SK500102015A3 - Wire concrete with ultrahigh firmness - Google Patents

Wire concrete with ultrahigh firmness Download PDF

Info

Publication number
SK500102015A3
SK500102015A3 SK50010-2015A SK500102015A SK500102015A3 SK 500102015 A3 SK500102015 A3 SK 500102015A3 SK 500102015 A SK500102015 A SK 500102015A SK 500102015 A3 SK500102015 A3 SK 500102015A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
metal fibers
range
types
fractions
fibers
Prior art date
Application number
SK50010-2015A
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK288599B6 (en
Inventor
Josef Fládr
Jan Vodička
Alena Kohoutková
Iva Broukalová
Original Assignee
České Vysoké Učení Technické V Praze - Fakulta Stavební
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by České Vysoké Učení Technické V Praze - Fakulta Stavební filed Critical České Vysoké Učení Technické V Praze - Fakulta Stavební
Publication of SK500102015A3 publication Critical patent/SK500102015A3/en
Publication of SK288599B6 publication Critical patent/SK288599B6/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • C04B2201/52—High compression strength concretes, i.e. with a compression strength higher than about 55 N/mm2, e.g. reactive powder concrete [RPC]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Drátkobetón ultravysokých pevností s cementovou matricou obsahuje portlandský cement (CEM I podľa EN 197-1), čadičové kamenivo, dva typy kovových vlákien, prímesi a prísady. Množstvo prímesí v objeme je dané výsledkami skúšok medzerovitosti zmesi čadičového kameniva a kovových vlákien vykonaných podľa EN 1097-3. Prísady sú v množstve potrebnom na dosiahnutie požadovanej spracovateľnosti podľa EN 12350-5 a EN 206-1 požadovanej pre konkrétnu aplikáciu. V cementovej matrici je 600 až 1000 kg/m3 portlandského cementu, čadičové kamenivo je zložené z troch frakcií, a to z frakcií 0 - 4, 4 - 8 a 8 - 16, ktorých celková hmotnostná dávka je v rozmedzí 1500 až 2000 kg/m3. Pomer týchto frakcií je určený na základe granulometrie a mineralogického zloženia konkrétneho zdroja čadičového kameniva. Vodný súčiniteľ je v rozmedzí 0,16 až 0,25. Kovové vlákna sú tvorené dvoma typmi vlákien rovnomerne rozptýlenými v objeme stvrdnutého drátkobetónu. Prvý typ kovových vlákien má obdĺžnikový prierez šírky v rozmedzí 0,2 až 0,5 mm, s výškou v rozmedzí 1,5 až 2,0 mm a dĺžku v rozmedzí 25 až 35 mm s ťahovou pevnosťou 350 až 450 MPa. Druhý typ kovových vlákien má kruhový prierez s priemerom v rozmedzí 0,08 - 0,12 mm, ich dĺžka je v rozmedzí 8 až 15 mm a ich ťahová pevnosť je väčšia než 2000 MPa. Súčtová hmotnosť oboch typov kovových vlákien leží v rozmedzí 100 až 280 kg/m3.Ultra High Strength Cement Matrix Wire Concrete contains Portland cement (CEM I according to EN 197-1), basalt aggregate, two types of metal fibers, admixtures and additives. The amount of impurities in the volume is given by the results of the leakage tests of the mixture of basalt aggregate and metal fibers carried out according to EN 1097-3. The ingredients are required in order to achieve the desired processability according to EN 12350-5 and EN 206-1 required for the particular application. In the cement matrix, there are 600 to 1000 kg / m 3 of Portland cement, the basalt aggregate is composed of three fractions, from fractions 0 - 4, 4 - 8 and 8 - 16, the total weight of which is between 1500 and 2000 kg / m3 . The ratio of these fractions is determined by the granulometry and mineralogical composition of the particular source of basalt aggregate. The aqueous coefficient is between 0.16 and 0.25. The metal fibers are composed of two types of fibers evenly dispersed in the volume of the hardened wire concrete. The first type of metal fiber has a rectangular cross-sectional width in the range of 0.2 to 0.5 mm, with a height in the range of 1.5 to 2.0 mm and a length in the range of 25 to 35 mm with a tensile strength of 350 to 450 MPa. The second type of metal fiber has a circular cross-section with a diameter of between 0.08 and 0.12 mm, a length of between 8 and 15 mm and a tensile strength greater than 2000 MPa. The charge weight of the two types of metal fibers ranges from 100 to 280 kg / m3.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Predkladané riešenie týkajúce sa novej skladby drátkobetónu ultravysokých pevností spadá do oblasti kompozitných materiálov s cementovou matricou, u ktorých sa dosahuje ultravysokých charakteristických’pevností v tlaku, vyšších než 120 MPa.The present solution for a new ultra-high strength reinforced concrete composition falls within the field of cement matrix composite materials which achieve ultra-high compression strengths higher than 120 MPa.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Rozvoj drátkobetónových kompozitov s cementovou matricou vedie v súčasnosti k betónom označovaným ako HPC alebo UHPC, teda vysokohodnotné a ultravysokohodnotné betóny, ktoré sa vyznačujú predovšetkým vysokými priemernými pevnosťami v tlaku, a to okolo 200 MPa. Všetko je založené na dosiahnutí plnosti štruktúry kompozitu, čo sa dosahuje hmotnostnými dávkami cementu 600-1000 kg/m3, minimálnymi vodnými súčiniteľmi (0,16-0,25) a ďalej jedným typom drôtikov dĺžky 8-12 mm pri hmotnostnej dávke 100-300 kg/m3. K tomu je nevyhnutné použitie špeciálnych prísad a prímesi. Kamenivo, ako nevyhnutná zložka kompozitu, sa používa vo frakciách s veľkosťou maximálneho zrna 2 alebo 4 mm. Hlavnou nevýhodou tohto riešenia je výrazné sadnutie kovových drôtikov k spodnému povrchu vyrábaného prvku. K tomuto efektu dochádza z toho dôvodu, lebo oceľové vlákna sa nemôžu zachytiť za väčšie zrná kameniva 8 alebo 16 mm. Tým dochádza k výraznej nehomogenite materiálu a tým aj k zhoršeniu vlastností drátkobetónu.The development of reinforced concrete composites with a cement matrix currently leads to concretes referred to as HPC or UHPC, i.e. high and ultra high-grade concretes, which are characterized in particular by high average compressive strengths of about 200 MPa. Everything is based on achieving the full structure of the composite, which is achieved by cement cement doses of 600-1000 kg / m 3 , minimum water coefficients (0.16-0.25) and one type of wires of 8-12 mm length at 100- 300 kg / m 3 . The use of special additives and admixtures is essential for this. Aggregates, as an essential composite component, are used in fractions with a maximum grain size of 2 or 4 mm. The main disadvantage of this solution is the significant seating of the metal wires to the bottom surface of the produced element. This effect occurs because the steel fibers cannot be trapped by larger 8 or 16 mm aggregate grains. This leads to a significant inhomogeneity of the material and thus to the deterioration of the properties of the reinforced concrete.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vyššie uvedené nevýhody odstraňuje drátkobetón ultravysokých pevností s cementovou matricou, obsahujúci portlandský cement (CEM I podľa EN 197-1), čadičové kamenivo, dva typy kovových vlákien, prímesi a prísady.The above-mentioned disadvantages are eliminated by ultra-high strength reinforced concrete with a cement matrix, containing Portland cement (CEM I according to EN 197-1), basalt aggregates, two types of metal fibers, admixtures and additives.

