Published July 10, 2023 | Version v1
Publication Open

Experimental Toughness and Durability Evaluation of FRC Composite Reinforced with Steel–Polyester Fiber Combination

Creators

  • 1. National Institute of Technology Tiruchirappalli
  • 2. Structural Engineering Research Centre
  • 3. Jimma University

Description

Abstract This study investigates the influence of steel and polyester fibers on the mechanical and durability properties of steel–polymer hybrid fiber reinforced concrete (HyFRC) and toughness under indirect tensile loading conditions. Steel and Polyester fibers are used as a single type (FRC) and in combination (HyFRC) in an M45 grade composite with the addition of fly ash and silica fume as a supplementary cementitious material. Steel as a single fiber exhibited a 10% improvement in compressive strength for a 0.75% volume fraction and a maximum of 14% improvement for a 0.5% volume fraction in comparison to plain concrete. The toughness under split tension capacity was enhanced between 26 and 72% for hybrid fibers in comparison with polyester fiber, and it was between 10 and 18% when compared to the steel fiber reinforcement. Water sorpitivity results were improved with the presence of hybrid fiber. Electrical resistivity decreases with the increase in fiber content and the addition of steel fiber in hybrid FRC increases the conductivity value 1.65–2.23 times greater than the control concrete because of the free movement of electrons.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص تبحث هذه الدراسة في تأثير ألياف الصلب والبوليستر على الخواص الميكانيكية والمتانة للخرسانة المسلحة بالألياف الهجينة المصنوعة من الصلب والبوليمر (HyFRC) والمتانة في ظل ظروف التحميل غير المباشرة للشد. يتم استخدام ألياف الصلب والبوليستر كنوع واحد (FRC) وفي تركيبة (HyFRC) في مركب من الدرجة M45 مع إضافة الرماد المتطاير ودخان السيليكا كمادة أسمنتية تكميلية. أظهر الفولاذ كألياف مفردة تحسنًا بنسبة 10 ٪ في مقاومة الانضغاط لجزء حجم 0.75 ٪ وتحسينًا بنسبة 14 ٪ كحد أقصى لجزء حجم 0.5 ٪ مقارنة بالخرسانة العادية. تم تعزيز المتانة تحت قدرة الشد المنقسم بين 26 و 72 ٪ للألياف الهجينة مقارنة بألياف البوليستر، وكانت بين 10 و 18 ٪ بالمقارنة مع تقوية الألياف الفولاذية. تم تحسين نتائج امتصاص الماء مع وجود الألياف الهجينة. تنخفض المقاومة الكهربائية مع زيادة محتوى الألياف وإضافة الألياف الفولاذية في الكلور الحر المتبقي الهجين تزيد من قيمة الموصلية 1.65-2.23 مرة أكبر من خرسانة التحكم بسبب الحركة الحرة للإلكترونات.

Translated Description (French)

Résumé Cette étude étudie l'influence des fibres d'acier et de polyester sur les propriétés mécaniques et de durabilité du béton renforcé de fibres hybrides acier-polymère (HyFRC) et la ténacité dans des conditions de charge de traction indirecte. Les fibres d'acier et de polyester sont utilisées comme un seul type (FRC) et en combinaison (HyFRC) dans un composite de qualité M45 avec l'ajout de cendres volantes et de fumée de silice comme matériau cimentaire supplémentaire. L'acier en tant que fibre unique présentait une amélioration de 10% de la résistance à la compression pour une fraction volumique de 0,75% et une amélioration maximale de 14% pour une fraction volumique de 0,5% par rapport au béton ordinaire. La ténacité sous capacité de tension fractionnée a été améliorée entre 26 et 72 % pour les fibres hybrides par rapport aux fibres de polyester, et elle était comprise entre 10 et 18 % par rapport au renfort en fibres d'acier. Les résultats de sorpitivité de l'eau ont été améliorés avec la présence de fibres hybrides. La résistivité électrique diminue avec l'augmentation de la teneur en fibres et l'ajout de fibres d'acier dans le FRC hybride augmente la valeur de conductivité de 1,65 à 2,23 fois supérieure à celle du béton témoin en raison du libre mouvement des électrons.

