DE2042881C2

DE2042881C2 - Fiber material, use of the fiber material as reinforcement and two-phase material

Info

Publication number: DE2042881C2
Application number: DE2042881A
Authority: DE
Inventors: Joris Kortrik Moens
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1969-09-12
Filing date: 1970-08-28
Publication date: 1982-04-29
Also published as: DE2042881A1; ZA706238B; FR2061681A1; NL6913898A; CA926146A; DK138552B; LU61673A1; NO136501B; GB1328568A; FR2061681B1; NO137245C; NO136501C; ES383596A1; SE418310B; BE756089A; NL160628B; CH525756A; NO137245B; NL160628C; SU409432A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Fasermateriai zum Untermischen in einen weichen, anschließend zu härtenden Werkstoff, bestehend aus im wesentlichen länglichen, geradlinigen Faserelementen, welche ein Länge- zu Durchmesserverhältnis größer als 50 haben.The invention relates to a fiber material for Mixing in a soft material to be hardened afterwards, consisting essentially of elongated, straight fiber elements, which have a length to diameter ratio greater than 50.

Bei einem aus der US-PS 34 29 094 bekannten Fasermaterial dieser Art haben die geraden Faserelemente ein Länge- zu Durchmesserverhältnis zwischen 67 und 118. Das sich nach dem Untermischen dieses Fasermaterials in Beton ergebende Zweiphasenmaterial hat völlig neue Eigenschaften, darunter eine mehr als doppelt so große Zugfestigkeit im Vergleich zu herkömmlich armiertem Beton mit gleichem Stahlvolumenanteil (Spalte 4, Zeilen 19 bis 21 und Spalte 14, Zeilen 60 bis 66). Diese drastische Erhöhung der Zugfestigkeit wird dem sehr hohen Länge- zu Durchmesserverhältnis zugeschrieben, da die Bindung des dementsprechend in feine Drähte aufgeteilten Armierungsmaterials an den Beton aufgrund der Vergrößerung der Faseroberfläche wesentlich verbessert ist.In a fiber material of this type known from US Pat. No. 3,429,094, the straight fiber elements have a length to diameter ratio between 67 and 118. That becomes after mixing this The two-phase material resulting from fiber material in concrete has completely new properties, including one more than twice as high tensile strength compared to conventionally reinforced concrete with the same volume of steel (Column 4, lines 19 to 21 and column 14, lines 60 to 66). This dramatic increase in Tensile strength is attributed to the very high length to diameter ratio, as the bond the reinforcement material, which is accordingly divided into fine wires, to the concrete due to the Enlargement of the fiber surface is significantly improved.

Eine Abweichung von der geradlinigen Faserform wird in der US-PS 34 29 094 abgelehnt, und zwar insbesondere deshalb, weil nur bei geraden Drahtelementen ein für die Erzielung der gewünschten Materialeigenschaften wesentlicher kritischer maximaler Abstand zwischen den Drahtelementen unterschritten werden kann (Spalte 3, Zeile 37 bis 41, Spalte 3, Zeile 70 bis Spalte 4, Zeile 5 sowie Spalte 4, Zeilen 51 bis 59). Beim Unterm;^hen des aus der US-PS 34 29 094 bekannten Fasermaterials tritt jedoch das unerwartete Problem auf, daß selbst diese geraden Faserelemente dazu neigen zusammenzuballen (Spalte 2, Zeile 74 bis Spalte 3, Zeile 5). Derartige Zusammenballungen müssen vermieden werden, da sie die Festigkeit des Zweiphasenmaterials stark verringern.A deviation from the rectilinear fiber shape is rejected in US-PS 34 29 094, namely especially because only with straight wire elements one for achieving the desired Material properties significant critical maximum distance between the wire elements fallen below can be (column 3, lines 37 to 41, column 3, line 70 to column 4, line 5 and column 4, lines 51 to 59). However, when the fiber material known from US Pat. No. 3,429,094 is undermined, the unexpected occurs There is a problem that even these straight fiber elements tend to clump together (column 2, lines 74 to Column 3, line 5). Such agglomerations must be avoided as they reduce the strength of the Greatly reduce the two-phase material.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fasermaterial eingangs genannter Art bereitzustellen, daß sich bei gegebener Festigkeit und gegebenem Stahlanteil des Zweiphasenmaterials besser in den zu härtenden Werkstoff untermischen läßtIn contrast, it is the object of the invention to provide a fiber material of the type mentioned at the beginning, that with a given strength and given steel content of the two-phase material better in the to mix in hardening material

