Was ist polypropylenfaserverstärkter Beton?

Was ist polypropylenfaserverstärkter Beton?

Polypropylenfaserverstärkter Beton (oft abgekürzt als PPFRC) ist Beton, der Folgendes enthält kurze Polypropylen (PP)-Fasern durch die Charge gemischt. Die Fasern breiten sich durch den Zementleim und die Zuschlagstoffe aus. Sie erzeugen einen dreidimensionalen Verstärkungseffekt im Inneren des Betons. Dadurch wird die Rissbildung eingedämmt, die Zähigkeit verbessert und die Dauerhaftigkeit in vielen gängigen Anwendungen unterstützt.

PPFRC ist beliebt, weil es einfach zu verarbeiten ist. Die Fasern werden in den Mischer oder Fertigmischwagen gegeben. Bei vielen nicht-strukturellen Rissbekämpfungsarbeiten müssen die Teams kein vollständiges Netz einbauen.

Arbeiter gibt Polypropylenfasern in den frischen Beton in einem Fahrmischer vor dem Einbringen

Was ist polypropylenfaserverstärkter Beton (PPFRC)?

PPFRC ist ein faserverstärkter Beton, der Polypropylenfasern als Verstärkungselement verwendet. Das Grundmaterial bleibt das gleiche. Es besteht aus Zement, Wasser, Sand, groben Zuschlagstoffen und gegebenenfalls Zusatzstoffen. Der Unterschied besteht darin, dass die PP-Fasern beim Mischen hinzugefügt werden.

Der praktischste Weg, PPFRC zu beschreiben, ist einfach. Bewehrungsstäbe verstärken den Beton in bestimmten Linien. PP-Fasern verstärken den Beton über das gesamte Volumen. Deshalb verwenden Bauunternehmen sie zur Risskontrolle und für die Oberflächenbehandlung.

PPFRC ist nicht ein einziges Produkt. Die Leistung ändert sich je nach Fasertyp, Faserdosierung, Mischungsdesign, Einbaumethode und Aushärtungsmethode.

Oberfläche einer großen Betonplatte, die nach dem Einbringen mit Polypropylenfaser verstärktem Beton zur Risskontrolle bearbeitet wurde

Was sind Polypropylenfasern (Mikro- vs. Makrofasern)?

Polypropylenfasern für Beton werden in der Regel in zwei Gruppen eingeteilt.

Mikro-Polypropylen-Fasern sind kurz und sehr dünn. Ihre Hauptaufgabe ist die Frischbetonleistung. Sie reduzieren die plastische Schwindrissbildung. Sie verringern auch plastische Setzungen, indem sie das Ausbluteverhalten verändern.

Makro-Polypropylen-Fasern sind länger, dicker und steifer. Ihre Hauptaufgabe ist die Festbetonleistung. Sie verbessern die Zähigkeit, die Schlagfestigkeit und die Restfestigkeit nach Rissbildung. Ihr struktureller Beitrag hängt von der Dosierung, der Fasergeometrie und der Prüfmethode ab.

In Produktform können Sie auch sehen:

  • Monofilament: einzelne glatte Filamente, üblich für die Kontrolle von Mikrofaserrissen
  • FibrilliertFilmartige Faser, die sich beim Mischen zu einem Netz öffnet und zur Kontrolle von Schwundrissen sowie zur Unterstützung der Kohäsion verwendet wird
Seite-an-Seite-Vergleich von Mikro-Polypropylenfasern und Makro-Polypropylenfasern für die Betonbewehrung

Wie funktionieren Polypropylenfasern im Beton?

PP-Fasern wirken hauptsächlich durch Rissüberbrückung und Stabilisierung der Mischung.

In frischem Beton tragen Mikro-PP-Fasern zur Verringerung der Blutungskanäle bei. Sie verbessern die Homogenität der Mischung. Sie verlangsamen die Ausblutungsrate. Dies trägt dazu bei, Probleme mit plastischen Setzungen zu verringern. Sie tragen auch zur Verringerung der plastischen Schwindungsrisse bei hoher Verdunstung bei.