Množstvo prímesi v objeme je dané výsledkami skúšok medzerovitosti zmesi čadičového kameniva a kovových vlákien vykonaných podľa EN 1097-3 a požadovanou spracovateľnosťou. Zložky zmesi musia súvisle vyplniť objem betónového prvku. Prísady sú pridávané v množstve potrebnom na dosiahnutie požadovanej spracovateľnosti, podľa reálnej aplikácie. Spracovateľnosť by mala byť určená podľa EN 12350-5 a EN 206-1. Podstatou nového riešenia je, že cementová matrica obsahuje 600 až 1000 kg/m3 portlandského cementu, čadičové kamenivo je zložené z troch frakcií, a to z frakcií 0-4, 4-8 a 8-16, vodný súčiniteľ je v rozmedzí 0,16 až 0,25 a v objeme stvrdnutého drátkobetónu sú rovnomerne rozptýlené dva typy kovových vlákien. Celková hmotnostná dávka frakcií čadičového kameniva je v rozmedzí 1500 až 2000 kg/m3 a pomer týchto frakcií je určený na základe granulometrie a mineralogického zloženia konkrétneho zdroja čadičového kameniva. Čo sa týka kovových vlákien, prvý typ kovových vlákien má obdĺžnikový prierez o šírke v rozmedzí 0,2 až 0,5 mm, o výške v rozmedzí 1,5 až 2,0 mm a ich dĺžka leží v rozmedzí 25 až 35 mm. Ťahová pevnosť prvého typu kovových vlákien je 350 až 450The amount of admixture in the volume is determined by the results of the tests of the voids content of the mixture of basalt aggregate and metal fibers carried out according to EN 1097-3 and the required workability. The components of the mixture must continuously fill the volume of the concrete element. The additives are added in an amount necessary to achieve the desired processability, depending on the actual application. Workability should be determined according to EN 12350-5 and EN 206-1. The essence of the new solution is that the cement matrix contains 600 to 1000 kg / m 3 of Portland cement, basalt aggregate is composed of three fractions, namely fractions 0-4, 4-8 and 8-16, the water coefficient is in the range of 0, 16 to 0.25 and two types of metal fibers are uniformly dispersed in the volume of hardened reinforced concrete. The total mass fraction of basalt aggregate fractions is in the range of 1500 to 2000 kg / m 3 and the ratio of these fractions is determined based on the granulometry and mineralogical composition of the particular basalt aggregate source. With regard to metal fibers, the first type of metal fibers has a rectangular cross-section with a width in the range of 0.2 to 0.5 mm, a height in the range of 1.5 to 2.0 mm and a length in the range of 25 to 35 mm. The tensile strength of the first type of metal fibers is 350 to 450

