Polypropylenfaserverstärkter Beton wird verwendet, um Kontrolle der Rissbildung, Verbesserung der Zähigkeit, Unterstützung des Verhaltens nach dem Riss und Lösung spezifischer Probleme in Bezug auf die Dauerhaftigkeit oder den Brand in Beton. Die genaue Verwendung hängt von der Art der Faser ab. Mikro-Polypropylen-Fasern werden in der Regel zur Kontrolle von Rissen im Frühstadium verwendet. Makro-Polypropylenfasern werden in der Regel verwendet, wenn der Beton nach der Rissbildung eine bessere Leistung benötigt. Die ACI-Richtlinie besagt, dass Polypropylenfasern je nach Größe entweder mikrosynthetisch oder makrosynthetisch sein können, und die Sika-Richtlinie für Betonfasern besagt, dass Makrofasern verwendet werden, wenn eine Erhöhung der Restbiegefestigkeit nach Rissbildung erforderlich ist.
Das bedeutet, dass polypropylenfaserverstärkter Beton nicht nur ein einzelnes Produkt für eine einzige Aufgabe ist. Es handelt sich um eine breit gefächerte Betonkategorie, die auf unterschiedliche Weise für Platten, Fahrbahnen, Beläge, Spritzbeton, Tunnelbau, Fertigteile und Hochtemperaturanwendungen verwendet wird. Laut EN 14889-2 können Polymerfasern für Beton für strukturelle oder nicht-strukturelle Zwecke verwendet werden und decken Spritzbeton, Bodenbeläge, Fertigteile, Ortbeton und Reparaturbeton ab.
Es wird häufig für die Kontrolle von Rissen im Frühstadium in Platten und Flachbauten verwendet.
Eine der häufigsten Verwendungen von polypropylenfaserverstärktem Beton ist Verringerung der frühzeitigen Rissbildung in Platten, Böden, Belägen und Pflasterflächen. Dies ist die Verwendung, die die meisten Menschen meinen, wenn sie über Mikro-Polypropylenfasern sprechen. NRMCA sagt, dass synthetische Fasern helfen, indem sie Risse überbrücken und zerstreuen und ein internes Stützsystem bieten, das plastische Setzungsrisse hemmt. ASTM C1579 ist die Standardtestmethode zum Vergleich der plastischen Schwindungsrisse von faserverstärkten Betonplatten mit Kontrollplatten bei starkem Feuchtigkeitsverlust vor dem endgültigen Abbinden. FHWA-Forschungsarbeiten haben außerdem ergeben, dass Polypropylenfasern bei relativ geringen Fasermengen die Gesamtrissfläche und die maximale Rissbreite in Plattenoberflächen, die einem begrenzten plastischen Schwinden ausgesetzt sind, erheblich reduzieren.
Aus diesem Grund werden Polypropylenfasern so häufig in Bodenplatten, Lagerhallenböden, Gehwegen, Flachbauten in Wohngebäuden, Abdeckungen und vielen Pflasterarbeiten eingesetzt. Dies sind die Stellen, an denen heiße Luft, Wind, schnelles Trocknen oder Setzungen um die Bewehrung herum zu Oberflächenrissen führen können, bevor der Beton viel an Festigkeit gewonnen hat. Unter diesen Bedingungen bietet polypropylenfaserverstärkter Beton dem Bauunternehmer eine praktische Möglichkeit, das Risiko sichtbarer Risse zu verringern und spätere Ausbesserungs- und Reklamationsarbeiten zu reduzieren.
Es wird auch als Sekundärbewehrung in Platten, Abdeckungen und allgemeinen Betonarbeiten verwendet.
