WO2000046460A1 - Reinforcing fiber for reinforcing steel fiber concrete - Google Patents

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WO2000046460A1 PCT/EP1999/010343 EP9910343W WO0046460A1 WO 2000046460 A1 WO2000046460 A1 WO 2000046460A1 EP 9910343 W EP9910343 W EP 9910343W WO 0046460 A1 WO0046460 A1 WO 0046460A1
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Vulkan Harex Stahlfasertechnik Gmbh & Co. Kg
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/012—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcement fiber for reinforcing steel fiber reinforced concrete, made of steel wire with a round cross-section, which has a substantially straight center section, to which end anchors are connected at both ends in the form of shorter, bent end sections and which are at least partially corrugated with transverse to Notches extending longitudinally is provided.
  • steel wire fibers are known in a variety of embodiments for reinforcing fiber concrete.
  • the spatial reinforcement is carried out simply by adding the fibers to the concrete, which remains workable as usual.
  • the properties of the concrete ceiling with regard to bending tensile strength, impact strength and the like are influenced equally by the addition quantity - and - in particular by the physical and geometric properties of the steel fibers themselves. In the prior art, this has resulted in the fact that even in the area of wire fibers with a round cross-section a variety of embodiments exist, each of which is optimized with regard to certain properties.
  • a steel wire fiber according to the prior art is described for example in DE 92 07 598 U1.
  • This special embodiment has a straight central section with double bent end sections.
  • This fiber is first made from steel wire with a circular cross-section.
  • To increase the adhesion in the concrete gets to that between the End anchorages lying, essentially straight middle section a flattened shape.
  • an enlarged active surface is formed in the central region, which is known to be advantageous in particular with regard to the prevention of microcracking.
  • the bent end anchors ensure an improved long-range bond.
  • the invention proposes, starting from the prior art described at the outset, that only the central section has notches.
  • the straight central section has particularly advantageous properties with regard to the prevention of microcracking due to its structuring, the long-range bond is created by the end anchorages.
  • the stability of the kinked areas is in any case higher than in the prior art, since there are no indentations which could otherwise lead to weakening due to their notching effect when turning.
  • the particular advantage of the steel wire fiber designed according to the invention lies in an improved microscopic and macroscopic bond, which of course benefits the properties of the fiber concrete as a whole.
  • the notches are only on one side of the wire cross-section.
  • the corrugations, which follow one another axially along a surface line, on the one hand ensure sufficient reinforcing forces in the longitudinal direction of the wire and, on the other hand, due to the asymmetrical local wire cross-section for spatial fixation, which is also secured against rotation and shear.
  • the aforementioned embodiment is further optimized in that the notches are on the side of the wire cross-section to which the end anchorages are bent.
  • This version assumes that all bent end sections and the central section lie in a single plane, namely the fiber plane. It has been found that the corrugation according to the invention has an optimized adhesive effect at this point.
  • a preferred embodiment of the steel wire fiber according to the invention provides that the end anchorages have a first end section bent at an obtuse angle to the center section and a second end section adjoining it outwards and running parallel to the center section.
  • This form of a flat steel wire fiber is a particularly proven version, which has excellent static and dynamic properties due to the special shape of the end anchorages, which are further improved by the combination according to the invention with the corrugation in the middle area.
  • the notches are preferably V-shaped. Such a design is particularly suitable for preventing microcracks.
  • the dimensions of the steel wire fibers according to the invention are in a length range between 20 and 60 mm, the wire diameter being between 0.5 and 1.5 mm.
  • the fibers with a corrosion-protective coating, for example a zinc coating.
  • FIG. 1 An embodiment of a fiber according to the invention is shown in the drawing Figure 1. This shows a view of a fiber plane flat steel wire fiber, which is shown enlarged and is provided as a whole with the reference number 1.
  • the fiber 1 consists of steel wire with a circular cross section. It has a straight central section 2, which is joined by first end sections 3, which are bluntly bent on both sides. The associated, outwardly projecting second end sections 4 in turn run parallel to the central section 2.
  • the steel wire fiber 1 shown has the advantages already explained due to the notches 5 made on one side only in the central section 2.
  • a fiber 1 provides that, as is known, sections are cut to length from steel wire with a circular cross section, the end sections 3 and 4 being bent as shown with a stamping tool and notches 5 being made in the center section.
  • the turning and notching can be done in a single or in separate work steps.

