Characteristics of Fibres Based on Secondary Raw Materials and Their Use in Concrete Technology
Loading...
Date
2024-05-18
Authors
Sedlmajer, Martin
Bubeník, Jan
Zach, Jiří
Novák, Vítězslav
0000-0003-2615-7922Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Czech Technical University in Prague
Altmetrics
Abstract
Different types of fibres in cementitious composites, particularly in concrete, are currently used for a number of reasons. Fibres are being added to improve mechanical properties (especially steel and glass fibres), to increase the durability – to reduce occurrence of microcracks during the concrete aging (mainly synthetic and cellulose fibres), or to increase the fire resistance (polypropylene fibres). Within the study, characterization of different types of alternative fibres (fibres generated during waste recycling that would otherwise end in incinerators or landfills) with possible use in cementitious composites. These were fibres from recycled PET bottles, paper, and mineral wool, whose properties were compared to the traditionally used cellulose and polypropylene fibres. In the experimental part, the thickness, length, shape, and surface of individual fibres were monitored by an optical microscope. Furthermore, the amount of heat of combustion was determined by the calorimetric method, and the differential thermal analysis (DTA) was carried out for determination of the impact of high temperature on monitored fibres. The microstructure of fibres was monitored using a scanning electron microscope. The focus of the experimental study was on fibres usable in concrete and capable of enduring high temperature stress.
Využití různých typů vláken v cementových kompozitech, zejména v betonech, probíhá v současnosti z řady důvodů. Vlákna se přidávají za účelem zlepšení mechanických vlastností (především vlákna ocelová a skleněná), zvýšení trvanlivosti – omezení vzniku mikrotrhlin při zrání betonu (především syntetická a celulózová vlákna), popřípadě ke zvýšení požární odolnosti (polypropylenová vlákna). V rámci studie byla provedena charakterizace různých typů alternativních vláken (tedy vláken vznikajících recyklací odpadů, které by musely končit ve spalovnách nebo na skládkách) s možným využitím v cementových kompozitech. Jednalo se o vlákna z recyklovaných PET láhví, papíru a minerální vlny, jejichž vlastnosti byly porovnány s tradičně využívanými celulózovými a polypropylenovými vlákny. V experimentální části byla sledována tloušťka, délka, tvar a povrch jednotlivých vláken optickým mikroskopem, dále bylo stanoveno množství spalného tepla kalorimetrickou metodou, diferenční termická analýza (DTA) pro stanovení vlivu vysoké teploty na sledovaná vlákna. Mikrostruktura vláken byla studována také s využitím skenovacího elektronového mikroskopu. Zaměření experimentální studie bylo cíleno pro vlákna využitelná do betonů schopných odolávat vysokoteplotnímu zatížení.
Využití různých typů vláken v cementových kompozitech, zejména v betonech, probíhá v současnosti z řady důvodů. Vlákna se přidávají za účelem zlepšení mechanických vlastností (především vlákna ocelová a skleněná), zvýšení trvanlivosti – omezení vzniku mikrotrhlin při zrání betonu (především syntetická a celulózová vlákna), popřípadě ke zvýšení požární odolnosti (polypropylenová vlákna). V rámci studie byla provedena charakterizace různých typů alternativních vláken (tedy vláken vznikajících recyklací odpadů, které by musely končit ve spalovnách nebo na skládkách) s možným využitím v cementových kompozitech. Jednalo se o vlákna z recyklovaných PET láhví, papíru a minerální vlny, jejichž vlastnosti byly porovnány s tradičně využívanými celulózovými a polypropylenovými vlákny. V experimentální části byla sledována tloušťka, délka, tvar a povrch jednotlivých vláken optickým mikroskopem, dále bylo stanoveno množství spalného tepla kalorimetrickou metodou, diferenční termická analýza (DTA) pro stanovení vlivu vysoké teploty na sledovaná vlákna. Mikrostruktura vláken byla studována také s využitím skenovacího elektronového mikroskopu. Zaměření experimentální studie bylo cíleno pro vlákna využitelná do betonů schopných odolávat vysokoteplotnímu zatížení.
Description
Citation
Acta Polytechnica CTU Proceedings. 2024, vol. 47, p. 121-127.
https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/APP/article/view/9868
https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/APP/article/view/9868
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en