Polypropylenfaserverstärkter Beton wird häufig verwendet als Sekundärbewehrung, Dies gilt vor allem dann, wenn das Projekt eine bessere Rissverteilung und eine bessere Gebrauchstauglichkeit erfordert, die Fasern aber nicht als Hauptbaustahl verwendet werden sollen. NRMCA sagt, dass makrosynthetische Fasern als nicht-strukturelle Temperatur- und Schwindbewehrung und als Bewehrung zur Risskontrolle verwendet werden können, wenn die Festbetonkriterien dokumentiert sind. In den Produktspezifikationen von Sika heißt es außerdem, dass synthetische Mikrofasern zur Verringerung der plastischen Schwindrisse in Ortbeton verwendet werden können.
Diese Verwendung ist auf der Baustelle von Bedeutung, da viele Bauunternehmen nicht nur versuchen, einen Riss zu schließen. Sie versuchen, die Platte dichter und gleichmäßiger zu machen und die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass sich breitere Betriebsrisse bilden. In dieser Funktion tragen Polypropylenfasern dazu bei, dass sich die Rissbewegung durch viele feinere Risse verteilt, anstatt weniger größere Risse zuzulassen. Das ist ein Grund dafür, dass polypropylenfaserverstärkter Beton immer wieder in kommerziellen Fußböden, Deckschichten und allgemeinen Plattenarbeiten eingesetzt wird, bei denen sowohl das Aussehen als auch die Lebensdauer eine Rolle spielen.
Es wird für die Rissnachbehandlung in Platten, Belägen und Spritzbeton verwendet, wenn Makro-PP-Fasern ausgewählt werden.
Wenn die Polypropylenfaser ein Makro-Kunstfaser, wird der Beton für eine andere Aufgabe verwendet. In diesem Fall wird polypropylenfaserverstärkter Beton verwendet, wenn der Planer Restfestigkeit nach Rissbildung, Zähigkeit und Rissüberbrückungsfähigkeit. Sika erklärt, dass strukturelle Makrofasern aus Stahl oder Synthetik sein können, dass sie einen Durchmesser von 0,3 mm oder mehr haben und dass sie Zugspannungen widerstehen, die Rissentwicklung kontrollieren und dort eingesetzt werden können, wo eine Restbiegefestigkeit nach Rissbildung erforderlich ist. ASTM C1609 ist die Standardprüfmethode zur Bewertung der Biegefestigkeit anhand der Last-Durchbiegungskurve eines Trägers.
Dies ist der mit Polypropylenfasern verstärkte Beton, der in anspruchsvolleren Diskussionen über Platten und Beläge auftaucht. Er wird für Industrieböden, Logistikböden, Tribünen, Außenplatten, Gehwege und einige Spritzbetonsysteme verwendet, weil der Beton ein brauchbares Verhalten nach dem ersten Riss haben muss, nicht nur während der ersten Stunden nach dem Gießen. Sowohl in der Forschung als auch in der Industrie wird die Verwendung von Makro-Polypropylenfasern mit einer verbesserten Zähigkeit und Risskontrolle in Verbindung gebracht, weshalb das Material in ausgewählten Anwendungen häufig als praktische Alternative zu nominalen Matten diskutiert wird.
Es wird in Spritzbeton und Tunneltragsystemen verwendet.
Polypropylenfaserverstärkter Beton wird auch verwendet in Spritzbeton und tunnelbezogene Anwendungen. EN 14889-2 schließt Spritzbeton ausdrücklich in den Anwendungsbereich für Polymerfasern ein, und der Betonverband sagt, dass Makro-Kunstfasern in einigen strukturellen Betonanwendungen auf der Grundlage der plastischen Analyse verwendet werden können, wie z. B. bei Bodenplatten und Felsunterstützung mit Spritzbeton.
Dies ist wichtig, da bei Tunnel- und Bodenarbeiten häufig ein Bewehrungssystem erforderlich ist, das über die gesamte Betonschicht verteilt ist und nicht nur in einer Bewehrungsebene liegt. Bei diesen Anwendungen kann polypropylenfaserverstärkter Beton bei der Risskontrolle, der Energieabsorption und der Baugeschwindigkeit helfen. Aus diesem Grund wird das Material so häufig in Diskussionen über Spritzbeton und Spritzbeton eingesetzt. Es eignet sich für Arbeiten, bei denen es auf Geschwindigkeit, Sicherheit und das Verhalten nach einem Riss ankommt.
