očvrsnulog mikroarmiranog betona [5].Hibridne mješavine su spravljene s dva različita tipa vlakana: čeličnimvlaknima koja su čvrsta i kruta te monofilamentnim polipropilenskimvlaknima koja su fleksibilna i duktilna. Sva su ispitivanja provedena

13N.Bede,I.Ušić,S.Mrakovčić•Utjecajhibridnihvlakananamehaničkasvojstvabetona

premaHrvatskimnormamauLaboratorijuzamaterijalenaGrađevinskomfakultetuuRijeci.

2.1. Sastav betonskih mješavina

Projektirano je pet različitih mješavina betona: referentna mješavinabetona(bezvlakana)oznakeREFičetirimješavinemikroarmiranogbetonas istimvolumnimudjelomčeličnih vlakana (2,5%)ali različitimudjelimapolipropilenskih vlakana (0%, 0,1%, 0,2% i 0,3%). Za oznakumješavinamikroarmniranogbetonauzoznakuovrstivlakna,slovoSzačeličnavlaknaislovaMFzamonofilamentnapolipropilenskavlakna,korištenjeibrojkojioznačavavolumnipostotakvlakanaumješavini:S2,5;S2,5-MF0,1;S2,5-MF0,2;S2,5-MF0,3(Tablica1).

Tablica 1. Oznake betonskih mješavina

Oznakamješavine Čelična vlakna(%vol)

Monofilamentna vlakna(%vol)

REF 0 0S2,5 2,5 0

S2,5-MF0,1 2,5 0,1S2,5-MF0,2 2,5 0,2S2,5-MF0,3 2,5 0,3

Zaspravljanjebetonskihmješavinakorištenisusljedećisastojci(Slika1):• bijelicementCEMI52,5Rgustoće3,04g/cm3

• silicijskaprašinagustoće2,18g/cm3

• vodaizgradskogvodovoda• superplastifikatorgustoće1,04g/cm3

• stabilizatorgustoće1,01g/cm3

• agregat:drobljenivapnenacfrakcije0-2mm,gustoće2,88g/cm3

• kvarcnipijesakfrakcije0,1-0,6mm,gustoće2,62g/cm3

• čeličnavlakna13/0,2mm,gustoće7,80g/cm3

• polimernamonofilamentnavlakna12mm,gustoće0,91g/cm3

Količine sastojaka za metar kubni betona za svaku od navedenihpet mješavina prikazane su u Tablici 2. Količine cementa, silicijskeprašine, superplastifikatora i stabilizatora tevodovezivniomjerdržanisukonstantnimausvimmješavinama.


Slika 1. Sastavne komponente betonskih mješavina

Tablica 2. Količine sastojaka betonskih mješavina za 1m3

OZNAKAMJEŠAVINESASTOJCI REF S2,5 S2,5-MF0,1 S2,5-MF0,2 S2,5-MF0,3

Cement(kg) 640 640 640 640 640Silicijskaprašina

(kg) 160 160 160 160 160

Voda(l) 256 255 255 255 255

Superplastifikator(kg) 20 20 20 20 20

Stabilizator(kg) 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8

Agregat0-2mm(kg) 614 593 591 590 588

Kvarcnipijesak0,1-0,6mm(kg) 560 540 539 537 536

Čeličnavlakna(kg) 0 117 117 117 117

Monofilamentnavlakna(kg) 0 0 0,91 1,82 2,73

Vodovezivniomjer 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3


2.2. Izrada mješavina i ugradnja

Zamiješanjebetonakorištena je laboratorijskamješalicamaksimalnezapremine150litara.Doziranjesastavnihmaterijalaiproceduramiješanjajednajeodnajvažnijihfazauproizvodnjimikroarmiranogbetona.Ububanjmješalice najprije su ubačeni agregat, kvarcni pijesak, silicijska prašinai polipropilenska vlakna, ukoliko se dodaju mješavini, te je provedenosuho miješanje u trajanju od 5 minuta. Nakon toga dodan je cement teje miješanje nastavljeno idućih 5 minuta. Zatim je dodano 80 % vodei promiješano je još 2,5 minute. U slijedeće 2,5 minute dodano je jošpreostalih20%vodesaditivima.Čeličnavlakna sudodavanau rotirajućibubanjmješalicepostupnoiravnomjernokrozidućih5minuta[5].