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an ein im wesentlichen geradliniges Mittelstück beidendig, von der Achse des Mittelstücks weggebogene Endstücke von solcher Form anschließen, die eine stabile Verkettung der Endstücke benachbarter Faserelemente verhindert, wobei die Länge des Mittelstücks mindestens gleich der Summe der Längen der Endstücke und die Länge der Endstücke mindestens gleich dem Fünffachen des Faserdurchmessers ist.This object is achieved in that at both ends of a substantially straight center piece the axis of the central piece connected end pieces bent away from such a shape that a stable Chaining of the end pieces of adjacent fiber elements prevented, the length of the middle piece at least equal to the sum of the lengths of the end pieces and the length of the end pieces at least equal to that Is five times the fiber diameter.

Die von der Achse des Mittelstücks weggebogenen Endstücke der Lauge von mindestens dem Fünffachen des Faserdurchmessers führen zu einer wirksamen Verankerung des Faserelements im Werkstoff. Auf grund des im wesentlichen geradlinigen Mittelstücks einer Länge von mindestens gleich der Summe der Längen der Endstücke erhält man ein Faserelement mit großer effektiver Länge. Die wirksame Verankerung sowie die große effektive Länge der Einzelelemente führt dazu, daß die Festigkeit des Zweiphasenmaterials bei vorgegebenem Länge- zu Durchmesserverhältnis und vorgegebenem Stahlanteil im Vergleich zu dem aus der US-PS 34 29 094 bekannten Zweiphasenmaterials wesentlich verbessert ist Die erwartete drastische Verschlechterung der Mischbarkeit aufgrund der abgebogenen Endstücke tritt jedoch nicht auf, da die Endstücke eine solche Form aufweisen, die eine stabile Verkettung def Endstücke benachbarter Faserelemente verhindert, kommt es nicht auf erhöhte Festigkeit an, so kann man aufgrund der verbesserten Bewährungseffek' tivität Fasermaterial mit entsprechend VerringertemThe end pieces of the liquor bent away from the axis of the center piece by at least five times of the fiber diameter lead to an effective anchoring of the fiber element in the material. on due to the substantially rectilinear middle section of a length at least equal to the sum of the Lengths of the end pieces result in a fiber element with a large effective length. The effective anchorage as well as the great effective length of the individual elements results in the strength of the two-phase material for a given length to diameter ratio and a given proportion of steel compared to that from the US-PS 34 29 094 known two-phase material is significantly improved The expected drastic However, there is no deterioration in the miscibility due to the bent end pieces, since the End pieces have such a shape that a stable linkage def end pieces of adjacent fiber elements prevented, it does not depend on increased strength, so one can, due to the improved probation effect, tivity fiber material with correspondingly reduced

Länge- zu Durchmesserverhältnis einsetzen; derartiges Fasermaterial ist vergleichsweise besser mischbar, da die Mischbarkeit mit schrumpfenden Länge- zu Durchmesserverhältnis stark ansteigtInsert length to diameter ratio; such fiber material is comparatively better miscible because the miscibility increases sharply with a shrinking length to diameter ratio

