Published May 1, 2018 | Version v1
Publication Open

Flexural characteristics of lightweight ferrocement beams with various types of core materials and mesh reinforcement

Creators

  • 1. Benha University
  • 2. Menoufia University
  • 3. University of Liverpool

Description

Sixteen reinforced concrete beams having the cross-sectional dimensions of 100 × 200 × 2000 mm and clear span of 1800 mm were cast and tested until failure under a single mid-span concentrated load. Ferrocement beams in this research contained either an Autoclaved Aerated lightweight brick Core (AAC), Extruded Foam Core (EFC), or a Lightweight Concrete Core (LWC); and were reinforced with either Expanded Metal Mesh (EMM), Welded Wire Mesh (WWM) or Fibre Glass Mesh (FGM). Structural behaviour of studied beams, including first crack, ultimate load, deflection, ductility index, strain characteristics, crack pattern and failure mode were investigated. Experimental work results showed that ferrocement beams exhibited higher ductility indices than those of the control normal and lightweight test beams to different degrees. Ferrocement beams made of EFC core generally gave the lowest ductility index while the highest ductility index was found for beams made of AAC and LWC cores. Ferrocement beams demonstrated better crack control and did not undergo spalling as opposed to the conventional beams. Specimens reinforced by EMM showed better ductility than those reinforced by WWM and even after increasing the reinforcement ratio of WWM, the situation did not change. Specimens reinforced by FGM had the lowest ductility compared to specimens reinforced by steel mesh. Cracks were found to develop more rapidly in beams reinforced by EMM, while beams reinforced by FGM exhibited the least amount of cracks. The results of this research showed that ferrocement beams of light weight cores may be promising as an alternative to conventional beams and may be viable alternatives especially for low cost residential buildings.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم صب واختبار ستة عشر عارضة من الخرسانة المسلحة ذات أبعاد مقطعية عرضية تبلغ 100 × 200 × 2000 مم وامتداد شفاف يبلغ 1800 مم حتى الفشل تحت حمل مركز متوسط واحد. احتوت عوارض الأسمنت الحديدي في هذا البحث إما على قلب من الطوب خفيف الوزن (AAC) أو قلب من الرغوة المبثوقة (EFC) أو قلب خرساني خفيف الوزن (LWC) ؛ وتم تعزيزها إما بشبكة معدنية موسعة (EMM) أو شبكة سلكية ملحومة (WWM) أو شبكة زجاجية من الألياف (FGM). تم التحقيق في السلوك الهيكلي للحزم المدروسة، بما في ذلك الشق الأول، والحمل النهائي، والانحراف، ومؤشر الليونة، وخصائص الانفعال، ونمط الشق ووضع الفشل. أظهرت نتائج العمل التجريبي أن عوارض الأسمنت الحديدي أظهرت مؤشرات ليونة أعلى من تلك الخاصة بعوارض الاختبار العادية وخفيفة الوزن بدرجات مختلفة. أعطت عوارض الأسمنت الحديدي المصنوعة من قلب EFC عمومًا أدنى مؤشر ليونة بينما تم العثور على أعلى مؤشر ليونة للعوارض المصنوعة من قلوب AAC و LWC. أظهرت عوارض الأسمنت الحديدي تحكمًا أفضل في الشقوق ولم تخضع للتشظي على عكس العوارض التقليدية. أظهرت العينات التي عززتها EMM ليونة أفضل من تلك التي عززتها WWM وحتى بعد زيادة نسبة التعزيز لـ WWM، لم يتغير الوضع. كانت العينات المعززة بتشويه الأعضاء التناسلية للإناث أقل ليونة مقارنة بالعينات المعززة بشبكة فولاذية. تم العثور على تشققات تتطور بسرعة أكبر في الحزم المعززة بواسطة EMM، في حين أن الحزم المعززة بواسطة تشويه الأعضاء التناسلية للإناث أظهرت أقل قدر من التشققات. أظهرت نتائج هذا البحث أن عوارض الأسمنت الحديدي ذات النوى خفيفة الوزن قد تكون واعدة كبديل للعوارض التقليدية وقد تكون بدائل قابلة للتطبيق خاصة للمباني السكنية منخفضة التكلفة.

Translated Description (French)