Svježibeton(Slika2)jeukalupeugrađivanutrisloja,pričemujesvakisloj zbijan pomoću stolnog vibratora. Ovaj način ugradnje je primijenjenkako bi se svježi beton što bolje rasporedio po kalupu i oslobodiozarobljenogzraka.Zasvakujemješavinuizrađenošestuzorakakockibrida150mmzaispitivanjetlačnečvrstoće,devetuzorakaprizmidimenzija100mm×100mm×400mmza ispitivanjevlačne čvrstoće savijanjem te triuzorkavaljkavisine200mm ipromjera100mmzaodređivanje gustoćei sadržaja pora (Slika 3). Nakon 24 sata uzorci su izvađeni iz kalupa tenjegovaniuvoditemperature20±2°Cdodanaispitivanja.

Slika 2. Svježi beton Slika 3. Beton ugrađen u kalupe

2.3. Metode ispitivanja svježeg betona

Odmahpozavršetkumiješanjasvježegbetonaaprijeugradnjeukalupeispitanajegustoća.Kakobiseusporedilaobradivostreferentnemješavinei mješavina s različitim volumnim udjelima vlakana provedeno je iispitivanje konzistencijemetodom rasprostiranja. Gustoća svježeg betonaispitana je prema normi HRN EN 12350-6 [6]. Ispitivanje konzistencijerasprostiranjemprovedenojepremanormiHRNEN12350-5[7].


2.4. Metode ispitivanja očvrslog betona

Na očvrsnulom je betonu ispitana gustoća, sadržaj pora, te tlačnačvrstoćaivlačnačvrstoćasavijanjem.Svojstvaočvrslogbetonaispitanasunauzorcimakojisu28dananjegovaniuvoditemperature20±2°C.Uzorcisuizvađeniizbazenazanjegovanjeneposrednoprijesamogispitivanja.

2.4.1. Gustoća i sadržaj pora

Gustoća i sadržaj porau očvrsnulombetonu ispitani suna tri uzorkavaljka promjera 100 mm i visine 50 mm za svaku mješavinu. GustoćaočvrsnulogbetonaispitanajepremanormiHRNEN12390-7[8].Detaljnijiopispostupkaispitivanjamožesepronaćiu[5].

2.4.2. Tlačna čvrstoća

Ispitivanjetlačnečvrstoćeprovedenojenauzorcimaoblikakockebrida150mmpremanormiHRNEN12390-3[9].Ukupnoje ispitano30kocki,odnosnošestkockipomješavini. Ispitivanje jeprovedenonahidrauličnojpreši za ispitivanje tlačne čvrstoće marke Controls, tip C56Z000,maksimalnog kapaciteta 3000KN (Slika 4). Za svaki uzorak je analiziranoblik sloma, zabilježenamaksimalnasilapri slomuF te izračunata tlačnačvrstoćapremaizrazudanomu[9].

Slika 4. Ispitivanje tlačne čvrstoće

2.4.3. Vlačna čvrstoće savijanjem

Ispitivanje vlačne čvrstoće savijanjem provedeno je na prizmamadimenzija 100 mm × 100 mm × 400 mm. Prema normi ASTM C1609/C1609M–19[10]propisanajeminimalnaduljinauzorkaod3×b,gdjeje


bširinapoprečnogpresjeka.PreporukanormeASTMC1609/C1609M–19[10]iHRNEN14651[11]jedasenauzorcimaprizmizarežezarezsdonjestraneuzonipojavevlačnognaprezanjakakobiseiniciralomjestopojavepukotine.Međutim,naispitivanimuzorcimanijebiociljunaprijedodreditimjestonastankapukotine,već jepromatranogdjećesepojavitipukotineuslijedopterećenja.