Im Festbeton helfen Makro-PP-Fasern, nachdem sich der erste Riss gebildet hat. Die Fasern durchqueren die Rissebene. Sie tragen einen Teil der Zugspannung. Dies verbessert das Verhalten nach der Rissbildung, so dass sich der Beton in vielen Lastfällen weniger spröde verhält. Die Forschungsliteratur zeigt Verbesserungen der Spaltzugfestigkeit und der Restbiegefestigkeit bei geeigneten Faservolumenanteilen.

PP-Fasern spielen auch in Brandszenarien für dichte Mischungen eine besondere Rolle. PP schmilzt bei einer relativ niedrigen Temperatur. Dadurch können Wege geschaffen werden, die den Dampfdruck entlasten, was das Risiko explosiver Abplatzungen in einigen Betonen, insbesondere in Hochleistungsmischungen, die in Tunneln verwendet werden, verringern kann.

Geschnittene Betonprobe mit Polypropylenfasern, die einen feinen Riss im erhärteten Beton überbrücken

Was sind die wichtigsten Vorteile des PPFRC?

Die meisten Käufer entscheiden sich aus klaren, arbeitsplatzbezogenen Gründen für PPFRC. Sie wollen weniger Risse. Sie wollen weniger Rückrufe. Sie wollen eine Oberfläche, die lange hält.

1) Bessere Kontrolle der plastischen Schwindungsrisse

Polypropylenfasern werden häufig eingesetzt, um die durch die Schrumpfung des Kunststoffs verursachte Frühzeitigkeit der Rissbildung zu verringern. Dies ist ein bekanntes Problem, wenn die Oberfläche schneller trocknet, als das Abflusswasser sie ersetzen kann.

2) Geringere Segregation, geringere Abrechnungsprobleme

Mikro-PP-Fasern können zur Stabilisierung der Mischung beitragen. Sie blockieren die Wasserkanäle für das Ausbluten. Dadurch wird die Auslaufgeschwindigkeit reduziert und ein gleichmäßigeres Ergebnis bei der Endverarbeitung erzielt.

3) Höhere Zähigkeit und Schlagzähigkeit

Makro-PP-Fasern können die Zähigkeit verbessern. Sie können das Restbiegeverhalten nach Rissbildung verbessern, je nach Dosierung und Prüfverfahren.

4) Unterstützung der Dauerhaftigkeit durch engere Rissmuster

Engere Risse bedeuten weniger Wasserbewegung durch die Platte. Dies unterstützt die langfristige Haltbarkeit in vielen Umgebungen.

5) Verringerung des Risikos von Brandabplatzungen bei ausgewählten Konstruktionen

PP-Mikrofasern werden als Mittel gegen explosive Abplatzungen in hochdichtem Beton bei Brandeinwirkung eingesetzt, insbesondere in Tunneln.

Vergleich von Betonoberflächen, die bei der Verwendung von Polypropylenfasern weniger Schwindrisse aufweisen

Wo wird polypropylenfaserverstärkter Beton verwendet?

PPFRC wird in Fertigteil-, Fertigteil- und Trockenmischsystemen verwendet.

Zu den üblichen Anwendungen gehören:

  • Platten auf dem BodenLagerhäuser, Werkstätten, Höfe, Parkplatten
  • Estriche plus Toppings: dünne Schichten, die schnell trocknen
  • SpritzbetonReparaturen, Böschungen, Tunnelverkleidungen (oft in Kombination mit anderen Bewehrungen)
  • Vorgefertigte Produkte: Ringe, Abdeckungen, Entwässerungselemente, kleine Platten
  • Mörtel und Reparaturmaterial: gesackte Mischungen, die eine Schwindrisskontrolle benötigen

Mikro-PP-Fasern werden in der Regel zur frühen Risskontrolle in Platten, Estrichen und Mörteln eingesetzt. Makro-PP-Fasern werden ausgewählt, wenn das Projekt eine höhere Zähigkeit und ein besseres Verhalten nach dem Riss erfordert.