Aus der JP-PS 1 38 001 sind in Beton untermischbare Faserelemente gezeigt, deren Länge- zu Durchmesserverhältnis zwar nicht ausdrücklich angegeben ist, jedoch weit unter 50 liegen muß, da der Anteil des bekannten Fasermaterials im Beton zwischen ein Drittel und ein Fünftel liegt, bei einem Länge- zu Durchmesserverhältnis von 50 jedoch maximal 4% betragen kann. Das Problem der Mischbarkeit tritt bei diesem bekannten Fasermaterial nicht auf; dementsprechend ist auch in der JP-PS 1 38 001 ausgeführt, daß die Faserelemente in jede beliebige Form gebogen werden können. Auch ist !5 die in Fig. 2 gezeigte Drahtform im Sinne der Erfindung ungeeignet, da es hierbei zu einem Verhaken benachbarter Faserelemente kommen kann.JP-PS 1 38 001 shows fiber elements that can be mixed into concrete, their length to diameter ratio is not expressly stated, but must be well below 50, since the proportion of the known Fiber material in concrete is between a third and a fifth, with a length to diameter ratio of 50, however, can be a maximum of 4%. The problem of miscibility occurs with this known Fiber material not on; accordingly it is also stated in JP-PS 1 38 001 that the fiber elements in any shape can be bent. Also is! 5 the wire shape shown in Fig. 2 is unsuitable for the purposes of the invention, since this leads to a hooking of neighboring Fiber elements can come.

Aus der GB-PS 2 52 975 aus dem Jahre 1925 ist ein Fasermaterial aus Drahtelementen zum Untermischen in Beton bekannt, welches ebenfalls ein Länge- zu Durchmesserverhältnis von weniger als 50 !*aben muß, da man erst ab etwa 1960 begann, Fasermaterial mit einem Länge- zu Durchmesserverhältnis grölier als 50 in Beton unterzumischen. Dementsprechend bestand auch nicht das Problem der Mischbarkeit. In der GB-PS 2 52 975 ist angegeben, daß die Drahtelemente in vielen Formen hergestellt werden können und von Hand oder mechanisch in jeder beliebigen gebräuchlichen Weise, uniergemischt werden können (Seite 1, Zeilen 31 bis 36 und Zeile 82 bis 86). Von den in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Drahtelementen entspricht keines der Erfin dung.From GB-PS 2 52 975 from 1925 a fiber material made of wire elements is to be mixed in known in concrete, which must also have a length to diameter ratio of less than 50! *, as it wasn't until around 1960 that fiber material with a length to diameter ratio larger than 50 in Mix in concrete. Accordingly, there was no problem of miscibility either. In the GB PS 2,529,975 states that the wire elements can be made in many shapes and be made by hand or can be mechanically mixed in any conventional manner (page 1, lines 31 to 36 and lines 82 to 86). None of the wire elements shown in FIGS. 1 to 6 corresponds to the invention manure.

In der US-PS 26 77 955 sind zwar Faserelemenie aus Draht mit einem Länge- zu Durchmesserverhältnis )5 zwischen 100 und 300 beschrieben, diese Faserelemente sind jedoch nicht zum Untermischen in Beton bestimmt, sondern werden zuerst gleichmäßig auf dem Boden einer leeren Gießform verteilt unter Bildung einer ineinander verketteten, matratzenähnlichen Anordnung. Erst anschließend wird der Beton eingegossen. Ein Untermischen von Faserelementen in den weichen anschließend zu härtenden Werkstoff findet demnach nicht statt. Auch sind sämtliche die in den Figuren dargestellten Drahtelemente von der Erfindung abweichend schraubenlinienförmig gebogen.In US-PS 26 77 955 fiber elements are from Wire with a length to diameter ratio) 5 between 100 and 300 described these fiber elements However, they are not intended to be mixed into concrete, but are first applied evenly on the floor an empty casting mold to form an interlinked, mattress-like arrangement. Only then is the concrete poured in. Mixing in of fiber elements in the soft The material to be subsequently hardened therefore does not take place. Also are all those in the figures shown wire elements of the invention differently bent helically.

Um bei Faserelementen mit geraden abgebogenen Endstücken ein Ineinanderhaken benachbarter Faserelemente auszuschließen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mindestens eines der Endstücke derart gebogen ist, daß von den der Reihe nach in sämtlichen Punkten dieses Endstückes senkrecht zur Endstückmittellinie errichteten Ebenen keine das andere Endstück schneidet.In order to allow adjacent fiber elements to hook into one another in the case of fiber elements with straight, bent end pieces exclude, it is proposed according to the invention that at least one of the end pieces such is bent that of the one after the other in all points of this end piece perpendicular to the end piece center line built planes do not cut the other end piece.