Sveukupno je ispitano 45 prizmi, odnosno devet uzoraka po svakojmješavini.IspitivanjejeprovedenopomoćuuređajamarkeControls,model50-C1601/FR,maksimalnog kapaciteta 300 kN. Pri ispitivanju se uzorakopterećivao na savijanje kontrolom pomaka s jednom koncentriranomsilomnasredini rasponaprizme.Brzinananošenjaopterećenjaodređenaje eksperimentalno, tako da se zadovolji uvjet da pojava prve pukotinebudeizmeđu30i60sodpočetkaispitivanja[10]tedasemaksimalnasilaF postigne u vremenu od 3 do 5minuta od početka ispitivanja (statičkoispitivanje). Za vrijeme ispitivanja mjeren je pomak pomoću dva LVDTuređaja marke Controls, model 82-P0311/CC, s maksimalnim mjernimpomakom10mm.LVDTuređaji supostavljenisprednje i stražnjestraneuzorka na istoj udaljenosti od sredine raspona prizme kako bi se kodobrade rezultata izračunom srednje vrijednosti dobili pomaci na srediniraspona prizme. Uređaj, mjerni instrumenti i način ispitivanja prikazanisu na Slici 5. Za svaki ispitani uzorak zabilježena je krivulja sila-pomakdo sveukupnog vremena od 1800 s (30 min), oblik sloma te pojavaprve pukotine i intenzitet maksimalne sile. Vlačna čvrstoća na savijanjeodređenajepremaizrazudanomu[11].

Slika 5. Ispitivanje vlačne čvrstoće savijanjem kontrolom pomaka


3. Rezultati i analiza Cilj je ovog istraživanja bio procijeniti utjecaj hibridnih vlakana u

mikroarmiranombetonunaosnovnamehaničkasvojstva.Stogasudobivenirezultati ispitivanja uspoređeni i s rezultatima ispitivanja referentnogbetona.Prvosuprikazanirezultati ispitivanjasvježegbetona.Nakontogadana je usporedba rezultata ispitivanja gustoće, sadržaja pora te tlačne ivlačnečvrstoćeprisavijanju.Rezultati ispitivanjauoblikudijagramasila-pomakobjavitćeseusljedećemradu.

3.1. Rezultati ispitivanja svježeg betona

RezultatiispitivanjasvježegbetonaprikazanisuuTablici3.Naosnovirezultata ispitivanja ustanovljeno je da mješavina s čeličnim vlaknimaoznakeS2,5 imanajvećugustoćuusvježemstanjuuusporedbisostalimmješavinama.Uodnosunareferentnumješavinugustoća jevećazasamo7%. Nadalje, hibridne mješavine s povećanjem udjela polipropilenskihvlakanapokazujutrendsmanjenjagustoće.Smanjenjegustoćepovećanjempolipropilenskih vlakana može se objasniti nejednolikom raspodjelomvlakanaubetonskojmatrici,odnosnopovećanjemudjelazraka.

S obzirom na izmjerene vrijednosti promjera rasprostiranja vidljivoje da svemješavine pokazuju vrlo sličnu obradljivost.Međutim, uočen jelaganiporastobradljivostipovećanjemvolumnogudjelavlakana:mješavinaS 2,5 -MF0,3 je pokazala najveću, aREFmješavinanajmanju vrijednostrasprostiranja.SvemješavinesusvrstaneurazrederasprostiranjaF1osimmješavinesnajvećimudjelomvlakanaS2,5-MF0,3kojapripadarazreduF2. Dobiveni rezultati nisu u skladu s očekivanjima, međutim, može bitidaprivlačnesile izmeđumatrice ivlakanaslabekakorastevolumniudiovlakana,štodovodidopovećanjapromjerarasprostiranja.

Tablica 3. Rezultati ispitivanja svježeg betona

Oznakamješavine REF S2,5 S2,5-MF0,1 S2,5-MF0,2 S2,5-MF0,3

Gustoća[kg/m3] 2135 2282 2151 2126 2094

Promjerrasprostiranja

[mm]280 300 340 340 350

Razredrasprostiranja F1 F1 F1 F1 F2


3.2. Rezultati ispitivanje očvrslog betona

3.2.1. Gustoća i sadržaj pora

Srednje vrijednosti ispitivanja gustoće i sadržaja pora u očvrsnulombetonuzasvakumješavinudanesuuTablici4.Rezultatiispitivanjagustoćepokazujuneštovećevrijednostiodrezultatadobivenihispitivanjemsvježegbetona,za6%do12%,međutim,prateistitrendkaoirezultatidobivenizasvježibeton.Sukladnotome,mješavinaS2,5imanajvećugustoću(uodnosunareferentnumješavinugustoćajevećaza8%)aliiujednonajmanjiudiopora.Kao ikod ispitivanjagustoćesvježegbetona, iako jerazlikagustoćahibridnih mješavina vrlo malena, do najviše 3,5%, hibridne mješavinepokazuju trend smanjenja gustoće povećanjem udjela vlakana. Veći udiovlakana u hibridnim mješavinama otežao je ugradnju betona, što je ukonačnicidoveloidomalogpovećanjaudjelazrakaodnosnoporoznosti.

