Ghostscript wrapper for D:\Digitalizacja\MTS79_t17z1_4_PDF_artyku³y\mts79_t17z1.pdf M E C H AN I K A TEORETYCZNA I  STOSOWANA 1,  17 (1979) WYTRZYMAŁOŚĆ  I  OD KSZTAŁCALN OŚĆ  G RAN ICZN A  PRZY ROZCIĄ G AN IU  FIBROBETON U Z  WŁÓKN EM   STALOWYM J AN U S Z  K A S P E R K I E W I C Z  ( WAR S Z AWA) 1.  Stan  aktualny  zagadnienia F ibrobeton  jest  t o  kom pozyt  o  m atrycy  cementowej,  którą   stanowi  zaczyn  cemen- towy, zaprawa  lub  beton , uzbojon ej  krót ko  pocię tym i,  rozproszon ym i  wł óknam i  z meta- lu,  szkł a, wę gla  lub  tworzyw  sztucznych.  M atryca f ibrobeton u jest  krucha, odkształ calność graniczna  wł ókien  uzbrojen ia  zn aczn ie  wyż sza  od  odkształ calnoś ci matrycy,  a  w  odróż- n ien iu  od  kom pozytów  wysokiej  wytrzymał oś ci  procen t  uzbrojenia  jest  baidzo  niewielki n p ,  ^  3%  obję toś ciowo.  W  zwią zku  z  powyż szym  wszystkie  informacje  uzyskane  na podstawie  bad ań in n ych m ateriał ów  kom pozytowych  mają   w  odniesieniu  do  fibrobetonu ogran iczon ą   przydatn ość  i  n iezbę dne  jest  w  tym  przypadku  podejmowanie  specjalnych bad ań  o charakterze  podstawowym . D la  inż ynierii  budowlan ej  najwię ksze  znaczenie  m a  fibrobeton  z  wł óknem  stalowym, zwany  również  drutobeton em .  D o tego  tylko  tworzywa  ograniczone był y niniejsze  badan ia. N a  tem at  fibrobeton u  opublikowan o  stosun kowo  wiele  danych  doś wiadczalnych. Pierwsze  badan ia  n ad  fibrobeton em  z  wł óknem  stalowym  opisał   R OM U ALD I już  w  r.  1963 [ 1,  2],  jedn ak  liczba  przeprowadzon ych  dotychczas  badań  n ad  rozcią ganiem  tego kompo- zytu  jest  zn ikom a  [3].  P rzyczyną   są   tu  n ajprawdopodobn iej  trudn oś ci  eksperymentalne. M im o  powszechnego  zain teresowan ia  beton em ,  dotychczas  w  nielicznych  zaledwie  przy- padkach  udał o  się   uzyskać  peł ną   krzywą   a—e  beton u  nieuzbrojonego  [4, 5], a  podobne trudn oś ci  wystę pują   równ ież  'przy  badan iach  fibrobeton ów.  Brak  jest  publikacji  doty- czą cych  granicznej  odkształ caln oś ci  fibtrobeton u  zarówn o  przy  rozcią ganiu  ja k  i  przy zgin an iu. Wprowadzenie  do  kruchej  m atrycy  cienkich  wł ókien  o  wysokiej  wytrzymał oś ci  daje w  efekcie  nowe  tworzywo  kon strukcyjn e,  nieporównywalne  w  zasadzie  an i z  betonem ani z  ż elbetem.  M oż na  przypuszczać,  że  obecność  wł ókien  zmienia  wł aś ciwoś ci  otaczają cej je  m atrycy,  n apewn o  zaś  wł ókn a mogą   dział ać h am ują co  n a  propagację   rys  powstają cych przy  zniszczeniu.  W  zwią zku  z  t ym  szczególnej  wagi  nabierają   obserwacje  zachowania  się m ateriał u  w  fazie  p o  zarysowan iu.  