PCT/CZ2013/000161PCT / CZ2013 / 000161

MPa. Druhý typ kovových vlákien má kruhový prierez o priemere v rozmedzí 0,08 až 0,12 mm, ich dĺžka je v rozmedzí 8 až 15 mm a ich ťahová pevnosť je väčšia než 2000 MPa. Súčtová hmotnosť oboch typov kovových vlákien leží v rozmedzí 100 až 280 kg/m3.Bar. The second type of metal fibers has a circular cross-section with a diameter in the range of 0.08 to 0.12 mm, their length is in the range of 8 to 15 mm and their tensile strength is greater than 2000 MPa. The total weight of both types of metal fibers is between 100 and 280 kg / m 3 .

Zásluhou použitia hrubého kameniva so zrnami o veľkosti až 16 mm a dvoch rôznych druhov drôtikov v zmesi dochádza k eliminácii problému s nehomogenitou zmesi.The use of coarse aggregate with grains up to 16 mm in size and two different types of wires in the mixture eliminates the problem of inhomogeneity of the mixture.

Prvý typ drôtikov zaisťuje homogenitu zmesi drátkobetónu tým, že bráni sadaniu druhého typu drôtikov ku dnu formy. Druhý typ drôtikov zvyšuje pevnosť betónu (v tlaku, v ťahu a v ťahu za ohybu). Ultravysoká pevnosť betónu nemôže byť dosiahnutá bez druhého typu drôtikov, zatiaľ čo prvý typ je nevyhnutný na dosiahnutie homogenity zmesi.The first type of wires ensures the homogeneity of the reinforced concrete mixture by preventing the second type of wires from settling to the bottom of the mold. The second type of wires increases the strength of the concrete (compressive, tensile and flexural). The ultra-high strength of concrete cannot be achieved without the second type of wires, while the first type is necessary to achieve homogeneity of the mixture.

Pomer prvého a druhého typu kovových vlákien je výhodne v rozmedzí 0,5:1,5 ažThe ratio of the first and second types of metal fibers is preferably in the range of 0.5: 1.5 to 1.5

1,5:0,5.1.5: 0.5.

Veľmi výhodné je, ak sú kovové vlákna získavané z odpadu. Prvý typ kovových vlákien je výhodne vyrobený z odpadových kovových pásikov a druhý typ kovových vlákien z nastrihaných kordových drôtov získaných pri recyklácii pneumatík.It is very advantageous if the metal fibers are obtained from waste. The first type of metal fibers is preferably made of scrap metal strips and the second type of metal fibers is from sheared cord wires obtained by recycling tires.

Prímesi sú obvykle v rozmedzí 5 až 15% objemu vyrábaného drátkobetónu.The admixtures are usually in the range of 5 to 15% by volume of the reinforced concrete produced.