Tablica 4. Rezultati ispitivanja gustoće i sadržaja pora u očvrsnulom betonu

Oznakamješavine REF S2,5 S2,5-MF0,1 S2,5-MF0,2 S2,5-MF0,3Gustoća[kg/m3] 2260 2440 2400 2390 2320Sadržajpora[%] 4,3 3,7 4,1 4,4 4,6

3.2.2. Tlačna čvrstoća

Na Slici 6 prikazani su rezultati ispitivanja za svih šest uzoraka pomješavinizajednosasrednjomvrijednošćutlačnečvrstoćebetonazasvakumješavinu.Srednjavrijednosttlačnečvrstoćedobivenanatemeljurezultataispitivanjakrećeseurasponuod71MPado101MPapasemožezaključitidaseradiobetonuvisokihčvrstoća.NajvećatlačnačvrstoćapostignutajezamješavinuS2,5kojasadržisamo jednuvrstuvlakana-čeličnavlakna.Uodnosunamješavinureferentnogbetonatlačnačvrstoćajepovećanaza17%. Nasuprot tome, kod hibridnihmješavina je uočen trend smanjenjatlačnečvrstoćepovećanjemudjelapolipropilenskihvlakana.UodnosunamješavinuS2,5,smanjenjetlačnečvrstoćeredomiznosi20%,22%i41%,auodnosunareferentnumješavinu3%,4%i21%.Tirezultatisuuskladus rezultatima ispitivanja koje su proveli Selvi i Thandavamoorthy [3].Smanjenjetlačnečvrstoćepovećanjemudjelapolipropilenskivlakanamožeseobjasnitipovećanjemkoličinezrakaumješavinizbogotežaneugradnjeinejednolikedistribucijevlakana.


Slika 6. Tlačna čvrstoća

NaSlici7prikazanjetipičnioblikslomazareferentnumješavinebetonaREF (lijevo) i mješavinu betona s vlaknima oznake S 2,5 (desno). Kodreferentnoguzorkapojaviosekrtilom,akodmješavinakojesadrževlaknapojavilosenekolikositnihpukotina,nozadržanajestrukturnacjelovitostuzorka.

Slika 7. Oblik sloma pri ispitivanju na tlak: REF mješavina (lijevo), mješavina S 2,5 (desno)

3.2.3. Korelacija između gustoće i tlačne čvrstoće

Odnos tlačne čvrstoće i gustoće betona ispitnih uzoraka prikazan jena Slici 8. Iz rezultata semože primijetiti da postoji čvrsta veza izmeđutlačne čvrstoće i gustoće: koeficijent korelacije R2=0,84. Za mješavinu S2,5snajvećomgustoćompostignutajeinajvećatlačnačvrstoća.Mješavines hibridnim vlaknima povećanjem udjela vlakana pokazuju smanjenjegustoćeitlačnečvrstoće.


Slika 8. Odnos tlačne čvrstoće i gustoće očvrslog betona

3.2.4. Vlačna čvrstoće savijanjem

Rezultati ispitivanja vlačne čvrstoće savijanjem pojedinačnih uzorakasvakemješavinezajednosasrednjomvrijednošćumješavineprikazanisudijagramomnaSlici9.AnalizomdobivenihrezultatamožesezaključitidanajvećučvrstoćunasavijanjeimahibridnamješavinaS2,5-MF0,1ionaiznosi18,82MPa.Kaoštojeiočekivano,srednjavrijednostvlačnečvrstoćebetona za referentnumješavinu je najmanja i iznosi 11,53MPa.Dakle, uhibridnojmješavini S 2,5 - MF 0,1 povećanje vlačne čvrstoće savijanjemu odnosu na referentnu mješavinu iznosi 63%, odnosno 12% u odnosunamješavinusasamojednomvrstomvlakana.Vrijednostvlačnečvrstoćebetona savijanjem S 2,5 sa samo jednom vrstom vlakna je veća za 46%negoureferentnombetonu.IstovjetnitrendusvomradudalisuBošnjakidr.[12].

