Συγκριτική αξιολόγηση μηχανικών χαρακτηριστικών και μηχανικής συμπεριφοράς σκυροδέματος, ινοπλισμένου με μεταλλικές και συνθετικές ίνες

Κομνηνού, Ελένη; Komninou, Eleni; Οικονόμου, Παναγιώτης; Oikonomou, Panagiotis

dc.contributor.author	Κομνηνού, Ελένη	el
dc.contributor.author	Komninou, Eleni	en
dc.contributor.author	Οικονόμου, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Oikonomou, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2015-11-04T08:21:52Z
dc.date.available	2015-11-04T08:21:52Z
dc.date.issued	2015-11-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41506
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4481
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Ινοπλισμένο σκυρόδεμα	el
dc.subject	Ρηγμάτωση	el
dc.subject	Παραμένουσα τάση	el
dc.subject	Δυσθραυστότητα	el
dc.subject	Δοκιμή Barcelona	el
dc.subject	Fiber reinforced concrete	en
dc.subject	Cracking	en
dc.subject	Residual tense	en
dc.subject	Toughness	en
dc.subject	Barcelona test	en
dc.subject	Béton renforcé de fibres	fr
dc.subject	Fissuration	fr
dc.subject	La tension résiduelle	fr
dc.subject	La ténacité, test de Barcelone	fr
dc.title	Συγκριτική αξιολόγηση μηχανικών χαρακτηριστικών και μηχανικής συμπεριφοράς σκυροδέματος, ινοπλισμένου με μεταλλικές και συνθετικές ίνες	el
dc.title	A comparative assessment of mechanical properties and behaviour of reinforced concrete with steel and synthetic fibers	en
dc.title	Une évaluation comparative des propriétés mécaniques et le comportement de béton renforcé de fibres d'acier et synthétiques	fr
heal.type	masterThesis
heal.classification	Τεχνολογία Σκυροδέματος	el
heal.classification	Concrete Technology	en
heal.classification	Technologie du béton	fr
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-07
heal.abstract	Η συμπεριφορά του σκυροδέματος χαρακτηρίζεται σε μεγάλο βαθμό από τις μηχανικές του ιδιότητες. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται η μηχανική συμπεριφορά του ινοπλισμένου σκυροδέματος τόσο με μεταλλικές, όσο και με συνθετικές ίνες. Τα δοκίμια παράχθηκαν βάσει της ίδιας σύνθεσης, ώστε τα αποτελέσματα να είναι συγκρίσιμα. Παράχθηκαν δοκίμια με ποσοστά ινών 0.5% και 1.0% κατά όγκο. Οι μεταλλικές ίνες (SF) που χρησιμοποιήθηκαν είχαν αγκύρια στις άκρες ενώ οι συνθετικές ίνες ήταν δύο ειδών: α) με κυματιστή μορφή (PFS), β) πεπλατυσμένες με μικρά αγκύρια στις άκρες τους και πτυχώσεις κατά μήκος τους (PFC). Όλες οι συνθέσεις συγκρίθηκαν με μια ίδια σύνθεση αναφοράς, χωρίς ίνες. Επιπλέον παρασκευάστηκε μια ίδια σύνθεση αναφοράς χωρίς ίνες, αλλά με προσθήκη Μετακαολίνη. Πέραν των κλασσικών δοκιμών χαρακτηρισμού των ιδιοτήτων του νωπού και σκληρυμένου σκυροδέματος, πραγματοποιήθηκαν πρόσθετες δοκιμές. Συγκεκριμένα προσδιορίστηκε το μέτρο ελαστικότητας, ο λόγος παραμορφώσεων του ινοπλισμένου σκυροδέματος και η εφελκυστική αντοχή σκυροδέματος μέσω της δοκιμής Barcelona και της κάμψης δοκού σε τέσσερα σημεία. Τέλος μέσω των δοκιμών εφελκυσμού, μελετήθηκε η συμπεριφορά των δοκιμίων μετά τη ρηγμάτωση και εκτιμήθηκε η δυσθραυστότητα του ινοπλισμένου σκυροδέματος κάθε σύνθεσης. Με βάση τα αποτελέσματα και αναφορικά με τις ιδιότητες νωπού σκυροδέματος παρατηρήθηκε μείωση της ρευστότητας του νωπού σκυροδέματος, η οποία όμως εύκολα αποκαταστάθηκε με τη χρήση κοινών ρευστοποιητών, σε σχετικά χαμηλά ποσοστά (έως 3.25 kg/m3). Επίσης, διαπιστώθηκε αύξηση του εγκλωβισμένου αέρα λόγω της προσθήκης ινών ειδικά στην περίπτωση των μακρύτερων συνθετικών ινών PFC, σε ανεκτά όμως επίπεδα (έως 3.6%). Δεν διαπιστώθηκε, όπως ήταν αναμενόμενο, σημαντική επίδραση της προσθήκης ινών στη θλιπτική αντοχή και στο μέτρο ελαστικότητας του ινοπλισμένου σκυροδέματος. Αντίθετα η προσθήκη των ινών επηρέασε σημαντικά τον λόγο αξονικών και διατμητικών παραμορφώσεων, όπου καταγράφηκε σημαντική μείωση των τιμών του, από 35% έως 60%. Με βάση τα αποτελέσματα και αναφορικά με τη συμπεριφορά του ινοπλισμένου σκυροδέματος μετά τη ρηγμάτωση, μέσω των δοκιμών Barcelona και της κάμψης τεσσάρων σημείων, διαπιστώθηκε η ανάπτυξη παραμένουσας εφελκυστικής αντοχής μετά τη θραύση, όλων των ινοπλισμένων δοκιμίων σκυροδέματος. Μάλιστα οι τιμές της παραμένουσας τάσης στην περίπτωση των συνθετικών ινών με υψηλό ποσοστό προσθήκης (1% κ.