Abstract

The invention relates to a reinforcing fiber which is provided for reinforcing steel fiber concrete and which is comprised of steel wire having a round cross section. The inventive fiber has an essentially straight middle section (2). End anchorings provided in the form of short, elevated end sections (3, 4) are connected to the ends of said middle section. In addition, said fiber is provided, in an at least partial manner, with a ribbing which comprises notches (5) that run perpendicular to the longitudinal extension. In order to improve the anchoring in concrete using such a reinforcing fiber, the invention provides that only the middle section (2) comprises notches (5).

Description

Bewehrunqsfaser zur Bewehrung von Stahlfaserbeton Reinforcement fiber for the reinforcement of steel fiber concrete
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bewehrungsfaser zur Bewehrung von Stahlfaserbeton, aus Stahldraht mit rundem Querschnitt, die einen im wesentlichen geraden Mitte nabschnitt hat, an den sich an beiden Enden Endverankerungen in Form kürzerer, abgebogener Endabschnitte anschließen und die zumindest teilweise mit einer Riffelung mit quer zur Längserstreckung verlaufenden Einkerbungen versehen ist.The present invention relates to a reinforcement fiber for reinforcing steel fiber reinforced concrete, made of steel wire with a round cross-section, which has a substantially straight center section, to which end anchors are connected at both ends in the form of shorter, bent end sections and which are at least partially corrugated with transverse to Notches extending longitudinally is provided.
Zur Armierung von Faserbeton sind Stahldrahtfasern neben Blechfasern und gefrästen Stahlfasern in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Die räumliche Bewehrung wird dabei einfach durch Hinzufügung der Fasern zum Beton vorgenommen, der wie gewohnt verarbeitbar bleibt.In addition to sheet metal fibers and milled steel fibers, steel wire fibers are known in a variety of embodiments for reinforcing fiber concrete. The spatial reinforcement is carried out simply by adding the fibers to the concrete, which remains workable as usual.
Die Eigenschaften der Betondecke bezüglich Biegezugfestigkeit, Schlag- festigkeit und dergleichen wird gleichermaßen beeinflußt durch die Zuschlagsmenge - und - insbesondere durch die physikalischen und geometrischen Eigenschaften der Stahlfasern selbst. Dies hat im Stand der Technik dazu geführt, daß selbst im Bereich der Drahtfasern mit rundem Querschnitt eine Vielzahl von Ausführungsformen existiert, die jeweils im Hinblick auf bestimmte Eigenschaften optimiert sind.The properties of the concrete ceiling with regard to bending tensile strength, impact strength and the like are influenced equally by the addition quantity - and - in particular by the physical and geometric properties of the steel fibers themselves. In the prior art, this has resulted in the fact that even in the area of wire fibers with a round cross-section a variety of embodiments exist, each of which is optimized with regard to certain properties.
Eine Stahldrahtfaser nach dem Stand der Technik ist beispielsweise in der DE 92 07 598 U1 beschrieben. Diese spezielle Ausführungsform hat einen geraden Mittenabschnitt mit zweifach abgeknickten Endabschnitten. Diese Faser wird zunächst aus Stahldraht mit kreisrundem Querschnitt gefertigt. Zur Erhöhung der Haftung im Beton bekommt nachträglich zu dem zwischen den Endverankerungen liegende, im wesentlichen gerade Mitte nabschnitt eine abgeplattete Form. Dadurch wird eine vergrößerte aktive Oberfläche im Mittenbereich gebildet, die bekanntermaßen insbesondere im Hinblick auf die Verhinderung von Mikrorißbildung vorteilhaft ist. Die abgebogenen Endver- ankerungen sorgen für einen verbesserten langreichweitigen Verbund.A steel wire fiber according to the prior art is described for example in DE 92 07 598 U1. This special embodiment has a straight central section with double bent end sections. This fiber is first made from steel wire with a circular cross-section. To increase the adhesion in the concrete gets to that between the End anchorages lying, essentially straight middle section a flattened shape. As a result, an enlarged active surface is formed in the central region, which is known to be advantageous in particular with regard to the prevention of microcracking. The bent end anchors ensure an improved long-range bond.
Aus der DE 90 06 524 IM und der DE 88 15 120 U1 ist es weiterhin bekannt, die Drahtoberfläche mit einer Riffelung zu versehen. Diese sieht vor, daß die Faseroberfläche mit einer Profilierung in Form von aufeinanderfolgenden, quer zur Längserstreckung verlaufenden Einkerbungen oder dergleichen versehen wird. Durch diese Maßnahme wird die lokale mikroskopischen Verankerung des Drahtquerschnitts im Beton durch die vergrößerte Oberfläche zusammen mit der geometrischen Formgebung verbessert, wodurch Mikrorißbildungen vermieden werden. In diesem Stand der Technik wird ebenfalls bereits vorgeschlagen, zusätzlich zur Riffelung abgebogene Endverankerungen vorzu- sehen.From DE 90 06 524 IM and DE 88 15 120 U1 it is also known to provide the wire surface with a corrugation. This provides that the fiber surface is provided with a profile in the form of successive notches or the like running transversely to the longitudinal extent. This measure improves the local microscopic anchoring of the wire cross section in the concrete by the enlarged surface together with the geometric shape, thereby avoiding microcracks. In this prior art it is also proposed to provide bent end anchorages in addition to the corrugation.