MješavinaS2,5-MF0,3kojaimanajvećiudiopolipropilenskihvlakanapokazuje najmanju čvrstoću na savijanje među hibridnim betonskimmješavinama i ona iznosi 13,67 MPa, odnosno, 38%manju čvrstoću odnajveće izmjerene vrijednosti hibridne mješavine, a samo 18% veću odreferentne mješavine. Dakle, povećanjem udjela polipropilenskih vlaknaiznad0,1%dolazidosmanjenjavlačnečvrstoćesavijanjem.


Slika 9. Vlačna čvrstoća savijanjem

NaSlici10prikazan je lomuzorakareferentnemješavinebezvlakanaa na Slici 11 tipični oblik sloma uzoraka s vlaknima. Kod svih uzoraka svlaknima ispitni uzorci pokazali su veliku žilavost (duktilnost) za razlikuod običnogbetona (REFmješavina) kod kojeg je vidljiva pojava izuzetnokrtog loma. Za razliku od REF mješavine, kod ostalih mješavina koje susadržavale ili samo čelična ili kombinaciju čeličnih i polipropilenskihvlakana u različitim postocima, tijekom ukupnog vremena ispitivanjanije došlo do potpunog sloma uzoraka (vidi Slika 11, lijevo). Kako bi seanaliziranapovršina loma,nekisuuzorcidodatno ispitivanidopotpunogsloma. Kod tih uzoraka je uočeno potpuno čupanje čeličnih vlakana tepucanjepolipropilenskihvlakana(vidiSlika11,desno).

Slika 10. Ispitivanje na savijanje REF mješavina: oblik sloma (lijevo), površina sloma (desno)


Slika 11. Ispitivanje na savijanje hibridna mješavina: oblik sloma (lijevo), površina sloma (desno)

4. ZaključakNatemeljuvlastitiheksperimentalnihrezultatazaključenojeslijedeće:

- Konzistencija rasprostiranjem se povećava udjelom vlakanabez obzira na to radi li se o jednoj vrsti ili više vrsta vlakana umješavini.

- Gustoćaočvrslogbetonajevećaodgustoćereferentnogbetonabezobziraradilisesamoojednojvrstivlakanailikombinacijivlakana.Međutim,hibridnemješavinepovećanjemudjelapolipropilenskihvlakana pokazuju trend smanjenja gustoće. Najveći problem prispravljanju betona armiranog vlaknima predstavlja postizanjejednolikograsporedavlaknaumješaviniisamaugradnja.

- Korištenjesamojednevrstevlakanapozitivnoutječenapovećanjetlačnečvrstoćebetona.Dodatkom2,5%čeličnihvlakanapovećanaje tlačna čvrstoća betona za 17% u odnosu na referentnumješavinu.

- Hibridna vlakna negativno utječu na tlačnu čvrstoćumikroarmiranog betona. U odnosu na referentnu mješavinu,povećanjem udjela polipropilenskih vlakana smanjuje se tlačnačvrstoća betona, od 3% do 21%. U odnosu na mješavinu S 2,5kojaimanajvećučvrstoćuikojasadržisamojednuvrstuvlakana,smanjenjetlačnečvrstoćeredomiznosi20%,22%i41%.

- Izmeđugustoćeitlačnečvrstoćebetonapostojičvrstakorelacija.Povećanjemgustoćebetonatlačnačvrstoćaraste.

- Korištenje samo jedne vrste vlakana ili kombinacija dvije vrstevlakanapozitivnoutječunapovećanjevlačnečvrstoćesavijanjem.