Nové riešenie teda spočíva v návrhoch štruktúry cementového kompozitu, to jest drátkobetónu, s využitím dvoch rozdielnych typov kovových vlákien. Význam nového riešenia výrazne vzrastie, ak sú kovové vlákna získané výhradne z odpadu. Dôsledkom použitia rozptýlených kovových vlákien dvoch rozdielnych typov je nielen spevnenie štruktúry drátkobetónu, ale i zaistenie rovnomerného rozptýlenia hrubých zŕn použitého kameniva. Nutnou podmienkou pre návrh zloženia tohto drátkobetónu je použitie čadičového kameniva v zložení bežných frakcií 0-4, 4-8, 8-16. Hmotnostný pomer frakcií závisí od požadovaných charakteristík stvrdnutého drátkobetónu.The new solution therefore consists in designing the structure of a cementitious composite, i.e., a reinforced concrete, using two different types of metal fibers. The importance of the new solution will increase significantly if the metal fibers are solely obtained from waste. The use of scattered metal fibers of two different types not only strengthens the structure of the reinforced concrete, but also ensures uniform distribution of the coarse grains of the aggregate used. A necessary condition for the design of this reinforced concrete composition is the use of basalt aggregate in the composition of common fractions 0-4, 4-8, 8-16. The weight ratio of the fractions depends on the desired characteristics of the hardened reinforced concrete.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Návrh zloženia drátkobetónu sa uskutočňuje podľa požiadaviek na pevnosť v tlaku, prípadne i v ťahu. Hmotnostné dávky kameniva sa pohybujú v rozmedzí 1500-2000 kg/m3 v závislosti od použitých hmotnostných dávok kovových vlákien. Súčtová hmotnosť oboch typov kovových vlákien sa pohybuje v rozmedzí 100 - 280 kg/m3. Kovové vlákna prvého typu majú obdĺžnikový prierez o rozmere 0,2-0,5 mm / 1,5-2 mm a dĺžke 25-35 mm pri ťahovej pevnosti 350-450 MPa a sú vyrobené z odpadových kovových pásikov. Kovové vlákna druhého typu majú kruhový prierez o priemere 0,08-0,12 mm, dĺžku 8-15 mm a ich pevnosť je väčšia než 2000 MPa. Tento druhý typ vlákien je získaný výhodne pri recyklácii pneumatík. Hmotnostný pomer uvedených typov kovových vlákien pri dávkovaní je v rozmedzí 0,5:1,5 až 1,5:0,5, spravidla potom 1:1, a tieto kovové vlákna sú vždy rovnomerne rozptýlené v stvrdnutom drátkobetóne.The design of the reinforced concrete composition is carried out according to the requirements for compressive or tensile strength. Aggregate weights are in the range of 1500-2000 kg / m 3 , depending on the metal fiber weights used. The total weight of both types of metal fibers ranges between 100 - 280 kg / m 3 . The metal fibers of the first type have a rectangular cross-section of 0.2-0.5 mm / 1.5-2 mm and a length of 25-35 mm at a tensile strength of 350-450 MPa and are made of scrap metal strips. The metal fibers of the second type have a circular cross-section with a diameter of 0.08-0.12 mm, a length of 8-15 mm and their strength is greater than 2000 MPa. This second type of fiber is obtained advantageously when recycling tires. The weight ratio of said types of metal fibers in the metering is in the range of 0.5: 1.5 to 1.5: 0.5, usually 1: 1, and these metal fibers are always uniformly dispersed in the hardened reinforced concrete.

Cement, prísady a prímesi sú dávkované podľa bežných postupov s cieľom dosiahnutia plnej štruktúry drátkobetónu, ktorá je nositeľom ultravysokých pevností a zaisťuje vhodnú spracovateľnosť čerstvého drátkobetónu bežnými hutniacimi prostriedkami. V cementovej matrici je portlandský cement v množstve 600 až 1000 kg/m3. Čadičové kamenivo je zložené z troch frakcií, a to z frakcií 0-4, 4-8 a 8-16, ktorých celkováCement, additives and admixtures are dosed according to conventional procedures in order to achieve a full structure of reinforced concrete that carries ultra-high strength and ensures appropriate workability of fresh reinforced concrete by conventional compaction means. Portland cement is present in the cement matrix in an amount of 600 to 1000 kg / m 3 . Basalt aggregate consists of three fractions, namely fractions 0-4, 4-8 and 8-16, whose total

PCT/CZ2013/000161 hmotnostná dávka je v rozmedzí 1500 až 2000 kg/m3. Pomer týchto frakcií je určený tak, aby vyhovoval zvolenej ideálnej krivke zrnitosti. Vodný súčiniteľ je v rozmedzí 0,16 až 0,25.PCT / CZ2013 / 000161 the weight dose ranges from 1500 to 2000 kg / m 3 . The ratio of these fractions is determined to suit the chosen ideal grain size curve. The aqueous coefficient is in the range of 0.16 to 0.25.

Ďalej sú uvedené príklady zloženia predmetného drátkobetónu, a to vrátane nameraných priemerných pevností v tlaku a v priečnom ťahu.The following are examples of the composition of the reinforced concrete in question, including the measured average compressive and transverse tensile strengths.

1. Príklad receptúry vysokohodnotného betónu:1. Example of high-performance concrete recipe:

Označenie mark Cl Cl Jednotka unit kg/m3 kg / m 3 Cement cement 650 650 Kamenivo aggregates 0/4 0/4 400 400 4/8 4/8 400 400 8/16 8/16 800 800 Vlákna fibers Dramix Dramix 140 140 Fibrex Fibrex 140 140 Mikrosilika microsilica 40 40 Superplastifikátor superplasticizer 30 30