Insbesondere in dem letztgenannten Stand der Technik soll offensichtlich eine Verbindung der Vorteile von Riffelung und Endverankerungen dadurch erreicht werden, daß diese beiden Maßnahmen zur geometrischen Strukturierung parallel miteinander kombiniert werden. Die darin beschriebenen Aus- führungsformen legen nämlich lediglich solche Ausführungen nahe, bei denen die Stahldrahtfasern aus bereits geriffeltem Draht hergestellt werden, indem diese abgelängt und nachfolgend an den Enden abgebogen werden. Dieses Vorgehen vereinigt zwar zum Teil die Vorteile der unterschiedlichen Strukturierungen, bringt jedoch gleichzeitig Nachteile mit sich. Die Riffelung im Bereich der Endverankerungen bedeutet nämlich gleichzeitig eine Schwächung der mechanischen Zugbelastbarkeit bezüglich der langreichweitigen Bewehrung zwischen den Endverankerungen. Beim Abknicken des Drahtes im Bereich von Einkerbungen ist dieser Effekt durch die Kerbwirkung offensichtlich. Hinzu kommt, daß die punktuelle Haftung der Drahtoberfläche im Bereich der Endverankerungen für spezielle Anwendungen nicht erforderlich bzw. nicht gewünscht ist. Aus der vorgenannten Problematik ergibt sich die Aufgabenstellung der Erfindung, eine Stahldrahtfaser zur Verfügung zu stellen, welche die Vorteile von abgebogenen Endverankerungen mit den Vorteilen, die eine Riffelung mit sich bringt, in verbesserter Weise miteinander kombiniert.In the latter prior art in particular, the advantages of corrugation and end anchoring should obviously be achieved by combining these two geometrical structuring measures in parallel. The embodiments described therein only suggest those designs in which the steel wire fibers are made from already corrugated wire by cutting them to length and then bending them at the ends. Although this approach partly combines the advantages of the different structures, it also has disadvantages. The corrugation in the area of the end anchoring means at the same time a weakening of the mechanical tensile strength with regard to the long-range reinforcement between the end anchoring. When kinking the wire in the area of the notches, this effect is evident from the notch effect. In addition, the selective adhesion of the wire surface in the area of the end anchors is not necessary or not desired for special applications. The problem of the invention arises from the above-mentioned problem of providing a steel wire fiber which combines the advantages of bent end anchorages with the advantages that corrugation brings with them in an improved manner.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung ausgehend von dem eingangs dargestellten Stand der Technik vor, daß ausschließlich der Mittenabschnitt Einkerbungen aufweist.To solve this problem, the invention proposes, starting from the prior art described at the outset, that only the central section has notches.
Gemäß der Erfindung ist ausschließlich der zwischen den Endverankerungen befindliche Abschnitt mit einer Riffelung versehen. Im Vergleich zum Stand der Technik wird dadurch eine gewisse Funktionstrennung erreicht. Während der gerade Mittenabschnitt durch seine Strukturierung besonders vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Unterbindung von Mikrorißbildung hat, wird der langreichweitige Verbund durch die Endverankerungen erzeugt. Erfindungsgemäß ist die Stabilität der abgeknickten Bereiche auf jeden Fall höher als im Stand der Technik, da dort keine Einkerbungen vorhanden sind, die ansonsten aufgrund ihrer Kerbwirkung beim Abbiegen zu einer Schwächung führen könnten.According to the invention, only the section located between the end anchorages is provided with corrugation. In comparison to the prior art, a certain separation of functions is achieved. While the straight central section has particularly advantageous properties with regard to the prevention of microcracking due to its structuring, the long-range bond is created by the end anchorages. According to the invention, the stability of the kinked areas is in any case higher than in the prior art, since there are no indentations which could otherwise lead to weakening due to their notching effect when turning.