U odnosu na referentni beton,mješavine s vlaknima imaju većuvlačnu čvrstoću savijanjem. Dodatkom 2,5% čeličnih vlakanapovećana jevlačnačvrstoćabetonasavijanjemza46%uodnosuna referentnu mješavinu. Dodavanjem hibridnih vlakana svolumnim udjelom od 0,1% polipropilenskih vlakana postižese najveća vlačna čvrstoća savijanjem, 63% veća u odnosu nareferentnumješavinu,odnosno12%većauodnosunamješavinusa samo jednom vrstom vlakana. Međutim, svako daljnjepovećanje udjela polipropilenskih vlakana smanjuje vlačnučvrstoćusavijanjemhibridnogbetona.

- Potrebnajedaljnjaanalizarezultataeksperimentalnihispitivanjadobivenih u obliku dijagrama sila-pomak kako bi se dobila širaslikaomehaničkimsvojstvimabetonamikroarmiranoghibridnimvlaknima.

- Na temelju ovog istraživanja je zaključeno da hibridna vlakanapoboljšavajunekaosnovnamehaničkasvojstvakaošto jevlačnačvrstoća betona savijanjem, ali pokazuju negativan utjecaj natlačnu čvrstoću betona. Prema tome, da bi se postigla željenapoboljšanjaodgovarajućihsvojstavaočvrsnuloghibridnogbetonatreba izabrati odgovarajuću vrstu vlakana i optimalni volumniudiohibridnihvlakana.

Zahvala. Ovaj je članak rezultat rada u okviru projekta Razvoj istraživačke infrastrukture na Kampusu Sveučilišta u Rijeci (RC.2.2.06-0001) koji je financiran iz Europskog fonda za regionalni razvoj (EFRR) i Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta RH. Veliko hvala sljedećim tvrtkama na donaciji materijala: Holcim (Hrvatska) d.o.o., Sika d.o.o., BASF Croatia d.o.o. te DULY d.o.o.

Literatura[1] Šahinagić-Isović,M.Posebnevrstebetona:mikroarmiranibeton.Univerzitet

“DžemalBijedić”uMostaru.Građevinskifakultet.Mostar,2015.[2] Narayanan S., Muniasamy G., Kumar P.S., Ragul, K.A., Selvam, M. Past

Investigations on Mechanical and Durability Properties of Hybrid FiberReinforced Concrete. International Journal of Civil Engineering andTechnology(2019)10(3),1-10.

[3] TamilSelvi,M.,Thandavamoorthy,T.S.MechanicalandDurabilityPropertiesofSteelandPolypropyleneFiberReinfrcedConcrete.InternationalJournalofEarthandScinecesandEngineering,2014,696-703.

[4] Kanagavel,R., Kalidass, A. Mehanička svojstva hibridnog mikroarmiranogbetonasmiješanimcementom.Građevinar69(2017)1,1-10.


[5] Ušić,I.Prodorkloridakrozmikroarmiranibetonvisokečvrstoće.Diplomskirad.Građevinskifakultet,SveučilišteuRijeci,Rijeka,2017.

[6] HRNEN12350-6:2009.Ispitivanjesvježegbetona-6.dio:Gustoća,Hrvatskizavodzanorme,2009.

[7] HRN EN 12350-5:2009. Ispitivanje svježega betona - 5. dio: Ispitivanjerasprostiranjem,Hrvatskizavodzanorme,2009.

[8] HRNEN12390-7:2009.Ispitivanjeočvrslogbetona-7.dio:Gustoćaočvrslogbetona,Hrvatskizavodzanorme,2009.

[9] HRNEN12390-3:2009.Ispitivanjeočvrslogbetona-3.dio:Tlačnačvrstoćaispitnihuzoraka,Hrvatskizavodzanorme,2009.

[10] ASTMC1609/C1609M-12. StandardTestMethod for Flexural PerformanceofFiber-ReinforcedConcrete(UsingBeamWithThird-PointLoading),2012.

[11] HRN EN 14651: Ispitna metoda za beton ojačan metalnim vlaknima –Mjerenje savojne čvrstoće (granica proporcionalnosti (LOP), iznos ostatka,Hrvatskizavodzanorme,2008.

[12] Bošnjak,J.,Sharma,A.,Grauf,K.MechanicalPropertiesofConcretewithSteeland Polypropylene Fibers at Elevated Temperatures. Fibers 2019, 7(2), 9;1-13,https://doi.org/10.3390/fib7020009

the effect of hybrid fibers on mechanical …

Documents