Translated Description (Spanish)

Resumen Este estudio investiga la influencia de las fibras de acero y poliéster en las propiedades mecánicas y de durabilidad del concreto reforzado con fibra híbrido de acero-polímero (HyFRC) y la tenacidad en condiciones de carga de tracción indirecta. Las fibras de acero y poliéster se utilizan como un solo tipo (FRC) y en combinación (HyFRC) en un compuesto de grado M45 con la adición de cenizas volantes y humo de sílice como material cementoso complementario. El acero como una sola fibra exhibió una mejora del 10% en la resistencia a la compresión para una fracción de volumen del 0.75% y una mejora máxima del 14% para una fracción de volumen del 0.5% en comparación con el concreto liso. La tenacidad bajo la capacidad de tensión dividida mejoró entre 26 y 72% para las fibras híbridas en comparación con la fibra de poliéster, y fue entre 10 y 18% en comparación con el refuerzo de fibra de acero. Los resultados de sorpitividad del agua se mejoraron con la presencia de fibra híbrida. La resistividad eléctrica disminuye con el aumento en el contenido de fibra y la adición de fibra de acero en FRC híbrido aumenta el valor de conductividad 1.65-2.23 veces mayor que el concreto de control debido al libre movimiento de electrones.

Files

s40069-023-00599-z.pdf

Files (2.7 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
md5:7c7671925ee9c38ca3d90544391df6f3
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التقييم التجريبي للصلابة والمتانة لمركب الكلور الحر المتبقي المعزز بمزيج من ألياف الصلب والبوليستر
Translated title (French)
Évaluation expérimentale de la ténacité et de la durabilité du composite FRC renforcé par une combinaison de fibres d'acier et de polyester
Translated title (Spanish)
Evaluación experimental de dureza y durabilidad del compuesto FRC reforzado con combinación de fibra de acero-poliéster

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4383683077
DOI
10.1186/s40069-023-00599-z

Is supplement to
https://openalex.org/W648566461 (Other)
https://openalex.org/W3204008743 (Other)
https://openalex.org/W2903974316 (Other)
https://openalex.org/W25522251 (Other)
https://openalex.org/W2389242885 (Other)
https://openalex.org/W2352381961 (Other)
https://openalex.org/W2127937102 (Other)
https://openalex.org/W2076485674 (Other)
https://openalex.org/W202654745 (Other)
https://openalex.org/W1986862433 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1578354951
  • https://openalex.org/W1581146015
  • https://openalex.org/W1586559491
  • https://openalex.org/W1985691624
  • https://openalex.org/W1997003536
  • https://openalex.org/W2002741575
  • https://openalex.org/W2027897606
  • https://openalex.org/W2033079949
  • https://openalex.org/W2083326003
  • https://openalex.org/W2115834321
  • https://openalex.org/W2342727488
  • https://openalex.org/W2389098086
  • https://openalex.org/W2507733085
  • https://openalex.org/W2512193984
  • https://openalex.org/W2596351641
  • https://openalex.org/W2611222235
  • https://openalex.org/W2612333689
  • https://openalex.org/W2761330267
  • https://openalex.org/W2766815221
  • https://openalex.org/W2768090778
  • https://openalex.org/W2768749088
  • https://openalex.org/W2771625111
  • https://openalex.org/W2888395746
  • https://openalex.org/W2896025358
  • https://openalex.org/W2897135056
  • https://openalex.org/W2916364540
  • https://openalex.org/W2980623211
  • https://openalex.org/W3014169229
  • https://openalex.org/W3015762857
  • https://openalex.org/W3016887336
  • https://openalex.org/W3037501958
  • https://openalex.org/W3110379183
  • https://openalex.org/W3123614837
  • https://openalex.org/W3142173163
  • https://openalex.org/W3146773134
  • https://openalex.org/W3213841349
  • https://openalex.org/W3216960559
  • https://openalex.org/W4200302788
  • https://openalex.org/W4221102644
  • https://openalex.org/W4280549084
  • https://openalex.org/W4312084625
  • https://openalex.org/W859552641