Einfluss von Polyethylenfaser und Mikrosilicium auf die Brucheigenschaften von hochfestem, hochzähem Geopolymerbeton (HSHTGC)

Diese Studie untersucht die Nutzung von Polyethylenfaser (PEF) und Mikrosilicium zur Herstellung von hochfestem und hochzähem Geopolymerbeton (HSHTGC). Der Einfluss des PEF-Faktors oder des Mikrosiliciumgehalts auf die Bruchparameter und die Festigkeit wird bewertet, während die akustische Emission (AE)-Reaktion und die Rissmorphologien eingesetzt werden, um die Bruchleistungsresultate zu validieren. Durch die Kombination von PEF mit Mikrosilicium wurde in dieser Studie erfolgreich HSHTGC mit einer Druckfestigkeit von über 90 MPa, signifikanten Mehrfachrissmerkmalen sowie hoher Zähigkeit und Duktilität hergestellt. Der optimale Mikrosiliciumgehalt und das Volumenverhältnis der Faser wurden auf 32 Gew.-% bzw. 1,5 Vol.-% bestimmt. Es wurde beobachtet, dass der Druckfestigkeitswert sinkt, wenn der Faserfaktor 800 übersteigt, während dazu auch der Initiations- und der instabile Bruchzähe abnehmen; jedoch steigen die Bruchenergie und der Duktilitätsindex konstant monoton an. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Faser-Zähigkeit einen ausgeprägteren Effekt hat als die Faser-Festigkeit. Darüber hinaus spielt Mikrosilicium eine entscheidende Rolle beim Füllen von Hohlräumen und der Verbesserung der Bindung zwischen Fasern und Matrix unter sowohl Zug- als auch Druckbelastungen während des gesamten Prozesses. HSHTGCs mit hohen Faserfaktoren und erhöhten Mikrosiliciumgehalten zeigen einen Mehrfachrissmodus zusammen mit erhöhten RA-Werten, aber reduzierten AF-Werten während des Versagens, was entsprechend ihre verbesserte Zähigkeit widerspiegelt.