Einfluss von Makro-Polypropylenfasern auf die mechanischen Eigenschaften von Ultra-Hochleistungsbeton

Stahlfasern werden häufig in Ultra-Hochleistungsbeton (UHPC) aufgrund ihrer überlegenen Eigenschaften eingesetzt, haben jedoch auch Nachteile, wie Korrosionsanfälligkeit, hohe spezifische Dichte und hohe Kosten. Obwohl synthetische Fasern als Alternative aufgetaucht sind, lag der Fokus in der Regel auf der hybriden Verwendung mit Stahlfasern in UHPC. Diese Studie untersucht die Anwendbarkeit von Makro-Polypropylen (PP)-Fasern für UHPC hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften. Eine experimentelle Kampagne wurde für UHPC-Mischungen mit Makro-PP-Fasern in unterschiedlichen Volumenverhältnissen durchgeführt. Die Auswirkungen von Makro-PP-Fasern auf die mechanischen Eigenschaften von UHPC wurden hinsichtlich der Druckfestigkeit, der spaltenden Zugfestigkeit und des Biegeverhaltens untersucht. Die zweidimensionale digitale Bildkorrelation (2D-DIC) wurde verwendet, um das Rissverhalten zu analysieren. Darüber hinaus wurde das Zugkonstitutivgesetz für UHPC-Mischungen mit inverser Analyse basierend auf dem Model Code 2020 (MC2020) bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Verwendung von Makro-PP-Fasern keinen signifikanten Einfluss auf die Druck- und spaltende Zugfestigkeit hatte. Allerdings stiegen die restliche Biegezugfestigkeit und die Bruchenergie um bis zu 2,8 bzw. 2,5 Mal im Vergleich zu UHPC ohne Faser. Es wurde festgestellt, dass Makro-PP-Fasern eine effektive Risskontrolle in UHPC aufweisen können.