Výsledky tlakových pevnostíResults of compressive strengths

Vzorka sample Rozmer (mm) dimension (Mm) Hmotnosť (kg) mass (Kg) Objemová hmotnosť (kg/m3)Bulk density (kg / m 3 ) Sila (kN) Force (kN) Pevnosť (MPa) strength (MPa) Cl.l Cl.l 98,5 100 100 98.5 100 100 2,885 2,885 2929 2929 1440 1440 146,2 146.2 C1.2 C1.2 99 100 100 99 100 100 2,800 2,800 2828 2828 1420 1420 143,4 143.4 C1.3 C1.3 100 100 100 100 100 100 2,840 2,840 2840 2840 1430 1430 143,0 143.0 C1.4 1-4 99,5 100 100 99.5 100 100 2,840 2,840 2854 2854 1425 1425 143,2 143.2 C1.5 C1.5 99 100 100 99 100 100 2,850 2,850 2879 2879 1460 1460 147,5 147.5 C1.6 C1-6 100 100 100 100 100 100 2,835 2,835 2835 2835 1420 1420 142,0 142.0 Priemer average 2,84 2.84 2862,9 2,862.9 144,0 144.0

PCT/CZ2013/000161PCT / CZ2013 / 000161

Výsledky pevností v priečnom ťahuTransverse tensile strength results

Vzorka sample Rozmer (mm) dimension (Mm) Hmotnosť (kg) mass (Kg) Objemová hmotnosť (kg/m3)Bulk density (kg / m 3 ) Sila (kN) Force (kN) Pevnosť (MPa) strength (MPa) Cl.l Cl.l 149,5 150 150 149.5 150 150 9,312 9,312 2768 2768 560 560 15,9 15.9 0.2 0.2 149 150 150 149 150 150 9,415 9,415 2808 2808 560 560 16,0 16.0 C1.3 C1.3 148 150 150 148 150 150 9,365 9,365 2812 2812 530 530 15,2 15.2 Priemer average 9,36 9.36 2796,3 2,796.3 15,7 15.7

Výsledná tlaková pevnosť výrazne prekračuje hodnotu 60 MPa, čo je minimálna hranica pre vysokopevnostný drátkobetón, preto je možné tento materiál označiť ako vysokopevnostný materiál. Obidve hodnoty pevností prekračujú bežné pevnosti betónu približne šesťnásobne, z toho vyplýva ich využitie v extrémne namáhaných prvkoch, ako sú stĺpy výškových budov, piliere a mostovky v mostnom staviteľstve.The resulting compressive strength greatly exceeds 60 MPa, which is the minimum limit for high-strength wire-reinforced concrete, so this material can be referred to as a high-strength material. Both strength values exceed the typical concrete strengths by about six times, resulting in their use in extremely stressed elements, such as high-rise columns, pillars and bridge decks in bridge construction.

2. Príklad receptúry vysokohodnotného betónu:2. Example of high-performance concrete recipe:

Označenie mark PI PI Jednotka unit kg/m3 kg / m 3 Cement cement 800 800 Kamenivo aggregates 0/4 0/4 420 420 4/8 4/8 460 460 8/16 8/16 960 960 Vlákna fibers Dramix Dramix 140 140 Fibrex Fibrex 140 140 Mikrosilika microsilica 160 160 Superplastifikátor superplasticizer 30 30

PCT/CZ2013/000161PCT / CZ2013 / 000161

Výsledky tlakových pevnostíResults of compressive strengths

Vzorka sample Rozmer (mm) dimension (Mm) Hmotnosť (kg) mass (Kg) Objemová hmotnosť (kg/m3)Bulk density (kg / m 3 ) Sila (kN) Force (kN) Pevnosť (MPa) strength (MPa) Pl.l Pl.l 100 100 2,774 2,774 2774 2774 1680 1680 168,0 168.0 100 100 100 100 P1.2 P1.2 100,5 100.5 2,787 2,787 2773 2773 1730 1730 172,1 172.1 100 100 100 100 P1.3 P1.3 102,5 102.5 2,836 2,836 2767 2767 1910 1910 186,3 186.3 100 100 100 100 Priemer average 2,80 2.80 2771,3 2,771.3 175,5 175.5

Výsledná tlaková pevnosť prekračuje hodnotu 150 MPa, čo je minimálna hranica pre ultravysokopevnostný drátkobetón, preto je možné tento materiál označiť ako ultravysokopevnostný materiál. Tento materiál je svojimi vlastnosťami určený do extrémne tlakovo namáhaných prvkov alebo veľmi štíhlych prvkov, ktoré môžu byť požadované pri riešení objektu. Zároveň je tento materiál svojim zložením veľmi odolný proti zmrazovacím cyklom a klimatickému namáhaniu.The resulting compressive strength exceeds 150 MPa, which is the minimum limit for ultra high strength wire reinforced concrete, so this material can be referred to as ultra high strength material. This material is due to its properties designed for extremely stressed elements or very slender elements that may be required in the solution of the object. At the same time, its composition is very resistant to freezing cycles and climatic stress.