Es wird für Brückenbeläge und Fahrbahnbeläge verwendet.
Polypropylenfaserverstärkter Beton wurde auch untersucht und verwendet für Brückenbeläge und Belagsarbeiten auf der Fahrbahn. Ein Bericht des Virginia Transportation Research Council untersuchte faserverstärkte Betone mit Polypropylen-Monofilamenten und fibrillierten Fasern für Fahrbahnbeläge und Brückenbeläge. In neueren Verkehrsberichten über faserverstärkte Betondeckschichten wird FRC als vielseitiges Material beschrieben, mit dem sich Risskontrolle und Haltbarkeit an die Bedingungen der Deckschicht anpassen lassen.
Diese Verwendung ist sinnvoll, weil Deckschichten dünn und begrenzt sind und Schwindungs- und Temperaturbelastungen ausgesetzt sind. Sie benötigen eine frühzeitige Risskontrolle und später auch Dauerhaftigkeit. Bei Überbauungen ist polypropylenfaserverstärkter Beton attraktiv, weil er die Rissbreite verringern, die Zähigkeit unterstützen und die Gebrauchstauglichkeit verbessern kann, ohne die gleiche Bewehrungsanordnung wie ein dickeres Bauteil zu erfordern. Das macht ihn zu einer praktischen Lösung für Brückenbeläge, verklebte Beläge und einige Belagssanierungssysteme.
Es wird verwendet, um die Widerstandsfähigkeit gegen Brandabplatzungen in hochfestem Beton und Tunnelauskleidungen zu verbessern.
Eine der wichtigsten Spezialanwendungen von polypropylenfaserverstärktem Beton ist Verringerung des Risikos explosiver Abplatzungen bei Bränden, insbesondere bei dichtem, hochfestem Beton und im Tunnelbau. In einem von Sika herausgegebenen technischen Dokument heißt es, dass die Verwendung von Polypropylenfasern in Beton zur Verhinderung von explosiven Abplatzungen im Brandfall in vielen Teilen der Welt, insbesondere im Tunnelbau, gängige Praxis geworden ist. Ein Bericht von 2019 in Materialien erklärt, dass Polymerfasern, einschließlich Polypropylen, dazu beitragen können, explosive Abplatzungen zu verringern, indem sie schmelzen und Raum für Feuchtigkeitsbewegungen und Druckentlastung schaffen.
Diese Verwendung unterscheidet sich von der üblichen Risskontrolle bei Platten. Hier sind die Polypropylenfasern nicht in erster Linie dazu da, die Oberflächenqualität am ersten Tag zu verbessern. Sie werden eingesetzt, weil hochfester Beton bei schneller Erwärmung einen internen Dampfdruck aufbauen kann, und Polypropylenfasern können Wege schaffen, die diesen Druck abbauen, sobald die Fasern erweichen oder schmelzen. Aus diesem Grund wird polypropylenfaserverstärkter Beton in Tunnelauskleidungen, Tunnelsegmenten und anderen feuerempfindlichen Betonsystemen eingesetzt. In neuerer, frei zugänglicher Literatur wird auch darauf hingewiesen, dass Polypropylenfasern in Betonfertigteilen für Tunnelauskleidungen verwendet werden, um explosivem Verhalten und Abplatzungen bei Brandtemperaturen entgegenzuwirken.
Es wird in Betonfertigteilen, einschließlich Fertigteilen für Tunnel, verwendet.
Polypropylenfaserverstärkter Beton wird auch verwendet in vorgefertigter Beton, Der Grund dafür kann sich jedoch von Produkt zu Produkt ändern. EN 14889-2 schließt Betonfertigteile in den Anwendungsbereich der Polymerfasern ein, und die Leitlinien der Betonindustrie zählen Fertigteile zu den normalen Anwendungsbereichen für Polymerfasern. Bei Fertigteilen für Tunnelbauwerke sind Polypropylenfasern aufgrund ihrer Rolle bei der Kontrolle von Brandabplatzungen und beim Rissmanagement besonders wichtig.
