DE2853378C2 - Stahlfasern zur Bewehrung von Beton - Google Patents

Stahlfasern zur Bewehrung von Beton

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DE2853378C2
DE2853378C2 DE19782853378 DE2853378A DE2853378C2 DE 2853378 C2 DE2853378 C2 DE 2853378C2 DE 19782853378 DE19782853378 DE 19782853378 DE 2853378 A DE2853378 A DE 2853378A DE 2853378 C2 DE2853378 C2 DE 2853378C2
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DE19782853378
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Hans Dipl.-Ing. Trimbach Guldimann
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Sika Equipment AG
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Aliva AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/40—Mixing specially adapted for preparing mixtures containing fibres
    • B28C5/402—Methods
    • 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/48—Metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
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Description

Im folgenden werden anhand von Beispielen Betonmischungen erläutert Dabei ist das Beispiel 1 ohne Verwendung von Stahlfasera zusammengestellt, um Ausgangswerte für die Druckfestigkeit, die Biegezugsfestigkeit und die Zugfestigkeit festzulegen. Bei allen Beispielen handelte es sich um Versuchsmiscbungen von Spritzbeton, bei welchen die Zuschlagstoffe als Sand-Kies-Gemische immer gleich waren. Diese Zuschlagstoffe wiesen einen Durchmesser von 0 bis 12 mm auf und besaßen folgende Zusammensetzung:
Die Erfindung betrifft Stahlfasera zur Bewehrung von Beton, insbesondere Spritzbeton.
Stahlfaserbeton ist beispielsweise durch einen Aufsatz in der Zeitschrift »Betonwerk und Fertigteil-Technik« 1973, Seiten 634 bis 637 bekanntgeworden. Danach sollen einer geeigneten Betonmischung kurze, dünne Stahldrähte beigegeben werden. Diese Stahldrähte haben eine Länge von etwa 25 bis 30 mm und einen Durchmesser von 0,25 bis 0,4 mm.
Bei der Anwendung solcher Stahldrähte ergeben sich Schwierigkeiten, insbesondere beim Herstellen von Spritzbeton, weil die Stakidrähu '.m Beton ungenügend haften und bei der Verarbeüung die Apparaturen einem erhöhten Verschleiß unterworfen s' id.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Stahlfasera zu schaffen, die aufgrund ihrer Formgebung eine ausreichende Haftung im Beton gewährleisten und leicht verarbeitbar sind.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch Stahlfasern mit einem ovalen Querschnitt mit einem Achsenverhältnis von 1 :2 bis 4 und einer größeren Querschnittsachse von etwa 0,1 mm und einer Stahlfaserlänge .von 2 bis 6 mm.
Derartige Stahlfasern können also eine größere Querschnittsachse von etwa 0,1 mm und eine kleinere Querschnittsachse von etwa 0,025 mm aufweisen. Sie haben sich in der Praxis bewährt und lassen sich leicht beim Herstellen z. B. von Spritzbeton einmischen und beanspruchen weder die Mischeinrichtungen noch die Förderleitungen. Der Verschleiß ist nicht größer als bei der Herstellung von konventionellem Beton. Außerdem ist die Dosierung problemlos.
Anwendbar sind die Betonarten, die mit den erfindungsgemäßen Stahlfasern hergestellt sind, beispielsweise für:
Industrieböden,
Flugpisten, Straßen (Verhinderung von Schwindrissen, erhöhte Abriebsfestigkeit)
Vorfabrikation, Zementwären,
dünnwandige Elemente ohne statische Beanspruchung,
Betonziegel, Zementröhren. Kanalelemente, Kabeldeckhauben. Tief- und IJntertagbau,
Böschungssicherungen. Kanalausklcidungen. Auskleidung von Spülrinnen, Toshecken. Schußrinnen Sand
Sand
Kies
Kies
0 bis 1 mm,
1 bis 4 mm,
4 bis 8 mm,
8 bis 12 mm,
22 Gew.-%
22 Gew.-%
24 Gew.-%
32 Gew.-%
Diese Werte sind mit Streuungen von +4% behaftet. Die spezifische Oberfläche eines derartigen Gemisches dürfte bei ca. 9,5 mVkg Gemisch liegen.
Als Stahlfasera wurden Fasern mit einer Länge von 2 bis 6 mm, im Durchschnitt 3 mm, verwendet. Sie wiesen ovalen Querschnitt auf, mit einem Achsenverhältnis von :2 bis 4, vorzugsweise t : 2,5 bis 3,3. Es zeigte sich, daß Stahlfasera im Querchnitt von 0,02 mm bis 0,03 mm und 0,1 mm sich gut eigneten. Die Reißfestigkeit des Stahles
