Title: Effect of reinforcement on the fibre orientation within fibre reinforced concrete

Original Title: Učinak armature na orjentaciju vlakana unutar betona armiranog vlaknima

Authors: Marta Miletić, Francois Guillard, Benjy Marks

DOI: https://doi.org/10.5592/CO/ZT.2017.34

First page: 165 Last page: 170

Publish date: 18.9.2017 Publish date online: 18.9.2017

Abstract: Ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPC) is an advanced cementitious composite, which is characterized by its high compressive strength and enhanced durability. The mechanical and durability properties of UHPC are to a great extent dependent on fibre orientation within the cementitious matrix. However, determination of the actual three-dimensional fibre orientation has always been challenging, which limits the use of UHPC in the construction industry. In this paper, dynamic X-ray radiography, a nondestructive and noninvasive testing technique, is used to determine the fibre orientation via a new statistically-based method. Furthermore, the effect of unidirectional conventional reinforcement on fibre orientation in the UHPC structural member is examined. It was found that the presence of both mould edges and conventional reinforcement substantially affected fibre orientation. Because fibre orientation affects the post-cracking tensile strength, which is one of the main design parameters of UHPC, the effect of reinforcement and mould layout should be taken into account during the design of UHPC structural elements.

Sažetak: Beton ojačan vlaknima posebno visokih svojstava (UHPC) je napredni cementni kompozit koji je karakteriziran visokom tlačnom čvrstoćom I povećanom trajnošću. Mehanička i svojstva trajnosti UHPC uglavnom ovise o orijentaciji vlakana unutar cementne matrice. Međutim, određivanje stvarne prostorne orijentacije vlakana uvijek je bio izazov, što ograničava upotrebu UHPC-a u građevinskoj industriji. U ovom radu za određivanje orijentacije vlakana korištena je dinamička rendgenska radiografija kao nedestruktivna i neinvazivna metoda ispitivanja uz pomoć nove metode uz pomoć statistike. Nadalje, istražen je učinak jednosmjerne konvencionalne armature na orijentaciju vlakana u UHPC konstrukcijskim elementima. Utvrđeno je da prisutnost oba ruba kalupa i konvencionalne armature značajno utječe na orijentaciju vlakana. Iz razloga što orijentacija vlakana utječe na vlačnu čvrstoću u raspucalom stanju, što je jedan od glavnih parametara kod projektiranja UHPC, učinak armature i oblika kalupa mora se uzeti u obzir tijekom projektiranja konstrukcijskih elemenata izvedenih UHPC-om.