ο.), αναπτύχθηκαν σε τιμές που αντιστοιχούν στη φέρουσα ικανότητα των δοκών ινοπλισμένου σκυροδέματος, για τα εξεταζόμενα κατά τη μέθοδο όρια μετατόπισης. Τέλος αναφορικά με τη δυσθραυστότητα και με τις δύο δοκιμές εκτιμήθηκε αύξησή της, σε τιμές που έφτασαν μέχρι και το 90%. Με βάση τα συνολικά αποτελέσματα και με κριτήριο μόνο την καλύτερη μηχανική συμπεριφορά, είναι σαφές ότι όσο αυξάνεται το ποσοστό των ινών, βελτιώνεται τόσο η παραμένουσα αντοχή, όσο και η δυσθραυστότητα. Ωστόσο όσον αφορά στο είδος των ινών, οι 2 μέθοδοι εκτίμησης δεν συγκλίνουν ως προς το συμπέρασμα. Κατά τη δοκιμή Barcelona την καλύτερη μηχανική συμπεριφορά εμφανίζουν οι μεταλλικές ίνες, ενώ σύμφωνα με τη δοκιμή κάμψης, οι συνθετικές ίνες PFS.	el
heal.abstract	The behavior of the concrete is characterized sufficiently by its mechanical properties. In this thesis we study the mechanical behavior of fiber-reinforced concrete both with metal, and synthetic fibers. The test pieces were produced using the same composition, in order the results to be comparable. They were produced specimens with fiber levels of 0.5% and 1.0% by volume. The metal fibers (SF) used had anchors at the edges while the synthetic fibers being of two types: a) with a wavy shape (PFS), b) with small anchors flattened at their ends and corrugations in the length (PFC). All formulations were compared to a same reference composition without fibers. Moreover it has been prepared a same reference composition without fibers, but with metakaolin. In addition to the classic characterization tests of the properties of fresh and hardened concrete, additional tests were performed. It was determined the modulus, the ratio of deformations (poisson ratio) of fiber-reinforced concrete and the tensile strength of concrete through the Barcelona test and bending test four points loading. Finally through the tensile test, it was studied the behavior of the test specimens after cracking and evaluated the fracture toughness of fiber reinforced concrete for each composition. Based on the results and with respect to the properties of fresh concrete, it was observed reduction of the flow of fresh concrete, but it was easily restored using common plasticizers at relatively low levels (up to 3.25 kg/m3). Also, there was an increase of the entrapped air due to the addition of fibers especially in the case of the longer synthetic fibers PFC, but at acceptable levels (up to 3.6%). It was not found, as expected, a significant effect of adding fiber to the compressive strength and modulus of fiber reinforced concrete. Instead the addition of fibers greatly affect the ratio of axial and shear strain, which recorded a significant reduction of the values from 35% to 60%. Based on the results and regarding the post-cracking behavior of steel fiber reinforced concrete through the Barcelona test and bending test four points loading, all fiber reinforced concrete specimens were found to develop residual tensile strength after fracture. Indeed, the values of residual stress in the case of synthetic fibers with a high level of addition (1 vol%), grown to values corresponding to the carrying capacity of the steel fiber reinforced concrete beams, in the displacement limits of the method by which it was examined. Finally, regarding toughness increased, in both tests up to 90%. Based on the overall results and on the basis of, better mechanical behavior only, it is clear that by the increasing of the volume of the fibers, both the residual strength and the toughness are improved. However with regard to the type of fiber, the two estimation methods do not converge to the conclusion. In Barcelona test the best mechanical behavior exhibited by metal fibers, while according to the bending test, synthetic fibers PFS.	en