Für einen Hersteller von Fertigteilen ist die Attraktivität praktisch. Die Fasern werden in der Mischung verteilt, sie können die Risskontrolle bereits in einem frühen Stadium unterstützen und sie können den Wert von Produkten erhöhen, bei denen Haltbarkeit, Handhabung und Brandverhalten eine Rolle spielen. Dies ist ein Grund dafür, dass Polypropylenfasern immer wieder in Diskussionen über Tübbingauskleidungen und in Fertigteilsystemen mit anspruchsvollen Einsatzbedingungen auftauchen.
Es wird verwendet, wenn Käufer eine korrosionsfreie Faseroption wünschen.
Ein weiterer Grund für die Verwendung von polypropylenfaserverstärktem Beton ist, dass Polypropylen ein polymeres, nicht korrodierendes Verstärkungsmaterial. ASTM C1116 stellt fest, dass Polyolefine wie Polypropylen und Polyethylen sich in Beton als dauerhaft erwiesen haben. FHWA-Forschungsarbeiten zu Hochleistungsbeton haben ebenfalls ergeben, dass Nylon 6 und Polypropylenfasern in der alkalischen Umgebung von Beton dauerhaft sind.
Dies ist bei Projekten von Vorteil, bei denen der Käufer die Vorteile einer verteilten Faserverstärkung wünscht, aber keine Korrosionsprobleme mit Stahlfasern oder freiliegende Stahlfaserspitzen an der Oberfläche wünscht. Das bedeutet nicht, dass Polypropylen die beste Lösung für jede Aufgabe ist. Es bedeutet, dass faserverstärkter Beton aus Polypropylen oft gewählt wird, wenn korrosionsfreie Bewehrung und einfachere Handhabung Teil des Wertes sind.
Wofür wird Polypropylenfaserbeton normalerweise nicht verwendet?
Genauso wichtig ist es, zu sagen, was Polypropylenfaserbeton ist nicht normalerweise verwendet. Mikro-Polypropylenfaserbeton wird normalerweise nicht als vollständiger Ersatz für die primäre strukturelle Bewehrung gewählt. Seine häufigste Verwendung ist die Risskontrolle und die Unterstützung der Gebrauchstauglichkeit. Makro-Polypropylenfaserbeton kann in einigen Systemen die nominale Stab- oder Gewebebewehrung ersetzen, aber die Concrete Society stellt klar, dass Makro-Kunstfasern keinen Baustahl im Sinne der allgemeinen Stahlbetonbemessung ersetzen und nicht einfach als direkter Ersatz in der Standard-Eurocode-Bemessung behandelt werden können.
Die richtige Frage lautet also nicht “Kann PP-Faser alle Bewehrungsstäbe ersetzen?” Die richtige Frage lautet: “Welche Bewehrungsfunktion soll die Polypropylenfaser erfüllen?” Wenn es um die Kontrolle von Schwindrissen geht, ist die Antwort eine ganz andere als bei einer Aufgabe, die eine Restbiegefestigkeit in einer Platte oder einer Felsstützschicht erfordert. Aus diesem Grund müssen Produktklasse, Dosierung, Prüfverfahren und Anwendung übereinstimmen.
Was Käufer prüfen sollten, bevor sie es festlegen
Ein Käufer sollte zunächst prüfen, welche Faserklasse wird vorgeschlagen. ASTM C1116/C1116M-23 ist die aktuelle ASTM-Spezifikation für faserverstärkten Beton, und ASTM D7508/D7508M-20 ist die Spezifikation für Polyolefin-Hackschnitzel zur Verwendung in Beton. Diese beiden Dokumente helfen dabei, zu definieren, welche Art von Polypropylenfaserprodukt geliefert wird.