U receptúry PI nebola experimentálne overovaná ťahová pevnosť. V priebehu celého výskumu sa potvrdil predpoklad, že ťahová pevnosť zodpovedá 1/10 pevnosti tlakovej. Tento pomer splňuje aj vzorová receptúra Cl. Pre zmes PI je možné predpokladať hodnotu ťahovej pevnosti v rozmedzí 16,0 až 19,5 MPa.The tensile strength was not experimentally verified for the PI formulation. Throughout the research, the assumption that the tensile strength corresponds to 1/10 of the compressive strength was confirmed. This ratio is also fulfilled by the sample formula C1. A tensile strength in the range from 16.0 to 19.5 MPa can be assumed for the PI mixture.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Ultravysoké pevnosti drátkobetónu, ktorý je predmetom uvedeného riešenia, predurčujú jeho využitie v betónovom staviteľstve. Jeho aplikácia v reálnych konštrukciách jednoznačne povedie k výraznej subtílnosti konštrukcií oproti konštrukciám betónovaným z bežných štandardných betónov a z betónov vysokých pevností a k ich vyššej životnosti. Využitie drátkobetónu sa predpokladá predovšetkým pre konštrukcie, ktoré nie je možné za súčasných podmienok realizovať, t.j. mimoriadne staticky náročné a zložité detaily betónových konštrukcií z pohľadu ich vystužovania ako betonárskou, tak i predpätou výstužou, a konštrukcie vystavené extrémnym podmienkam prostredia.The ultra-high strengths of reinforced concrete, which are the subject of this solution, predetermine its use in concrete construction. Its application in real constructions will clearly lead to a significant subtillity of constructions compared to concretes made of conventional standard concretes and high-strength concretes and to their longer service life. The use of reinforced concrete is envisaged in particular for constructions that cannot be realized under the current conditions, i. extremely statically demanding and complicated details of concrete structures in terms of their reinforcement with both concrete and prestressed reinforcement, and structures exposed to extreme environmental conditions.

K priemyselnému využitiu drátkobetónu prispieva spôsob jeho výroby, ktorý je možné uskutočniť bežným strojným vybavením betonární.The industrial use of wire-reinforced concrete contributes to its production, which can be done by conventional concrete plant equipment.

PCT/CZ2013/000161PCT / CZ2013 / 000161

Významné sú tiež veľmi malé pretvorenia zo zmršťovania a dotvarovania, plynúce zo skladby štruktúry pri použití kovových vlákien, ktoré stužujú štruktúru vyrobeného drátkobetónu.Also very small deformations from shrinkage and creep resulting from the structure of the structure using metal fibers, which reinforce the structure of the produced reinforced concrete, are also significant.