so betrug 1000 bis 1100 N/mm2.
Die Zuschlagstoffe, der Zement und die Stahlfasern wurden gemäß den nachstehenden Rezepten für jede Mischung einzeln gewogen und in einem Freifallmischer trockengemischt Die Mischdauer betrug im Mittel 60 Sek. Es zeigte sich aber auch die Möglichkeit, mit Mischzeiten von 30 Sek. auszukommen.
Der Wasser/Zementfaktor lag bei ca. 0,45.
Die Probekörper von Spritzbeton nachfolgender Mischungen wurden in Holzformen gespritzt.
Mischungen und Prüfergebnisse
1. O-Mischung 1 ohne Stahlfasern
Bezeichnung der Proben 1.0
Zuschlagstoffe
Zement
Druckfestigkeit
Biegungsfestigkeit
Zugfestigkeit
48.4
7,7
0 0 - 12 mm : 1960 kg 300 kg
N/mnr im Mittel
N/mm2 im Mittel
2,975 N/mm- im Mittel
2. Mischung I mit 5% Stahlfasern
Bezeichnung der Proben 1.5
Zuschlagstoffe
Zement
Stahlfascrn
Druckfestigkeit
Biegungsfestigkeit
Zugfestigkeit
0 0 -f 12 mm : 1960 kg 300 ksj 113kg
67.7 N/mm' im Mittel
8.7 N/mrrr im Mittel
4.66 N/mnr im Mitte)
3. Mischung I mit 10% Stahlfasern
Bezeichnung der Proben 1,10
Zuschlagstoffe
Zement
Stahl fasern
Druckfestigkeit
Hiegungsfcstigkeit
Zugfestigkeit
0 0 - 12 mm : 1960 kg 300 kg 226 kg
55 N/mnr im Mittel
10.4 N/mnr im Mittel
«1.975 N/mm' im Mittel
Fortsetzung
Mischungen und Prüfergebnisse
4. Mischung I mit 12,5% Stahlfasern Bezeichnung der Proben 1.12,5
Zuschlagstoffe 0
Zement
Stahlfasern
Druckfestigkeit 25,5
Biegungsfestigkeit 8,65
Zugfestigkeit 3,3 c·
0-12 mm : 1960 kg 300 kg 282 kg N/mm2 im Mittel
(porös) N/mm2 im Mittel
(porös) N/mm2 im Mittel
5. Mischung I mit 15% Stahlfasern Bezeichnung der Proben 1.15
Zuschlagstoffe
Zement
Stahlfasern
Druckfestigkeit
Biegungsfestigkeit
Zugfestigkeit
0 0- 12 mm : 1960 kg 300 kg 339 kg
55,1 N/mm3 im Mitte!
13,85 N/mm2 in Mittel
5,4 N/mm2 im Mittel
6. Mischung II ohne Stahlfasern
Bezeichnung der Proben II.O
Zuschlagstoffe
Zement
Druckfestigkeit
Biegungsfestigkeit
Zugfestigkeit
0 O -τ 12 mm : 1960 kg 400 kg
57,3 N/mm2 im Mitte! 8,8 N/mm2 im Mittel 1,95 N/mm2 im Mittel Mischungen und Prüfergebnisse
7. Mischung II mit 5% Stahlfasem
Bezeichnung der Proben II.5
Zuschlagstoffe 0
Zement
Stahlfasern
Druckfestigkeit 63,4
Biegungsfestigkeit 9,05
Zugfestigkeit 4,07
0-5- 12 mm : 1960 kg 400 kg 113 kg
N/mm2 im Mittel
im Mittel
im Mittel
N/mm2
N/mm2
8. Mischung II mit 10% Stahlfasern
Bezeichnung tier Proben 11.10
Zuschlagstoffe
Zement
Stahlfasern
Druckfestigkeit
Biegungsfestigkeit
:n Zugfestigkeit
0 0 - 12 mm : 1960 kg 400 kg 226 kg
64,4 N/mm2 im Mittel
11,2 N/mm- im Mittel
4,405 N/mm2 im Mittel
Die Kontrolle der Gemische zei^■<£, daß bei normaler Mischdauer von 30 Sek. eine einwandfreie Verteilung der Stahlfasern im Trockengemisch vorhanden ist. Knauelbildungen konnten keine beobachtet werden. Beim Spritzen dieser Gemische bei Spritzbeton mit und ohne Kaserzugabe, konnte kein Unterschied festgestellt werden. Es wurde auch kein erhöhter Verschleiß an der Maschine, und zwar an den Dichtungselementen der Spritzanlage, festgestellt.
Aufgrund dieser Versuche wurde eier Kurvenverlauf gemäß den drei beiliegenden Kurven festgestellt. Daraus ist ersichtlich, wie sich die Bewehrung mit den Stahlfasern auf die verschiedenen Festigkeiten des Betons auswirkt
Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Stahlfasern zur Bewehrung von Beton, insbesondere Spritzbeton, gekennzeichnet durch einen ovalen Querschnitt mit einem Achsenverhältnis von 1:2 bis 4 und einer größeren Querschnittsachse von etwa 0,1 mm und einer Stahlfaserlänge von 2 bis 6 mm,
2. Stahlfasera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Achsenverhältnis des Querschnittes 1 :2^bis33ist
3. Stahlfasera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Faserlänge 3 mm beträgt
bei HochwBSserentlastungsanlagen, Kolkschutz,
Sicherungsarbeiten im Vortrieb, definitiver Ausbau in Minen und bei Tunnels,
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JP75979A JPS5580768A (en) 1978-12-11 1979-01-10 Steel fiber concrete

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