ВВЕДЕНИЕ В этом отчете рассматриваются сталефибробетон (СФБ) и раствор, изготовленный на основе гидравлических цементов и содержащий мелкие или мелкие и крупные заполнители, а также прерывистые дискретные стальные волокна. В настоящее время (1988 г.) эти материалы обычно используются только в нескольких типах применений, но Комитет 544 ACI полагает, что многие другие применения будут разработаны, как только инженеры узнают о полезных свойствах материала и получат доступ к соответствующим процедурам проектирования. Содержание этого отчета отражает опыт комитета в отношении используемых в настоящее время процедур проектирования. В смеси используется бетон обычного типа, хотя пропорции следует варьировать, чтобы добиться хорошей удобоукладываемости и в полной мере использовать преимущества волокон. Это может потребовать ограничения размера заполнителя@, оптимизации градации@, увеличения содержания цемента@ и, возможно, добавления летучей золы или других добавок для улучшения удобоукладываемости. Волокна могут принимать различные формы. Их поперечные сечения включают круглые, прямоугольные, полукруглые и неправильные или изменяющиеся сечения. Они могут быть прямыми или изогнутыми и иметь разную длину. Для описания геометрии используется удобный числовой параметр, называемый соотношением сторон. Это соотношение представляет собой длину волокна, разделенную на диаметр. Если поперечное сечение не круглое, то используется диаметр круглого сечения той же площади. Проектировщику лучше всего рассматривать фибробетон как бетон с повышенной деформируемостью, ударопрочностью, поглощением энергии и прочностью на растяжение. Однако увеличение этих свойств будет варьироваться от существенного до нулевого в зависимости от количества и типа используемых волокон; кроме того, свойства не будут увеличиваться с той же скоростью, что и добавление волокон. Доступно несколько подходов к проектированию элементов из сталефибробетона (SFRC), основанных на традиционных методах проектирования, дополненных специальными процедурами учета волокна. Эти методы обычно изменяют внутренние силы в элементе, чтобы учесть дополнительное натяжение волокон. При поддержке данных полномасштабных испытаний эти подходы могут обеспечить удовлетворительные конструкции. Основные различия в предлагаемых методах заключаются в определении величины увеличения растягивающего напряжения за счет волокон и в способе расчета суммарной силы. Другие используемые подходы часто являются эмпирическими и могут применяться только в определенных случаях, когда были получены ограниченные подтверждающие данные испытаний. Их следует использовать с осторожностью в новых приложениях только после надлежащего исследования. Обычно @ в конструкционных целях @ стальные волокна следует использовать в качестве дополнения к арматурным стержням. Стальные волокна могут надежно подавлять растрескивание и повышать устойчивость материала к разрушению в результате усталостного воздействия@, усадки@ или термических напряжений. Консервативный, но оправданный подход к элементам конструкций, в которых возникают изгибающие или растягивающие нагрузки@, например, в балках@ колоннах@ или приподнятых плитах (т.е. крышах@ перекрытиях@ или плитах, не находящихся на уровне земли)@, заключается в том, что для поддержки всей конструкции необходимо использовать арматурные стержни. растягивающая нагрузка. Это связано с тем, что изменчивость распределения волокон может быть такой, что низкое содержание волокон в критических областях может привести к неприемлемому снижению прочности. В тех случаях, когда наличие непрерывного армирования не является существенным для безопасности и целостности конструкции@, например@ полы на грунте@ дорожные покрытия@ верхние слои@ и облицовка из торкрет-бетона@ улучшение прочности на изгиб@ ударопрочность@ и усталостных характеристик, связанных с волокнами может использоваться для уменьшения толщины сечения @ улучшения производительности @ или того и другого. ACI 318 не предусматривает использование дополнительной прочности бетона при проектировании зданий, и поэтому@ расчет арматуры должен осуществляться в соответствии с обычной процедурой. Другие приложения предоставляют больше свободы для полного использования улучшенных свойств SFRC. В некоторых случаях стальные волокна использовались без стержней для восприятия изгибающих нагрузок. Это были приподнятые плиты с короткими пролетами@, например@ гараж в аэропорту Хитроу с плитами площадью 3 фута-6 дюймов (1,07 м) в квадрате и толщиной 2 л/2 дюйма (10 см)@, поддерживаемыми с четырех сторон (Аноним, 1971). . В таких случаях@ надежность элементов должна быть подтверждена полномасштабными нагрузочными испытаниями@, а при изготовлении должен применяться жесткий контроль качества. Некоторые полномасштабные испытания показали, что стальные волокна эффективны в качестве дополнения или замены хомутов в балках (Уильямсон, 1978; Крейг, 1983; Шарма, 1986). Хотя в настоящее время это не является общепринятой практикой, другие полномасштабные испытания показали, что стальные волокна в сочетании с арматурными стержнями могут увеличить моментную нагрузку железобетонных балок (Хенагер и Доэрти, 1976; Хенагер, 1977а). Стальные волокна также могут обеспечить адекватный внутренний сдерживающий механизм при использовании цементов, компенсирующих усадку, так что бетонная система будет выполнять свою функцию контроля трещин, даже если не обеспечивается сдерживание обычной арматурой. Волокна и цементы, компенсирующие усадку, не только совместимы, но и дополняют друг друга при совместном использовании (Пол и др., 1981). Руководство по цементу, компенсирующему усадку, доступно в ACI 223.1R. ASTM A 820 охватывает стальную фибру, предназначенную для использования в фибробетоне. Процедуры проектирования, обсуждаемые в этом отчете, основаны на волокнах, соответствующих этой спецификации. Дополнительные источники информации о дизайне доступны в избранной библиографии, подготовленной Хоффом (1976-1982)@ в публикациях ACI SP-44 (1974) и SP-81 (1984)@ в материалах совместного американо-шведского семинара 1985 года под редакцией Шах и Скарендал (1986)@ и недавняя публикация ACI SP-105 под редакцией Шаха и Бэтсона (1987). Для получения рекомендаций относительно дозирования@ смешивания@ укладки@ отделки@ и испытаний на удобоукладываемость сталефибробетона@ проектировщик должен обратиться к ACI 544.3R.
ACI 544.4R-1988 История
2018ACI 544.4R-2018 Руководство по проектированию фибробетона
1988ACI 544.4R-1988 Рекомендации по проектированию железобетона, армированного стальной фиброй