Vzhľadom na to, že oceľové vlákna použité v tomto vynáleze môžu byť získané z odpadných materiálov, konkrétne z odpadových oceľových pásikov z oceliarní a kordových drôtov z použitých pneumatík, materiál prináša tiež významné ekonomické úspory a ekologické výhody.Since the steel fibers used in the present invention can be obtained from waste materials, in particular waste steel strips from steel mills and cord wires from used tires, the material also brings significant economic savings and environmental benefits.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Drátkobetón ultravysokých pevností s cementovou matricou, obsahujúci portlandský cement CEM I podľa EN 197-1, čadičové kamenivo, dva typy kovových vlákien, prímesi a prísady, kde množstvo prímesí v objeme je dané výsledkami skúšok medzerovitosti zmesi čadičového kameniva a kovových vlákien vykonaných podľa EN 1097-3 a prísady sú v množstve potrebnom na dosiahnutie spracovateľnosti podľa EN 12350-5 a EN 206-1 požadovanej pre konkrétnu aplikáciu, vyznačujúci sa tým, že v cementovej matrici je 600 až 1000 kg/m3 portlandského cementu, čadičové kamenivo je zložené z troch frakcií, a to z frakcií 0-4, 4-8 a 8-16, ktorých celková hmotnostná dávka je v rozmedzí 1500 až 2000 kg/m3, a kde pomer týchto frakcií je určený na základe granulometrie a mineralogického zloženia konkrétneho zdroja čadičového kameniva, vodný súčiniteľ je v rozmedzí 0,16 až 0,25 a kovové vlákna sú tvorené dvoma typmi vlákien rovnomerne rozptýlenými v objeme stvrdnutého drátkobetónu, kde prvý typ kovových vlákien má obdĺžnikový prierez o šírke v rozmedzí 0,2 až 0,5 mm, výške v rozmedzí 1,5 až 2,0 mm a dĺžku v rozmedzí 25 až 35 mm s ťahovou pevnosťou 350 až 450 MPa a druhý typ kovových vlákien má kruhový prierez o priemere v rozmedzí 0,08-0,12 mm, ich dĺžka je v rozmedzí 8 až 15 mm a ich ťahová pevnosť je väčšia než 2000 MPa, a kde súčtová hmotnosť oboch typov kovových vlákien leží v rozmedzí 100 až 280 kg/m3 a pomer prvého a druhého typu kovových vlákien je v rozmedzí 0,5:1,5 až 1,5:0,5.1. Ultra-high strength reinforced concrete with cement matrix, comprising Portland cement CEM I according to EN 197-1, basalt aggregates, two types of metal fibers, admixtures and additives, where the amount of admixtures in the volume is determined by test results EN 1097-3 and additives are in the amount required to achieve workability according to EN 12350-5 and EN 206-1 required for a particular application, characterized in that the cement matrix contains 600 to 1000 kg / m 3 of Portland cement, basalt aggregate is composed of three fractions, namely fractions 0-4, 4-8 and 8-16, the total weight of which ranges from 1500 to 2000 kg / m 3 , and where the ratio of these fractions is determined on the basis of granulometry and mineralogical composition of the particular the basalt aggregate source, the water coefficient is in the range of 0.16 to 0.25 and the metal fibers consist of two types of fibers the first type of metal fibers has a rectangular cross-section with a width of 0.2 to 0.5 mm, a height of between 1.5 and 2.0 mm and a length of between 25 and 35 mm with a tensile strength of 350 up to 450 MPa and the second type of metal fibers has a circular cross-section with a diameter in the range of 0.08-0.12 mm, their length is in the range of 8 to 15 mm and their tensile strength is greater than 2000 MPa, and where the total weight of both types of metal The fibers are in the range of 100 to 280 kg / m 3 and the ratio of the first and second types of metal fibers is in the range of 0.5: 1.5 to 1.5: 0.5. 2. Drátkobetón podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že dávka prímesí je v rozmedzí 5 až 15% objemu vyrábaného drátkobetónu.Wire reinforced concrete according to claim 1, characterized in that the admixture dose is in the range of 5 to 15% of the volume of the reinforced concrete produced. 3. Drátkobetón podľa nárokov 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že prvý typ kovových vlákien je vyrobený z odpadových kovových pásikov a druhý typ kovových vlákien je z nastrihaných kordových drôtov, získaných pri recyklácii pneumatík.Wire reinforced concrete according to claims 1 and 2, characterized in that the first type of metal fibers is made of scrap metal strips and the second type of metal fibers is made of sheathed cord wires obtained by recycling tires.
SK50010-2015A 2012-12-17 2013-12-05 Wire concrete with ultrahigh firmness SK288599B6 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2012-903A CZ304478B6 (en) 2012-12-17 2012-12-17 Steel-fiber-reinforced concrete of ultrahigh strength
PCT/CZ2013/000161 WO2014094692A1 (en) 2012-12-17 2013-12-05 Ultra-high strength steel fibre reinforced concrete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500102015A3 true SK500102015A3 (en) 2015-08-04
SK288599B6 SK288599B6 (en) 2018-10-01

Family

ID=49918332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50010-2015A SK288599B6 (en) 2012-12-17 2013-12-05 Wire concrete with ultrahigh firmness

Country Status (4)