Um eine gute Verankerung der Faserelemente im Werkstoff und gleichzeitig eine große effektive Länge zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß das über die Länge eines Endstückes genommene Integral des Absolutwertes der Krümmung dieses Endstückes größer als 60° ist. Das Mittelstück gilt als im wesentlichen geradlinig, *enn das Integral des Absolutwertes der Krümmung ober die Länge des Mittelstücks kleiner als 45° ist.A good anchorage of the fiber elements in the material and at the same time a large effective length To obtain, it is proposed that the integral of the absolute value taken over the length of an end piece the curvature of this end piece is greater than 60 °. The middle piece is considered to be essentially straight, * if the integral of the absolute value of the curvature over the length of the middle section is less than 45 °.

In einer bevorzugten Ausführungsförm umfaßt eines der Endstücke zwei gerade Teilstücke, wobei das an das Mittelstück anschließende erste Teilstück Von der Achse des Mittelstücks und das an das erste Teilstück anschließende zweite Teilstück von der Achse des ersten Teilstücks jeweils um mindestens 45° weggebo· gen sind. Durch Variation des Biegewinkels sowie der Längen kann man die Festigkeitseigenschaften des sich ergebenden Zweiphasenmaterials fein abgestuft variieren. In a preferred embodiment, one of the end pieces comprises two straight sections, the one attached to the Middle section subsequent first section From the axis of the middle section and the second section adjoining the first section from the axis of the first section bent away by at least 45 ° genes are. By varying the bending angle as well as the lengths you can change the strength properties of the the resulting two-phase material can be finely graduated.

Die Zugfestigkeit sowie die aufzuwendende Bruchenergie ist besonders hoch, wenn der Krümmungsradius der Abbiegungen kleiner ist als der Faserdurchmesser.The tensile strength and the breaking energy to be expended is particularly high if the radius of curvature the bends is smaller than the fiber diameter.

Die Faserelemente können aus Stahldraht bestehen.The fiber elements can consist of steel wire.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Faserniaterials als Armierung in einem Zweiphasenmaterial mit einer zunächst weichen und anschließend zu härtenden Masse, die aus Mörtel oder Beton bestehen kann.The invention also relates to the use of the fiber material as reinforcement in a two-phase material with an initially soft and then hardened mass consisting of mortar or concrete can.

Ferner wird ein Zweiphasenmaterial vorgeschlagen, bei dem der mittlere Abstand zwischen den Massenzentren der gleichmäßig verteilten und willkürlich orientierten erfindungsgemäßen Faserelemente kleiner ist als der vierte Teil der Länge jedes Faserelements. Die Festigkeit des Zweiphasenmaterials ist besonders hoch, da ein wandernder Riß bereits nach kurzer Laufstrecke auf ein Faserelement trifft, welche ein Weiterwandern zumindest erschwertFurthermore, a two-phase material is proposed in which the mean distance between the centers of mass of the evenly distributed and randomly oriented fiber elements according to the invention is smaller than the fourth part of the length of each fiber element. The strength of the two-phase material is particularly high, because a migrating crack meets a fiber element after a short walking distance, which causes further migration at least made more difficult

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispiele" erläutert Es zeigtThe invention is explained below with reference to the drawing of several exemplary embodiments It shows

Fi₆-I eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Faserelementes mit vollständig umgebogenen Endstücken,Fi ₆ -I a first embodiment of a fiber element according to the invention with completely bent end pieces,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserelementes mit geraden Endstücken.Fig. 2 shows a second embodiment of the invention Fiber element with straight end pieces.

F i g. 3 ein Verfahren zur Herstellung von Faserelementen gemäß F i g. 2,F i g. 3 shows a method for producing fiber elements according to FIG. 2,

Fig.4 ein Faserelement, bei dem ein Merkmal der Erfindung nicht erfüllt ist.4 shows a fiber element in which a feature of Invention is not fulfilled.