Mithin liegt der besondere Vorteil der erfindungsgemäß ausgestalteten Stahldrahtfaser in einem verbesserten mikroskopischen und makroskopischen Verbund, was natürlich den Eigenschaften des Faserbetons insgesamt zugute kommt.Accordingly, the particular advantage of the steel wire fiber designed according to the invention lies in an improved microscopic and macroscopic bond, which of course benefits the properties of the fiber concrete as a whole.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß sich die Einkerbungen lediglich auf einer Seite des Drahtquerschnittes befinden. Die entlang einer Mantellinie axial aufeinanderfolgenden Riffelungen sorgen zum einen für hinreichende Beweh- rungskräfte in Drahtlängsrichtung und zum anderen durch den asymmetrischen lokalen Drahtquerschnitt für eine räumliche, auch gegen Rotationen und Scherung gesicherte Fixierung.It is also advantageous that the notches are only on one side of the wire cross-section. The corrugations, which follow one another axially along a surface line, on the one hand ensure sufficient reinforcing forces in the longitudinal direction of the wire and, on the other hand, due to the asymmetrical local wire cross-section for spatial fixation, which is also secured against rotation and shear.
Die vorgenannte Ausführungsform wird dadurch noch weiter optimiert, daß sich die Einkerbungen auf der Seite des Drahtquerschnittes befinden, zu der die Endverankerungen abgebogen sind. Diese Ausführung geht davon aus, daß sämtliche abgebogenen Endabschnitte sowie der Mittenabschnitt in einer einzigen Ebene, nämlich der Faserebene liegen. Es hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäße Riffelung an dieser Stelle eine optimierte Haftwirkung mit sich bringt.The aforementioned embodiment is further optimized in that the notches are on the side of the wire cross-section to which the end anchorages are bent. This version assumes that all bent end sections and the central section lie in a single plane, namely the fiber plane. It has been found that the corrugation according to the invention has an optimized adhesive effect at this point.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stahldrahtfaser sieht vor, daß die Endverankerungen einen im stumpfen Winkel zum Mittenabschnitt abgebogenen ersten Endabschnitt und einen sich daran nach außen anschließenden, parallel zum Mittenabschnitt verlaufenden zweiten Endabschnitt aufweisen. Bei dieser Form einer ebenen Stahldrahtfaser handelt es sich um eine besonders bewährte Ausführung, die durch die spezielle Formgebung der Endverankerungen hervorragende statische und dynamische Eigenschaften hat, welche durch die erfindungsgemäße Kombination mit der Riffelung im Mittenbereich nochmals verbessert werden.A preferred embodiment of the steel wire fiber according to the invention provides that the end anchorages have a first end section bent at an obtuse angle to the center section and a second end section adjoining it outwards and running parallel to the center section. This form of a flat steel wire fiber is a particularly proven version, which has excellent static and dynamic properties due to the special shape of the end anchorages, which are further improved by the combination according to the invention with the corrugation in the middle area.
Vorzugsweise sind die Einkerbungen V-förmig ausgebildet. Insbesondere zur Verhinderung von Mikrorißbildungen ist eine solche Gestaltung überaus geeignet.The notches are preferably V-shaped. Such a design is particularly suitable for preventing microcracks.
Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Stahldrahtfasern bewegen sich in einem Längenbereich zwischen 20 und 60 mm, wobei der Drahtdurchmesser zwischen 0,5 und 1 ,5 mm liegen kann.The dimensions of the steel wire fibers according to the invention are in a length range between 20 and 60 mm, the wire diameter being between 0.5 and 1.5 mm.
Unter Umständen ist es zweckmäßig, die Fasern mit einer korrosions- schützenden Beschichtung, beispielsweise einer Verzinkung zu versehen.Under certain circumstances it is expedient to provide the fibers with a corrosion-protective coating, for example a zinc coating.
Als Material sollte in der Regel hochzugfester Stahl mit > 1000 N/mm2 Zugfestigkeit verwendet werden. Unter Umständen ist auch die Verwendung von nichtrostendem und/oder härtbarem Stahl denkbar. Damit kann besonderen Anforderungen umfassend Rechnung getragen werden.As a rule, high tensile steel with> 1000 N / mm 2 tensile strength should be used as the material. Under certain circumstances, the use of stainless and / or hardenable steel is also conceivable. This means that special requirements can be fully taken into account.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Faser ist in der Zeichnung Figur 1 dargestellt. Diese zeigt einen Blick auf eine in Faserebene liegende, ebene Stahldrahtfaser, die vergrößert dargestellt und als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist.An embodiment of a fiber according to the invention is shown in the drawing Figure 1. This shows a view of a fiber plane flat steel wire fiber, which is shown enlarged and is provided as a whole with the reference number 1.