Collage mit Bodenplatte, Fertigteilen und Spritzbetonarbeiten aus polypropylenfaserverstärktem Beton

Was ist die typische Dosierung für PPFRC?

Die Dosierung hängt von der Faserart und der angestrebten Leistung ab.

Für Mikro-Polypropylen-Fasern, beträgt eine typische Referenzdosis etwa 0,9 kg/m³ zur Kontrolle von Rissen im Frischbeton.

Viele Produkte enthalten auch 0,6-0,9 kg/m³ als gängiges Dosierungsband für die Kontrolle plastischer Schwundrisse.

Für Makro-Polypropylen-Fasern, Die Dosierung ist oft höher. Die richtige Anzahl hängt von der erforderlichen Restfestigkeit und der Konstruktionsmethode ab. In der Literatur wird betont, dass die strukturelle Leistung stark von der Dosierung und den Fasereigenschaften abhängt.

Mischtipps sind ebenso wichtig wie die Dosierung:

  • Fügen Sie die Fasern langsam hinzu. Nicht alles auf einmal wegschütten.
  • Halten Sie ein ausreichendes Fließmaß für die Dispersion ein. Einige technische Datenblätter warnen vor der Zugabe von Fasern zu Mischungen mit sehr niedrigem Klumpen.
  • Verwenden Sie einen Wasserreduzierer, wenn das gemessene Fließmaß nach der Zugabe von Fasern sinkt.
  • Halten Sie die Aushärtung strikt ein. Fasern helfen, aber das Aushärten kontrolliert immer noch das Schrumpfungsrisiko.
## Wie hoch ist die typische Dosierung für PPFRC?Die Dosierung hängt vom Fasertyp und der angestrebten Leistung ab.** Für **Mikro-Polypropylenfasern** liegt eine typische Referenzdosierung bei etwa **0,9 kg/m³** für die Risskontrolle von Frischbeton. Viele Produkte geben auch **0,6-0,9 kg/m³** als üblichen Dosierungsbereich für die Kontrolle von Schwindrissen an. Bei **Makro-Polypropylenfasern** ist die Dosierung oft höher. Die richtige Anzahl hängt von der erforderlichen Restfestigkeit und der Konstruktionsmethode ab. In der Literatur wird betont, dass die strukturelle Leistung stark von der Dosierung und den Fasereigenschaften abhängt. Tipps zum Mischen sind ebenso wichtig wie die Dosierung:- Fügen Sie die Fasern langsam hinzu. Lassen Sie nicht alles auf einmal einfließen.- Halten Sie ein ausreichendes Setzmaß für die Dispersion ein. Einige technische Datenblätter warnen vor der Zugabe von Fasern zu Mischungen mit sehr niedrigem Setzmaß.- Verwenden Sie einen Wasserreduzierer, wenn das gemessene Setzmaß nach der Zugabe von Fasern sinkt.- Halten Sie die Nachbehandlung streng ein. Die Fasern helfen, aber die Aushärtung kontrolliert immer noch das Schwindungsrisiko.[Bildplatzhalter]**Bildtitel:** Messung der PP-Faserdosierung in einem Transportbetonwerk**Bild Alt Text:** Techniker wiegt Polypropylenfasersäcke, um die richtige Dosierung pro Kubikmeter Beton zu erhalten

Was sind die Grenzen des PPFRC?

PPFRC ist nützlich, aber man sollte die Erwartungen richtig setzen.

  1. Es ersetzt in den meisten Bauteilen keinen Bewehrungsstahl. Bewehrungsstäbe übertragen große Zugkräfte an bestimmten Stellen. PP-Fasern werden verteilt. Sie verbessern die Risskontrolle und die Zähigkeit, sind aber nicht mit der primären Stahlbewehrung vergleichbar.
  2. Die Mikro-PP-Faser zielt hauptsächlich auf frühe Rissbildung und nicht auf strukturelle Festigkeit ab. Mikrofasern konzentrieren sich auf das Frischbetonverhalten. Sie reduzieren die plastische Schwindrissbildung.
  3. Die Verarbeitbarkeit kann sich ändern. Fasern können einen scheinbaren Fließverlust verursachen. Viele Anbieter empfehlen Wasserreduzierer, um dies auszugleichen, nicht aber zusätzliches Wasser.
  4. Durch falsches Mischen können Klumpen entstehen. Eine schlechte Dispersion verringert die Leistung. Außerdem entstehen dadurch Schwachstellen.