F i g. 5 eine Abwandlung des Faserelements nach F i g. 4 als dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Faserelements.F i g. 5 shows a modification of the fiber element according to FIG. 4 as a third embodiment of the invention Fiber element.

In dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedes Endstück 1 des Faserelementes 2 zu einem geschlossenen Kreis umgebogen. Diese Form erlaubt nidit, daß benachbarte Faserelemente ineinanderhaken. Das Faserelement 2 ist jedoch schwierig herzustellen. Einfacher läßt sich das in F i g. 2 gezeigte Faserelement 3 mit geraden Endstücken 4 herstellen, nämlich, z. B. dadurch, daß ein gerader Draht 5 zwischen zwei Zahnrädern 6 spezieller Form zu einer Dreieckswellenform 7 verformt und danach in kurze Drahtstücke 8 zerschnitten wird, wie in F i g. 3 dargestellt. Bei diesen Drahtelementen 8 können die in entgegengesetzten Richtungen abstehenden Enden nicht ineinanderhaken, sofern die Biegungswinkel β (siehe F i g. 2) nicht stumpfe Winkel sind. Um bei Fascrelementen mit geraden Endstücken ein Ineinanderhaken benachbarter Faserolenieirte zu verhindern, muß die Bedingung erfüllt sein, daß mindestens eines der Endstücke derart gebogen ist, daß von den der Reihe nach in sämtlichen Punkten dieses Endstückes senkrecht zur Endstückmittellinie errichteten Ebenen keine das andere Endstück schneidet. In diesem Fa" können die Drahtelemente sich nicht mit den Enden aneinanderhängen, weil es keine Gleichgewichtslage gibt. Bei dem Faserelement gemäß Fig,4 ist diese Bedingung nicht erfüllt, jedoch bei dem Faserelement gemäß Fig,6, da in letzterem Fall die Biegewinkel β spitz sind.In the one shown in FIG. 1, each end piece 1 of the fiber element 2 is bent over to form a closed circle. This shape does not allow adjacent fiber elements to hook into one another. However, the fiber element 2 is difficult to manufacture. This can be seen more simply in FIG. 2 produce fiber element 3 shown with straight end pieces 4, namely, for. B. in that a straight wire 5 is deformed between two gears 6 of a special shape to a triangular wave shape 7 and then cut into short pieces of wire 8, as shown in FIG. 3 shown. In the case of these wire elements 8, the ends protruding in opposite directions cannot hook into one another, provided the bending angles β (see FIG. 2) are not obtuse angles. In order to prevent adjacent fiber elements from hooking into one another in the case of fiber elements with straight end pieces, the condition must be met that at least one of the end pieces is bent in such a way that none of the planes established in succession at all points of this end piece perpendicular to the end piece center line intersects the other end piece. In this case, the ends of the wire elements cannot hang together because there is no equilibrium position. This condition is not met with the fiber element according to FIG. 4, but with the fiber element according to FIG. 6, since in the latter case the bending angle β is acute are.

Vorzugsweise niird dps Faserelement von einem Drahtelement aus Stahldraht gebildet, der gemäß F i g. 2 umgebogen ist In diesem Fall ist eine Biegung von 90° möglich, und man erhält eine bessere Verankerung derPreferably, the fiber element is niird from one Wire element formed from steel wire, which according to FIG. 2 is bent in this case is a bend of 90 ° possible, and you get better anchoring of the

