Πειραματική διερεύνηση θλιπτικής και καμπτικής αντοχής ινοπλισμένου σκυροδέματος

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς σκυροδέματος άοπλου και οπλισμένου με χαλύβδινες ίνες (SFRC-steel fibre reinforced concrete) υπό μονοαξονική θλίψη και κάμψη. Χρησιμοποιήθηκε ένας τύπος ίνας (Inomix) με σταθερά γεωμετρικά και μηχανικά χαρακτηριστικά σε τρεις διαφορετικές περιεκτικότητες (20,30 και 40kg στο κυβικό μέτρο σκυροδέματος) και με τυχαίο προσανατολισμό στον όγκο του σκυροδέματος. Σκοπός ήταν η μέτρηση της αντοχής των δοκιμίων και η σύγκριση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων μεταξύ ινοπλισμένων δοκιμίων αλλά και η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αυξομείωση των ιδιοτήτων του ινοπλισμένου σε σχέση με το άοπλο σκυρόδεμα και, τέλος, η εύρεση του βέλτιστου περιεχόμενου ινών στο σκυρόδεμα. Όλα τα παραπάνω εξετάζονται με στόχο τη διερεύνηση της πιθανής χρήσης του ινοπλισμένου σκυροδέματος ως μέσο υποστήριξης υπόγειων έργων. Η εργασία ακολουθεί την παρακάτω διάρθρωση: Στο κεφάλαιο 1, παρουσιάζονται εν συντομία οι ιδιότητες του σκυροδέματος που θα μελετηθούν στην εργασία όπως και τα υλικά παρασκευής του σκυροδέματος. Στο κεφάλαιο 2, γίνεται αναφορά στο ινοπλισμένο σκυρόδεμα, τις ιδιότητές του καθώς και την εφαρμογή του στα υπόγεια έργα. Επίσης, παρουσιάζονται κάποια πιο λεπτομερή στοιχεία για τις χαλύβδινες ίνες που θα χρησιμοποιηθούν. Στο κεφάλαιο 3, περιγράφεται η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε και κάθε στάδιο της αναλυτικά, από την προμήθεια των υλικών έως και τις πειραματικές δοκιμές. Στο κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών θλίψης και κάμψης με χρήση πινάκων και διαγραμμάτων τόσο για τα άοπλα όσο και για τα ινοπλισμένα δοκίμια. Στο κεφάλαιο 5, τέλος, εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με τα αποτελέσματα αλλά και την πειραματική διαδικασία.

The subject of this thesis is to study the behavior of both unreinforced and reinforced concrete with steel fibers (SFRC-steel fibre reinforced concrete) under uniaxial compression and bending. One type of fiber was used (Inomix) with standard geometric and mechanical characteristics at three different proportions and with random orientation in the concrete. The purpose was to measure the strength of the specimens and the comparison and evaluation of the results between fiber reinforced specimens and draw conclusions about the variation of the properties of fiber-reinforced compared with unreinforced concrete, and finally , finding the optimum fiber content in concrete. All the above are discussed on the possible application of fiber reinforced concrete as support measure in underground works . The study follows the following structure : In Chapter 1, there are briefly presented the properties of concrete which will be studied and the materials that consist concrete. In Chapter 2, a reference is made to fiber-reinforced concrete, its properties and its application in underground works . Also, I present some more details on the steel fibers that are used. In Chapter 3, the followed experimental procedure is presented and every step in detail , from the sourcing of materials until the experimental tests . In Chapter 4, the results of compression and bending tests are presented and discussed using tables and diagrams for both unreinforced and for the fiber reinforced specimens . In Chapter 5, finally, conclusions are drawn on the results and the whole experimental procedure.