Eine einfache Regel funktioniert gut. Verwenden Sie PPFRC, um das Rissverhalten und die Haltbarkeit zu verbessern. Verwenden Sie Bewehrungsstahl, wenn die Konstruktion eine deutliche Zugfestigkeit erfordert.

Bewehrungskorb in einer Schalung für einen Strukturträger, bei dem Polypropylenfaserbeton als Ergänzung verwendet wird

Welche Normen oder Tests gelten für PPFRC?

Wenn Sie Makro-PP-Fasern für Leistungsansprüche verwenden, die über die Kontrolle der Kunststoffschrumpfung hinausgehen, sind Tests wichtig.

Das Restbiegeverhalten wird häufig mit standardisierten Balkenprüfungen bewertet. Zu den gängigen Methoden gehören EN 14651 sowie ASTM-Methoden wie ASTM C1609. In der Fachliteratur wird erörtert, wie unterschiedliche Prüfverfahren die angegebenen Werte für die Restfestigkeit verändern können, selbst bei ähnlichen Polypropylenfasermischungen.

Bei Projekten, die darauf abzielen, Gewebe in Bodenplatten zu ersetzen, sollte Ihr Planungsteam eine anerkannte Methode anwenden. Ihr Faserprodukt sollte Testdaten und eine technische Dokumentation enthalten.

Laboraufbau zur Durchführung eines Dreipunkt-Biegeversuchs an einem mit Polypropylenfasern bewehrten Betonbalkenprobestück

Ecocretefiber™ polypropylenfaserverstärkter Betonträger

Ecocretefiber™ ist die Betonfasermarke von Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. Wir liefern Polypropylenfasern für Beton in Mikro- und Makroqualitäten für globale Kunden.

Unsere Unterstützung konzentriert sich auf die praktische Umsetzung:

  • Faserauswahl für Ihr Ziel: Mikrorisskontrolle, Makrozähigkeit oder Hybrid
  • Dosierungsvorschläge basierend auf Ihrer Anwendung und Ihren Mischbedingungen
  • Mischanleitung, die das Klumpenrisiko verringert
  • Unterstützung bei der Dokumentation von Angeboten, Vertrieb und Produktmarketing

Wenn Sie eine Faserproduktlinie aufbauen wollen, unterstützen wir die Zusammenarbeit mit Händlern. Wenn Sie Fertigmischungen oder Fertigteile herstellen, unterstützen wir Versuchsmischungen und stabile Nachlieferungen.

Ecocretefiber™-Polypropylenfaser-Verpackung, vorbereitet für den Versand zur Betonbewehrung

Schlussfolgerung

Polypropylenfaserverstärkter Beton ist ein Beton, der Polypropylenfasern enthält, die in der Mischung verteilt sind. Mikro-PP-Fasern tragen dazu bei, die frühe Rissbildung zu kontrollieren und die Stabilität des Frischbetons zu verbessern. Makro-PP-Fasern verbessern bei vielen Anwendungen die Zähigkeit nach der Rissbildung. PP-Mikrofasern sind auch dafür bekannt, dass sie das Risiko von Brandabplatzungen in dichtem Beton bei einigen Konstruktionen verringern.

Wenn Sie eine unkomplizierte Möglichkeit suchen, das Rissrisiko zu verringern, die Oberflächenleistung zu verbessern und den Wert Ihrer Betonprodukte zu erhöhen, ist PPFRC oft eine gute Wahl. Der richtige Fasertyp, die richtige Dosierung und die richtige Mischdisziplin entscheiden über das Endergebnis.

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