Endstücke des Drahtelements. Für diese Drahtelemente mit geraden Endstücken wurden einige Versuche durchgeführt, um den Einfluß der Länge L der Endstücke, des Biegungswinkels β und des Krümmungs* radius R auf den Bindungseffekt im Material zu untersuchen. Für jeden Test wurden fünf Drahtelemente auf halber Länge in einen ungesättigten Polyester· Kunststoff eingebettet, der danach bei Raumtemperatur erhärtete. Die Drahtelemente bestanden aus blankem Stahldraht mit Durchmesser c/=0,35rrim; der gerade Mittelteil wurde rechtwinkelig auf einer Länge von 15 mm in den Polyester^Kunststoff eingetaucht. Die zum Herausziehen der Drahtelemente nötige Ausziehkraft wurde bei fünf Drahtelementen gemessen und ein Ausziehkraft-Miltelwert berechnet. Die Ergebnisse sind nachstehend tabellarisch zusammengefaßt, wobei β der Biegungswinkel ist, um den das gerade Endstück aus seiner gestreckten Lage vor der Umbiegung abgebogen wurde. L/d ist das Verhältnis der Länge L des geraden Endstückes zum Drahtdurchmesser d; R/d ist das Verhältnis des Krümmungsradius R der Biegung zum Durchmesser d. Die Tabellenwerte für die Ausziehkraft sind in Einheiten von 9,81 Nf= 1 kp) angegeben.End pieces of the wire element. For these wire elements with straight end pieces, a few tests were carried out in order to investigate the influence of the length L of the end pieces, the bending angle β and the radius of curvature R on the binding effect in the material. For each test, five wire elements were embedded halfway in an unsaturated polyester plastic, which then hardened at room temperature. The wire elements consisted of bare steel wire with a diameter of c / = 0.35rrim; the straight middle part was immersed in the polyester plastic over a length of 15 mm at right angles. The pull-out force required to pull out the wire elements was measured for five wire elements, and an average pull-out force value was calculated. The results are summarized in the following table, where β is the bending angle by which the straight end piece was bent from its stretched position before bending. L / d is the ratio of the length L of the straight end piece to the wire diameter d; R / d is the ratio of the radius of curvature R of the bend to the diameter d. The table values for the pull-out force are given in units of 9.81 Nf = 1 kp).

Table 1

Ausziehkraft bei veränderlichem /1 und l./d und konstantem R = 0,5 el Extraction force with variable / 1 and l./d and constant R = 0.5 el

/i/ i 'Γ'Γ II. 4'·4 ' V,V, 44th xo··xo ·· L '</- 4.3 L '</ - 4.3 44th ¹¹J ¹¹ y 1010 .2.2 11,411.4 1010 44th II. Ί '.Ί '. 1010 .7.7 11,911.9 14 314 3 44th 7 5!7 5! 1010 12,912.9 labeil- 2labeil- 2 iiri'l;iiri'l; Aus/iehlrafi h-iAus / iehlrafi h-i rlichemreal IM mnIM mn Λ/W und knn-Λ / W and knn- stantem /; W- stantem /; W- ICilICil 10.410.4 OSOS II. 22 1, 'd 4,3 1, 'd 4.3 10.210.2 8,28.2 7,37.3 1010 10,710.7 88th 7,37.3 14.314.3 8,68.6 7,77.7

Table 3

Ausziehenergie bei veränderlichem β und L/d und kon-Pull-out energy with variable β and L / d and con-

stantem Rstantem R /? = 45°/? = 45 ° 60°60 ° 80°80 ° 9.5
24,4
32,69.5
24.4
32.6 12.5
29,6
44,912.5
29.6
44.9 13,7
36,8
53,013.7
36.8
53.0 L/d = 4,3
10
14,3 L / d = 4.3
10
14.3

Aus diesen Ergebnissen kann man schließen, daß der Schärfe des Winkels große Bedeutung zukommt und daß die Länge L des geraden Endstückes nur wenig Einfluß auf die Bruchfestigkeit des Materials hat. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Gesamtenergie zum Herausziehen -Jes Drahtelementes annähernd proportional dieser Länge L ist Dies geht aus Tabelle 3 hervor, in der die Energie in 9,81 ■ 10-³J (=lkp-mm) angegeben istFrom these results it can be concluded that the sharpness of the angle is of great importance and that the length L of the straight end piece has little influence on the breaking strength of the material. It has been found, however, that the total energy is approximately proportional to pull -Jes wire element of this length L This is apparent from Table 3, in the given energy in 9.81 ■ 10- ³ J (= lkp-mm)