heal.abstract	Le comportement du béton est caractérisé en grande partie par ses propriétés mécaniques. Dans cette thèse, nous étudions le comportement mécanique du béton renforcé de fibres à la fois avec le métal, et des fibres synthétiques. Les éprouvettes ont été produites en utilisant la même composition, que les résultats seront comparables. Les échantillons ont été produits avec des niveaux de fibres de 0.5% et 1.0% en volume. Les fibres métalliques (SF) utilisés avaient ancres les bords tandis que les fibres synthétiques étant de deux types: a) avec un ondulés (PFS), b) avec de petites ancres aplaties à leurs extrémités et ondulations dans la longueur (PFC). Toutes les formulations ont été comparées à une composition de référence même sans fibres. On a préparé en plus une composition de référence pareil sans fibres, mais avec du métakaolin ajoutée. En plus des tests de caractérisation classiques des propriétés du béton frais aussi que durci, des tests supplémentaires ont été effectués. On a déterminé le module, le fraction des déformations du béton renforcé par des fibres et la résistance à la traction du béton par les tests Barcelone et du faisceau plié en quatre points. Enfin grâce à l'essai de traction, on a étudié le comportement des éprouvettes après la fissuration et on a évalué la ténacité du béton renforcé de fibres de chaque composition. Basé sur les résultats et par rapport aux propriétés du béton frais a été observé une réduction de la liquidité de béton frais, la quelle a été facilement restaureé en utilisant des plastifiants ordinaires à des niveaux relativement bas (jusqu'à 3.25 kg/m3). Il y avait en plus, une augmentation de l'air piégé a cause de l'addition de fibres particulièrement dans le cas de la synthèse des fibres plus PFC, mais aux niveaux acceptables (jusqu'à 3.6%). Il n’est pas trouvé, comme a été prévu, un effet significatif de l'ajout de fibres à résistance à la compression et le module de béton renforcé de fibres. Au contraire, l'addition de fibres a affectué considérablement le rapport de la déformation axiale et au cisaillement, ou il y avait enregistré une réduction significative des valeurs de 35% à 60%. Basé sur les résultats et sur le comportement de la fibre de béton armé post-fissuration par les tests de Barcelone et de flexion en quatre points, il a été trouvé un développement de résiduelle résistance à la traction après la fracture, de les échantillons de béton renforcé de fibres. En effet, les valeurs de contraintes résiduelles dans le cas des fibres synthétiques avec un niveau élevé de plus (1% en volume), cultivées à des valeurs correspondant à la capacité de charge de la fibre d'acier poutres en béton armé, pour l'examen par la méthode des limites de déplacement. Enfin, en ce qui concerne la ténacité de deux tests on a estimé une augmente, des prix qui atteint jusqu'à 90%. Basé sur les résultats globaux et seulement un meilleur comportement mécanique critère, il est clair que, tant que la proportion des fibres augmente est améliorée la force résiduelle et la ténacité seront meilleurs. Toutefois en ce qui concerne le type de fibre, les deux méthodes d'estimation ne conclure pas. Lors d'un test de Barcelone meilleur comportement mécanique exposées par des fibres métalliques, tandis que, selon le test de flexion, de fibres synthétiques PFS.	fr
heal.advisorName	Μπαδογιάννης, Ευστράτιος	el
heal.committeeMemberName	Νομικός, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκας, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	91 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true