Country Link
CZ (1) CZ304478B6 (en)
DE (1) DE112013006042T5 (en)
SK (1) SK288599B6 (en)
WO (1) WO2014094692A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2014730A3 (en) * 2014-10-30 2015-11-04 České vysoké učení technické v Praze- Kloknerův ústav Heat cured concrete of ultrahigh strength reinforced with wires and intended particularly for prefabrication, and process for producing thereof
CR20170561A (en) * 2015-06-11 2018-07-24 Cemex Res Group Ag ADVANCED DESIGNS OF CONCRETE BLEND REINFORCED WITH FIBER AND ADDITIVES.
ITUB20160072A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-19 Italcementi Spa CONCRETE WITH HIGH PERFORMANCE AND ITS STRUCTURAL USE
CZ201733A3 (en) * 2017-01-24 2018-09-19 České vysoké učení technické v Praze - fakulta stavební A method of homogenization of high-value or ultra-high-value concrete
AT16500U1 (en) * 2018-03-20 2019-11-15 Kirchdorfer Fertigteilholding Gmbh FIBER REINFORCING FIBER
IT201900002651A1 (en) * 2019-02-25 2020-08-25 Varicom Italia S R L PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE PLATES FOR THE CONSTRUCTION OF VERTICAL TAKE-OFF AIRCRAFT LAUNCH RAMPS AND RELATED INDUSTRIAL MANUFACTURING PROCESS
CN114278368A (en) * 2022-01-07 2022-04-05 安徽铜冠（庐江）矿业有限公司 Filling protective layer based on steel fiber concrete and construction method
CN114920478A (en) * 2022-05-17 2022-08-19 重庆三峡学院 Anti-cracking and anti-impact hybrid fiber concrete and preparation method thereof
CN115125882B (en) * 2022-08-22 2023-11-24 扬州大学 High-speed railway assembled ultra-high performance concrete sound barrier structure and construction process
CN116177961A (en) * 2023-03-07 2023-05-30 中国民航大学 Hybrid fiber reinforced concrete material and preparation method thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01162267A (en) * 1987-12-18 1989-06-26 Sanyo Electric Co Ltd Tape loading method
MY115314A (en) * 1994-07-01 2003-05-31 Neturen Co Ltd High strenght, high weldability steel bars and wires for prestressed concrete
FR2771406B1 (en) * 1997-11-27 2000-02-11 Bouygues Sa METAL FIBER CONCRETE, CEMENT MATRIX AND PREMIXES FOR THE PREPARATION OF THE MATRIX AND CONCRETE
FR2804952B1 (en) * 2000-02-11 2002-07-26 Rhodia Chimie Sa ULTRA HIGH PERFORMANCE FIRE RESISTANT CONCRETE COMPOSITION
FR2808522B1 (en) * 2000-05-03 2003-01-10 Chaussees Tech Innovation FIBER REINFORCED COMPACT ROUND CONCRETE COMPOSITION AND METHOD FOR MAKING A PAVEMENT FROM SAID COMPOSITION
CN101318801A (en) * 2008-07-09 2008-12-10 东南大学 Cement-base material with good movability and high intensity, and method of manufacturing the same
ES2360003B1 (en) * 2009-10-20 2012-04-13 Universitat Politècnica De Catalunya ULTRA HIGH RESISTANCE CONCRETE REINFORCED WITH STEEL FIBERS
CN102092996A (en) * 2010-11-30 2011-06-15 南京理工大学 Cement-based composite material with high-temperature resistance and superhigh performance and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014094692A1 (en) 2014-06-26
CZ2012903A3 (en) 2014-05-21
SK288599B6 (en) 2018-10-01
WO2014094692A4 (en) 2014-08-28
DE112013006042T5 (en) 2015-11-19
CZ304478B6 (en) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK500102015A3 (en) Wire concrete with ultrahigh firmness
Hung et al. Workability, fiber distribution, and mechanical properties of UHPC with hooked end steel macro-fibers
Ding et al. Basic mechanical properties of ultra-high ductility cementitious composites: From 40 MPa to 120 MPa
Guan et al. An economical ultra-high ductile engineered cementitious composite with large amount of coarse river sand
Yoo et al. Effects of fiber shape, aspect ratio, and volume fraction on flexural behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced cement composites
Cao et al. Workability, strength and shrinkage of fiber reinforced expansive self-consolidating concrete
Mertol et al. Flexural behavior of lightly and heavily reinforced steel fiber concrete beams
Tuyan et al. Pull-out behavior of single steel fiber from SIFCON matrix
Hossain et al. Strength and fracture energy characteristics of self-consolidating concrete incorporating polyvinyl alcohol, steel and hybrid fibres
Beygi et al. The effect of water to cement ratio on fracture parameters and brittleness of self-compacting concrete
de Oliveira et al. Physical and mechanical behaviour of recycled PET fibre reinforced mortar
Dehestani et al. Effects of specimen shape and size on the compressive strength of self-consolidating concrete (SCC)
Dawood et al. Development of high strength flowable mortar with hybrid fiber
Şahmaran et al. High-early-strength ductile cementitious composites with characteristics of low early-age shrinkage for repair of infrastructures
Sagar et al. Compressive properties and analytical modelling for stress-strain curves of polyvinyl alcohol fiber reinforced concrete
Han et al. Influence of polyolefin fibers on the engineering properties of cement-based composites containing silica fume
CN113336508A (en) Self-compacting concrete and construction method thereof
Aslani et al. Long-term flexural cracking control of reinforced self-compacting concrete one way slabs with and without fibres
Enfedaque et al. Interface properties of polyolefin fibres embedded in self-compacting concrete with a bond improver admixture
Ramli et al. High-strength flowable mortar reinforced by steel fiber
Khalil et al. Behavior of high performance fiber reinforced concrete columns
Chen et al. UHPC composites based on glass fibers with high fluidity, ductility, and durability
Aghaee et al. Use of hybrid fibers and shrinkage mitigating materials in SCC for repair applications
Sedaghatdoost et al. Mechanical properties of polyolefin fiber-reinforced light weight concrete
Abdulkareem et al. Effect of steel fibers, polypropylene fibers and/or nanosilica on mechanical properties of self-consolidating concrete