let war, herausgezogen werden muß. Jedes Stück des geraden Drahtendes muß dabei die Krümmung in diesem Tunnel durchlaufen und wird dabei gebogen, um dann wieder in dem geraden Teil des Tunnels gestreckl zu werden. Die gesamte Länge L des gerader Endstückes wird diesem Biegevorgang Unterzogen, was eine konstante Ziehkraft erforderlich macht, solange das Endstück nicht vollständig die Krümmung des Tunnels passiert hat. Daraus erklärt sich, daß die gesamte Aüsziehenergie proportional iü L ist.let was to be pulled out. Each piece of the straight wire end has to go through the curve in this tunnel and is bent in the process, in order to then be stretched again in the straight part of the tunnel. The entire length L of the straight end piece is subjected to this bending process, which requires a constant pulling force as long as the end piece has not completely passed the curve of the tunnel. This explains why the total pull-out energy is proportional to iü L.

Zweiphasenmaterialien mit Faserelementen, bei denen jeweils eine große Ausziehenergie aufzuwenden ist erfordern daher große Energie zum Brechen. Der erste Riß kann bei einer bestimmten Belastung erfolgen, abei dann ist eine weitere Kraft notwendig, um die Deformation bis zu einem vollständigen Bruch fortzusetzen. Dies ist für Materialien bedeutsam, die hohe Stoßfestigkeit aufweisen sollen, beispielsweise Beton füi Bunker, oder für Materialien, bei denen vor den· Brechen eine Art vom plastischem Fheöen stattfindet· soll.Two-phase materials with fiber elements, each of which requires a large amount of extraction energy therefore require great energy to break. The first crack can occur at a certain load, abei then another force is required to continue the deformation until it ruptures completely. This is important for materials that are to have high impact resistance, such as concrete for example Bunkers, or for materials in which a kind of plastic fheöen takes place before breaking target.

Auf jeden Fall läßt sich das Ausmaß des plastischer Fließens durch die Länge L und die Ausziehkraft durcl den Winkel β und den Krümmungsradius R steuern. Aul diese Weise kann man die Kurvenform für die Abhängigkeit der Materialdehnung von der Zugkraft abwandeln.In any case, the extent of the plastic flow can be controlled by the length L and the pull-out force by the angle β and the radius of curvature R. In this way one can modify the curve shape for the dependence of the material elongation on the tensile force.

Es ist auch möglich, Drahtendstücke mit mehr ah einer scharfen Biegung zu verwenden. Diese Endstücke können aus mindestens zwei geraden Teilen bestehen die von dem angrenzenden geraden Teil jeweils durch eine Biegung von mindestens 45° getrennt sind. Diese Kombination von zwei Biegungen mit Biegungswinkel β und zwei Längen L bietet eine zusätzliche Möglichkeit die Kurvenform für die Abhängigkeit der Dehnung vor der Zugkraft zu variieren. Dabei bleibt aber die Bedingung bestehen, daß die Drahtelemente sich nichl ineinanderhaken dürfen. Dies bedeutet, daß mindestens eines der Endstücke derart gebogen ist, daß von den der Reihe nach in sämtlichen Punkten dieses Endstückes senkrecht zur Endstückmittellinie errichteten Ebenen keine das andere Endstück schneidetIt is also possible to use wire end pieces with more than one sharp bend. These end pieces can consist of at least two straight parts which are separated from the adjacent straight part by a bend of at least 45 °. This combination of two bends with a bend angle β and two lengths L offers an additional possibility to vary the curve shape for the dependence of the elongation before the tensile force. However, the condition remains that the wire elements are not allowed to hook into one another. This means that at least one of the end pieces is bent in such a way that none of the planes established in succession at all points of this end piece perpendicular to the end piece center line intersects the other end piece

Es hat sich gezeigt, daß mit den erfindungsgemäßen Drahtelementen eine gute Mischbarkeit erzielt wird. Bei einem Länge- zu Durchmesser-Verhältnis l/d im bevorzugten Bereich von 50 bis 200 lassen sich die Drahtelemente in einer Konzentration mischen, bei der der mittlere Abstand D zwischen den Massenzentren benachbarter Elemente weniger als den vierten Teil derIt has been shown that good miscibility is achieved with the wire elements according to the invention. With a length to diameter ratio l / d in the preferred range of 50 to 200, the wire elements can be mixed in a concentration at which the mean distance D between the centers of mass of adjacent elements is less than the fourth part of the