Seize poutres en béton armé ayant des dimensions de section transversale de 100 × 200 × 2000 mm et une portée libre de 1800 mm ont été coulées et testées jusqu'à défaillance sous une seule charge concentrée à mi-portée. Dans cette recherche, les poutres en ferrociment contenaient soit un noyau en brique légère aérée autoclavée (AAC), un noyau en mousse extrudée (EFC), soit un noyau en béton léger (LWC) ; et ont été renforcées avec un treillis métallique expansé (EMM), un treillis métallique soudé (WWM) ou un treillis en fibre de verre (FGM). Le comportement structurel des poutres étudiées, y compris la première fissure, la charge ultime, la déflexion, l'indice de ductilité, les caractéristiques de déformation, le motif de fissure et le mode de défaillance ont été étudiés. Les résultats des travaux expérimentaux ont montré que les poutres en ferrociment présentaient des indices de ductilité plus élevés que ceux des poutres d'essai normales et légères témoins à des degrés différents. Les poutres en ferrociment faites de noyau EFC ont généralement donné l'indice de ductilité le plus bas tandis que l'indice de ductilité le plus élevé a été trouvé pour les poutres faites de noyaux AAC et LWC. Les poutres en ferrocement ont démontré un meilleur contrôle des fissures et n'ont pas subi d'écaillage par opposition aux poutres conventionnelles. Les spécimens renforcés par EMM ont montré une meilleure ductilité que ceux renforcés par WWM et même après avoir augmenté le taux de renforcement de WWM, la situation n'a pas changé. Les échantillons renforcés par MGF avaient la ductilité la plus faible par rapport aux échantillons renforcés par une maille d'acier. On a constaté que les fissures se développaient plus rapidement dans les poutres renforcées par EMM, tandis que les poutres renforcées par FGM présentaient le moins de fissures. Les résultats de cette recherche ont montré que les poutres en ferrociment de noyaux légers peuvent être prometteuses comme alternative aux poutres conventionnelles et peuvent être des alternatives viables, en particulier pour les bâtiments résidentiels à faible coût.

Translated Description (Spanish)

Se fundieron y probaron dieciséis vigas de hormigón armado con dimensiones de sección transversal de 100 × 200 × 2000 mm y una envergadura libre de 1800 mm hasta la falla bajo una sola carga concentrada de envergadura media. Las vigas de ferrocemento en esta investigación contenían un núcleo de ladrillo ligero aireado esterilizado en autoclave (AAC), un núcleo de espuma extruida (EFC) o un núcleo de hormigón ligero (LWC); y se reforzaron con malla metálica expandida (EMM), malla de alambre soldado (WWM) o malla de fibra de vidrio (FGM). Se investigó el comportamiento estructural de las vigas estudiadas, incluida la primera grieta, la carga final, la deflexión, el índice de ductilidad, las características de deformación, el patrón de grietas y el modo de falla. Los resultados del trabajo experimental mostraron que las vigas de ferrocemento exhibieron índices de ductilidad más altos que los de las vigas de prueba de control normales y ligeras en diferentes grados. Las vigas de ferrocemento hechas de núcleo EFC generalmente dieron el índice de ductilidad más bajo, mientras que el índice de ductilidad más alto se encontró para las vigas hechas de núcleos AAC y LWC. Las vigas de ferrocemento demostraron un mejor control de grietas y no sufrieron descascarillado en comparación con las vigas convencionales. Los especímenes reforzados por EMM mostraron una mejor ductilidad que los reforzados por WWM e incluso después de aumentar la relación de refuerzo de WWM, la situación no cambió. Las muestras reforzadas con MGF tuvieron la ductilidad más baja en comparación con las muestras reforzadas con malla de acero. Se encontró que las grietas se desarrollaban más rápidamente en las vigas reforzadas con EMM, mientras que las vigas reforzadas con FGM exhibían la menor cantidad de grietas. Los resultados de esta investigación mostraron que las vigas de ferrocemento de núcleos livianos pueden ser prometedoras como alternativa a las vigas convencionales y pueden ser alternativas viables, especialmente para edificios residenciales de bajo costo.

Files

Shabaan_etal_CBM_2018_Flexural_characteristics_of_lightweight_ferrocement_beams_with_various_types_of_core_materials_and_mesh_reinforcement.pdf.pdf

Files (5.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4cbf03d4f449248e570e2c6741ad2242
5.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الخصائص الانثناءية لعوارض الأسمنت الحديدي خفيفة الوزن مع أنواع مختلفة من المواد الأساسية وتقوية الشبكة
Translated title (French)
Caractéristiques de flexion des poutres légères en ferrociment avec divers types de matériaux de base et de renforcement des mailles
Translated title (Spanish)
Características de flexión de vigas ligeras de ferrocemento con varios tipos de materiales de núcleo y refuerzo de malla

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2802651856
DOI
10.1016/j.conbuildmat.2018.03.167

Is supplement to
https://openalex.org/W4283575634 (Other)
https://openalex.org/W3215768368 (Other)
https://openalex.org/W3004244994 (Other)
https://openalex.org/W3003663332 (Other)
https://openalex.org/W2990322552 (Other)
https://openalex.org/W2935725662 (Other)
https://openalex.org/W2465973508 (Other)
https://openalex.org/W2375012142 (Other)
https://openalex.org/W2369117573 (Other)
https://openalex.org/W2074710356 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W133732802
  • https://openalex.org/W1499259410
  • https://openalex.org/W2024839482
  • https://openalex.org/W2026362618
  • https://openalex.org/W2033363346
  • https://openalex.org/W2041840502
  • https://openalex.org/W2045216276
  • https://openalex.org/W2122557977
  • https://openalex.org/W2131326986
  • https://openalex.org/W2150219560
  • https://openalex.org/W2176305461
  • https://openalex.org/W2575881919
  • https://openalex.org/W2608537353
  • https://openalex.org/W2733412209
  • https://openalex.org/W2782424421
  • https://openalex.org/W4285719527