EXPERIMENTAL STUDY OF MULTI-RIBBED ONE-WAY COMPOSITE SLABS MADE OF STEEL FIBRE, FOAM, AND NORMAL CONCRETE

摘要

Dodanie włókna do betonu może zwiększyć odporność na pękanie, wytrzymałość na rozciąganie i sztywność. A zatem, beton zbrojony włóknem szklanym posiada wiele zastosowań inżynieryjnych jako rodzaj materiałów budowlanych, a ponadto istnieje wiele kodeksów zawierających wskazówki dotyczące jego konstrukcji. Beton zbrojony włóknem stalowym, otrzymywany poprzez dodanie losowo rozproszonego krótkiego włókna stalowego do betonu, jest rodzajem wieloskładnikowego materiału kompozytowego na bazie cementu. Ma dobre właściwości fizyczne i mechaniczne. Beton piankowy, który posiada wiele doskonałych właściwości, w tym lekkość i dobrą izolację termiczną, jest szeroko stosowany jako materiał ścienny, dachowy i podłogowy. Jednakże, ze względu na fakt, iż beton piankowy charakteryzuje się wysoką zdolnością pochłaniania wody, posiada słabą odporność na mrozy po wchłonięciu wody i może łatwo ulegać pęknięciu podczas cykli zamrażania i rozmrażania, co wpływa na funkcję i wygląd zewnętrzny budynku. Natomiast beton zbrojony włóknem stalowym charakteryzuje się dobrą odpornością na pękanie i nieprzepuszczalnością. Dlatego też, łącząc zalety betonu zbrojonego włóknem stalowym (dobra nieprzepuszczalność) z wielorowkową strukturą (dobre właściwości mechaniczne), zaprojektowaliśmy nowy rodzaj wielorowkowej, prefabrykowanej płyty zespolonej. Celem niniejszej pracy jest zbadanie wpływu konfiguracji zbrojenia (włókna stalowego i pręta zbrojeniowego) na właściwości mechaniczne płyt zespolonych o takiej samej zawartości stali. Wyprodukowaliśmy cztery kawałki pełnowymiarowych, wielorowkowych, prefabrykowanych płyt zespolonych o różnych konfiguracjach zbrojenia, z wykorzystaniem betonu zbrojonego włóknem stalowym, betonu piankowego i zwykłego betonu. Wielorowkowa, zespolona, prefabrykowana płyta posiada wiele doskonałych właściwości, takich jak lekkość, dobra izolacja termiczna i akustyczna, itp. W związku z tym, może być ona stosowana na wytworzonej konstrukcji. Ponadto, zbadano zespolone, prefabrykowane płyty o takiej samej zawartości stali, lecz różnych konfiguracjach zbrojenia, pod takim samym obciążeniem statycznym i uzyskano wiele wskaźników technicznych, takich jak odporność na pękanie, obciążenie plastyczne, maksymalna nośność, maksymalne ugięcie, destrukcyjny wzór oraz naprężenie stalowych prętów zbrojeniowych. Wyniki pokazują, że konfiguracja zbrojenia ma znaczący wpływ na właściwości mechaniczne zespolonych, prefabrykowanych płyt o takiej samej zawartości stali, a zespolona, prefabrykowana płyta zbrojona podłużnym prętem zbrojeniowym i włóknem stalowym (ułamek objętościowy wynosi 1,5%) charakteryzuje się najlepszymi parametrami mechanicznymi i plastycznością. Proces wytwarzania płyty zespolonej jest bardziej skomplikowany niż w przypadku zwykłej płyty betonowej. Płyta zespolona charakteryzuje się jednak dobrą wydajnością mechaniczną, wysoką odpornością na pękanie, dobrą izolacją termiczną, niskimi kosztami eksploatacji i konserwacji, które spełniają wymagania w zakresie uprzemysłowienia elementów konstrukcyjnych, efektywności energetycznej budynków i budownictwa ekologicznego. Tak więc, pomimo złożonego procesu produkcyjnego, ten rodzaj płyty zespolonej ma jasne perspektywy rynkowe i szerokie zastosowania.%This paper aims to study the effect of reinforcement configuration (steel fibre and rebar) on the mechanical performance of composite slabs of the same total steel contents. We manufactured four pieces of full-scale multi-ribbed composite prefabricated slabs with different reinforcement configurations by using steel fibre-reinforced concrete, foam concrete, and normal concrete. The multi-ribbed composite prefabricated slab has many excellent properties, such as light weight, good thermal and sound insulation. Thus, it can be applied to fabricated structures. In addition, the composite prefabricated slabs with the same total steel contents but with different reinforcement configurations were studied under the same static load, and many technical indicators such as crack resistance capacity, yield load, ultimate load capacity, maximum deflection, destructive pattern, and stress of steel rebar were obtained. Results indicate reinforcement configuration has a significant effect on the mechanical performance of composite prefabricated slabs with the same total steel contents, and composite prefabricated slabs reinforced with longitudinal rebar and steel fibre (volume fraction is 1.5%) have the best mechanical performance and ductility.