Die Faser 1 besteht aus Stahldraht mit kreisrundem Querschnitt. Sie weist einen geraden Mittenabschnitt 2 auf, den sich auf beiden Seite stumpf abgebogene, erste Endabschnitte 3 anschließen. Die damit verbundenen, nach außen abstehenden zweiten Endabschnitte 4 verlaufen wiederum parallel zum Mittenabschnitt 2.The fiber 1 consists of steel wire with a circular cross section. It has a straight central section 2, which is joined by first end sections 3, which are bluntly bent on both sides. The associated, outwardly projecting second end sections 4 in turn run parallel to the central section 2.
Lediglich der gerade Mittenabschnitt 2 ist auf der Seite, zu der die Endabschnitte 3, 4 abgebogen sind, mit einer Riffelung in Form von V-förmigen Einkerbungen 5 versehen.Only the straight central section 2 is provided with a corrugation in the form of V-shaped notches 5 on the side to which the end sections 3, 4 are bent.
Die dargestellte Stahldrahtfaser 1 hat die durch die ausschließlich im Mittenabschnitt 2 einseitig eingebrachten Einkerbungen 5 die bereits erläuterten Vorteile.The steel wire fiber 1 shown has the advantages already explained due to the notches 5 made on one side only in the central section 2.
Die Herstellung einer Faser 1 sieht vor, daß zunächst, wie bekannt, aus Stahldraht mit kreisrundem Querschnitt Abschnitte abgelängt werden, wobei mit einem Prägewerkzeug die Endabschnitte 3 und 4 wie dargestellt abgebogen werden und Einkerbungen 5 in den Mittenabschnitt eingebracht werden. Das Abbiegen und Einkerben kann in einem einzigen oder in getrennten Arbeitsschritten erfolgen.The production of a fiber 1 provides that, as is known, sections are cut to length from steel wire with a circular cross section, the end sections 3 and 4 being bent as shown with a stamping tool and notches 5 being made in the center section. The turning and notching can be done in a single or in separate work steps.
- Ansprüche - - Expectations -

Claims

Patentansprüche claims
1. Bewehrungsfaser zur Bewehrung von Stahlfaserbeton aus Stahldraht mit rundem Querschnitt, die einen im wesentlichen geraden Mittenabschnitt hat, an dem sich an beiden Enden Endverankerungen in Form kürzerer, abgebogener Endabschnitte anschließen und die zumindest teilweise mit einer Riffelung mit quer zur Längserstreckung verlaufenden Einkerbungen versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ausschließlich der Mittenabschnitt (2) Einkerbungen (5) aufweist.1.Reinforcing fiber for reinforcing steel fiber reinforced concrete made of steel wire with a round cross-section, which has a substantially straight central section, to which end anchoring in the form of shorter, bent end sections is connected at both ends and which is at least partially provided with corrugations with notches running transversely to the longitudinal extent , characterized in that only the central portion (2) has notches (5).
2. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einkerbungen (5) auf einer Seite des Drahtquerschnittes befinden.2. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that the notches (5) are on one side of the wire cross-section.
3. Bewehrungsfaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einkerbungen (5) auf der Seite des Drahtquerschnittes befinden, zu der die3. Reinforcing fiber according to claim 2, characterized in that the notches (5) are on the side of the wire cross-section to which the
Endverankerungen (3, 4) abgebogen sind.End anchors (3, 4) are bent.
4. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Endverankerungen (3, 4) und der Mittenabschnitt (2) in einer gemeinsamen Faserebene liegen.4. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that the end anchors (3, 4) and the central section (2) lie in a common fiber plane.
5. Bewehrungsfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die5. Reinforcing fiber according to claim 4, characterized in that the
Endverankerungen (3, 4) einen im stumpfen Winkel zum Mittenabschnitt (2) abgebogenen ersten Endabschnitt (3) und einen sich daran nach außen anschließenden, parallel zum Mittenabschnitt (2) verlaufenden zweiten Endabschnitt (4) aufweisen. End anchors (3, 4) have a first end section (3) bent at an obtuse angle to the central section (2) and a second end section (4) adjoining the outside section and running parallel to the central section (2).
6. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbungen (5) V-förmig ausgebildet sind.6. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that the notches (5) are V-shaped.
7. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer korrosionsschützenden Beschichtung versehen ist.7. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that it is provided with a corrosion-protective coating.
8. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie aus hochzugfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit > 1000 N/mm2 besteht.8. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that it consists of high tensile steel with a tensile strength> 1000 N / mm 2 .
9. Bewehrungsfaser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie aus härtbarem Stahl besteht. 9. Reinforcing fiber according to claim 1, characterized in that it consists of hardenable steel.
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