Ein Käufer sollte dann die Leistungsziel. Wenn es bei dem Projekt um die Kontrolle von Rissen im Frühstadium geht, ist die ASTM C1579 die richtige Referenz, da sie die plastische Schwindungsrissbildung von faserverstärkten Platten vergleicht. Geht es bei dem Projekt um die Restbiegefestigkeit und das Verhalten nach dem Riss, ist die ASTM C1609 oder der EN-Restfestigkeitsrahmen relevanter. EN 14889-2 deckt Polymerfasern für strukturelle und nicht-strukturelle Anwendungen in Beton, Mörtel und Einpressmörtel ab, einschließlich Spritzbeton, Bodenbeläge, Fertigteile, Ortbeton und Reparaturbeton.
Ein Käufer sollte auch die Anwendungsfall. Eine Mikro-Polypropylenfaser für die Kontrolle von Plattenrissen ist nicht dasselbe Produkt wie eine Makro-Synthetikfaser für die Gestaltung von Platten nach Rissen, und auch nicht dasselbe wie eine Polypropylenfaser, die in einer Tunnelauskleidung zum Schutz vor Brandabplatzungen hinzugefügt wird. Der Produktname mag ähnlich aussehen, aber die Anwendungslogik ist eine andere.
Warum dieses Thema für Ecocretefiber™ wichtig ist
Dieser Titel ist stark, weil er nahe an der tatsächlichen Kaufabsicht liegt. Ein Leser, der sich fragt, wofür Polypropylenfaserbeton verwendet wird, steht in der Regel nicht mehr an der Spitze des Trichters. Dieser Leser vergleicht häufig Produktkategorien, entscheidet zwischen Mikro- und Makrofasern oder versucht, einen Fasertyp für eine Platte, einen Belag oder einen Tunnel zu finden. Das macht das Thema nützlich für die Suche und gleichzeitig nützlich für den Verkauf.
Für Ecocretefiber™, Die beste Antwort ist nicht vage. Sie sollte zeigen, dass polypropylenfaserverstärkter Beton für die Kontrolle von Frührissen, die Sekundärbewehrung, die Leistung von Platten nach Rissen, Spritzbeton, Überdeckungen und die Minderung von Brandabplatzungen verwendet wird, dass aber jede Verwendung von der richtigen Faserform und der richtigen Konstruktionsgrundlage abhängt. Das ist die Art von Artikel, die einem Käufer hilft, von einem breiten Suchbegriff zu einer ernsthaften Produktdiskussion zu gelangen.
Schlussfolgerung
Polypropylenfaserverstärkter Beton wird verwendet für Kontrolle von Rissen im Frühstadium, Sekundärbewehrung, Verhalten nach Rissen, Spritzbeton und Tunnelausbau, Überzüge, Fertigteilanwendungen und Widerstand gegen Brandabplatzungen in dichtem Beton. Die genaue Verwendung hängt davon ab, ob es sich bei der Polypropylenfaser um eine Mikro- oder Makrofaser handelt und ob das Projekt auf die Kontrolle der plastischen Schrumpfung, die Restbiegefestigkeit oder das Brandverhalten abzielt. ACI, NRMCA, ASTM, EN, FHWA und die aktuelle, frei zugängliche Forschung unterstützen diese Aufteilung der Verwendung.
Vereinfacht ausgedrückt, wird Polypropylenfaserbeton dort eingesetzt, wo ein Projekt besseres Rissverhalten als Normalbeton und möchte diesen Vorteil in einer Form, die für das Mischen, den Einbau und die Wartung praktisch ist. Bei Platten und Deckschichten bedeutet das oft kleinere frühe Risse. Bei Makrofasersystemen bedeutet das oft eine bessere Zähigkeit nach dem Riss. In Tunneln und bei Brandschutzarbeiten kann dies ein geringeres Abplatzungsrisiko bedeuten. Aus diesem Grund bleibt Polypropylenfaserbeton eine der nützlichsten und flexibelsten Faserbetonkategorien auf dem heutigen Markt.