Länge /jedes Elementes beträgt (d.h. D <-^)· Unter dem mittleren Abstand D versteht man:Length / of each element is (i.e. D <- ^) The mean distance D is understood to mean:

Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, daß das Drahtelement durch den »Tunnel«, in dem es eingebetworin V das Gesamtvolumen des Materials und N die Anzahl der Drahtelemente bedeutet Bei einem Länge-Durchmesser-Verhältnis l/d von 100 ergibt sichThis can be explained by the fact that the wire member by the "tunnel" in which it represents the number of the wire elements eingebetworin V the total volume of the material and n of a length to diameter ratio l / d of 100 results

unter Berücksichtigung von D < -j- ein prozentualertaking into account D < -j- a percentage

Volumenanteil des Drahts von mindestens 0,5%.Volume fraction of the wire of at least 0.5%.

Anstelle der dargestellten Faserelemente aus DrahtInstead of the shown fiber elements made of wire

6$ können auch Faserelemente aus anderen Materialien und/oder mit anderen Faserformen entsprechend der jeweils vorgesehenen Verwendungsart und der jeweils verwendeten Grundmasse (z. B. Kunstharz, plastischer6 $ can also include fiber elements made from other materials and / or with other fiber shapes according to the intended use and the respective used base material (e.g. synthetic resin, plastic

Kunststoff, Gummi, Mörtel, Beton) in der jeweils zweckmäßigen Konzentration eingesetzt werden. Bei' spielsweise können Faserelemente der angegebenen Form aus Glasfasern hergeslelll werden, die mit einem Überzug aus hartem Kunststoff Versehen sind.Plastic, rubber, mortar, concrete) can be used in the appropriate concentration. At' For example, fiber elements of the specified shape can be produced from glass fibers, which with a Cover made of hard plastic by mistake.

Hierzu t Blatt ZeichnungenFor this t sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Fiber material for mixing into a soft material to be subsequently härtnden, consisting of essentially elongated, straight fiber elements which have a length to diameter ratio (Ud) greater than 50, characterized in that a substantially straight center piece (2, 3, 9) at both ends, end pieces (I ₁ 4, 10) bent away from the axis of the central piece and of a shape that prevents a stable linkage of the end pieces (I ₁ 4, 10) of adjacent fiber elements, the length (J-2L) of the middle piece iä (2,3,9) at least equal to the sum of the lengths (L) of the end pieces (I ₁ 4, 10) and the length (L) of the end pieces (1, 4, 10) at least equal to five times the fiber diameter ( d) 'isL

2. Fasf material according to claim 1, characterized characterized in that at least one of the end pieces (4,10) is bent in such a way that of the series according to planes established perpendicular to the center line of the end piece in all points of this end piece (4, 10) none of the other end piece (4,10) intersects

3. Fiber material according to claim 1 or 2, characterized in that the integral of the absolute value of the curvature of this end piece (1, 4,10) taken over the length (L) of an end piece (1, 4, 10) is greater than 60 °

4. fiber material according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the end pieces comprises two straight partial sinks, the adjoining the center piece first section of the axis of the middle piece u .d the second section adjoining the first section of the Axis of the first section are each bent away by at least 45 °.

5. Fiber material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radius of curvature (R) of the bends is smaller than the fiber diameter (d) .

6. Fiber material according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fiber elements (1, 2; 3.4; 9,10) are made of steel wire.

7. Use of the fiber material according to one of claims 1 to 6 as reinforcement in one Two-phase material with a mass that is initially soft and then to be hardened.

8. Use of the fiber material according to one of claims 1 to 7 as reinforcement in one Two-phase material in which the initially soft and then hardened mass of mortar or concrete.

9. Two-phase material according to claims 7 and 8, characterized in that the mean distance (D) between the centers of mass of the evenly distributed and arbitrarily oriented fiber elements (1,2; 3,4; 9,10) is smaller than the fourth part of the length (I) each fiber element is (1, 2; 3, 4j 9, 10) .