Autoclaved aerated concrete, AAC, Cellular concrete, Fibres, Short fibres, Construction material, Concrete, Masonry, Building material, Construction material, Porosity, Pores, Flexural strength, Masonry ductility
DDC-Notation:
624.1834
Kurzfassung:
Kurzfasern, das sind Fasern der maximalen Länge von 12 mm, können in autoklavierten Porenbetonen zahlreiche Eigenschaften beeinflussen. Hält man bei einer systematischen Untersuchung die Rohdichte konstant, kristallisieren sich folgende Effekte bei einer Faserzugabe heraus: Fasern können den Misch- und Treibprozess empfindlich stören, sodass die adäquate Auswahl der Fasermenge, der Faserlänge und des Fasermaterials notwendig wird, um die Zielrohdichte zu erreichen. Die Makroporenstruktur im Porenbeton kann durch die Faserzugabe deutlich verändert werden. Fasern können den Treibprozess derart beeinflussen, dass die Tortuosität der Stege, die Porenform und der Porendurchmesser signifikant verändert werden. Bei gezielt eingestellter Dosierung, Faserlänge und Faserart kann die Biegezugfestigkeit und die Duktilität des Steinmaterials erheblich gesteigert werden. Die Druckfestigkeit bleibt nahezu unverändert oder sinkt geringfügig. Die Gegenüberstellung der veränderten Makroporenstrukturen und der Biegezugfestigkeit ergibt klare Zusammenhänge. Fasern bewehren demnach nicht nur im klassischen Sinne den Porenbeton, indem sie die Stege verstärken. Vielmehr ändern Fasern auch die Poren- und Steggeometrie und bewirken damit ebenfalls Veränderungen der mechanischen Eigenschaften. Durch die Veränderung der Steineigenschaften kann die Mauerwerks-Duktilität signifikant gegenüber einer Wand aus unbewehrten Steinen gesteigert werden. Die Kräfte können sich bei Überschreiten der Steinfestigkeiten durch den Fasereinsatz besser umlagern. Daraus resultiert die Fähigkeit, größere Horizontalkräfte im Schubwandversuch aufnehmen zu können. Die Bemessung solcher Konstruktionen ist mit einer Finite-Elemente-Rechnung basierend auf ausgewählten Fließbedingungen für Mauerwerk möglich. Damit kann im Gegensatz zu einer linearen Berechnung sowohl die erhöhte Zugfestigkeit als auch gesteigerte Duktilität bei gleichbleibender Druckfestigkeit im Mauerwerk berücksichtigt werden. Das Einbringen von Fasern bewirkt keine wesentlichen Änderungen des Austrocknungsverhaltens oder der thermischen Eigenschaften. Ebenso bleibt die Phasenzusammensetzung des Feststoffes nahezu gleich. Insgesamt kann demnach ein mechanisch tragfähigerer Porenbeton mit gleichbleibender Wärmeleitfähigkeit hergestellt werden. «
Kurzfasern, das sind Fasern der maximalen Länge von 12 mm, können in autoklavierten Porenbetonen zahlreiche Eigenschaften beeinflussen. Hält man bei einer systematischen Untersuchung die Rohdichte konstant, kristallisieren sich folgende Effekte bei einer Faserzugabe heraus: Fasern können den Misch- und Treibprozess empfindlich stören, sodass die adäquate Auswahl der Fasermenge, der Faserlänge und des Fasermaterials notwendig wird, um die Zielrohdichte zu erreichen. Die Makroporenstruktur im Pore... »
Übersetzte Kurzfassung:
The application of short fibres in an Autoclaved Aerated Concrete (AAC) can influence several properties of this building material. By keeping the apparent density constant, some of the following aspects can be observed due to the addition of fibres: Fibres can have a great impact on the mixing and foaming process. Thus, the appropriate choice of the fibre content, the fibre length and the fibre material is necessary to achieve the aimed target density in the production process. The structure of the macropores can be influenced significantly by the addition of fibres. The changed foaming procedure leads to a different tortuosity of the matrix material, modified pore shapes and pore diameters. Provided the fibre dosage, length and material has been well chosen, the flexural strength and the ductility of the material can be significantly increased. The compressive strength is not affected by fibres or can slightly decrease, assumed that the density has been kept constant. Macropore properties correlate well with the flexural strength of the specimen investigated. As a result fibres not only reinforce an AAC-structure, they also influence the solid matrix structure and thus improve the mechanical properties. In consequence of the modified brick properties, the ductility of masonry structures can be enhanced significantly. The increased tensile strength and ductility of the brick-material lead to a better ability to transfer forces within such a structure. In consequence, the maximum horizontal load capacity is increased in a shear load case. Finite element calculations utilizing the appropriate yield criteria are suitable for the structural design of such masonry structures. Contrary to current linear calculation methods, the increased tensile strength and ductility properties can be considered. The application of fibres in the chosen range has no influence on the drying behaviour and on the thermal conductivity. At the same time the phase composition is not affected by the addition of fibres. In summary, fibres can improve the mechanical properties of AAC without modifying the thermal conductivity. «
The application of short fibres in an Autoclaved Aerated Concrete (AAC) can influence several properties of this building material. By keeping the apparent density constant, some of the following aspects can be observed due to the addition of fibres: Fibres can have a great impact on the mixing and foaming process. Thus, the appropriate choice of the fibre content, the fibre length and the fibre material is necessary to achieve the aimed target density in the production process. The structure of... »
Veröffentlichung:
Berichtsreihe "Institut für Werkstoffe des Bauwesens, Fakultät für Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften" (ISSN 1436-4409), Heft 5