Badan ia  tego  rodzaju  prowadzić  warto  jedynie  przy moż liwie  jedn o ro dn ym  stan ie  n aprę ż en ia.  N ie  nadają   się   tu  takie  konwencjonalne  próby wytrzymał oś ciowe  zn an e  z  technologii  beton u,  ja k  pró ba  ś ciskania  lub  rozł upywania, pon ieważ  rzeczywisty  rozkł ad n aprę ż eń  nie jest  wówczas  znany.  Stosunkowo jedn orodn y stan  deformacji  wystę puje  przy  rozcią ganiu  osiowym,  przy  czym  próba  ta  stanowi  za- razem  najsurowszy  sprawdzian  jakoś ci  wykon an ia  m ateriał u. 2* 20  J.  KASPERKIEWICZ Wstę pne  prace  wł asne  oraz  przeglą d  piś miennictwa  [3]  wykazał y,  t e  proces  zaryso- wywania  się   fibrobetonu,  spowodowane  zarysowaniem  zm ian y  współ czynnika  odkształ - calnoś ci  itp.,  należy  badać  w  dostatecznie  sztywnej  maszynie  wytrzymał oś ciowej,  oraz w  sztywnym  ukł adzie  obcią ż ają cym.  C hodzi  t u  o  sztywność  zarówn o  samej  maszyny jak  i  szczę k,  gł owic, a  nawet  badanej  próbki,  ponieważ  n adm iar  energii  zm agazynowanej w  ukł adzie rozcią gają cym  spowoduje  n iekon trolowan e zniszczenie  rozcią ganego  elem entu, bez  moż liwoś ci  obserwowania  procesu  zarysowywania  się   m atrycy. Jedna  z  podstawowych  wą tpliwoś ci  odn oś n ie  fibrobeton u  z  wł óknem  stalowym  do- tyczy  sposobu  w jaki  obecność gę sto rozproszonego, cienkiego  wł ókna wpł ywa  n a  pojawie- nie się  i propagację   rys  w matrycy  oraz na odkształ calność graniczną   kom pozytu. Z agadn ie- nie  odkształ calnoś ci  granicznej  postawiono  już  dawno  w  odniesieniu  do  tradycyjnego betonu  i  ż elbetu:  spowodował o  on o  zresztą   liczne  kontrowersje.  M oż liwość  wzrostu odkształ calnoś ci  granicznej  matrycy  w  zwią zku  z  nasyceniem  jej  uzbrojeniem  rozproszo- nym  przewidziano  analitycznie  [6], jedn ak  doś wiadczalne  potwierdzenie  tej  hipotezy  — n p  [7] nasuwa  szereg  wą tpliwoś ci. Prowadzenie prób czystego  rozcią gania  w zbyt  „ m ię kkiej"  maszynie  wytrzymał oś ciowej oraz  ograniczanie  się   do  ukł adów uzbrojenia  tylko  2Z> lub  3D,  tj.  dwu-   lub  trój- wymiaro- wych,  był y  przyczyną   wycią gania  wniosków  o  zn ikom ym  wpł ywie  wł ókien  n a  wytrzyma- ł ość fibrobetonu  —  por. n p. [8]. D opiero  w  ostatnich latach udał o  się   pomyś lnie  zastosować  linearyzację   rozproszon ego uzbrojenia  stalowego  w  matrycy  [9]. Również niedawno uzyskano  pierwsze  wyniki dotyczą ce analizy  rzeczywistego rozkł adu wł ókien  rozproszonych, w  kompozycie  —  m. in.  [10,  11].  D otychczas jedn ak  zagadn ien ie wytrzymał oś ci  i  odkształ calnoś ci  granicznej  przy  rozcią ganiu  fibrobeton u  z  wł ókn em stalowym,  a  zwł aszcza  wpł ywu  n a  te  cechy  struktury  uzbrojenia  wł óknistego,  nie  został o wyjaś nione. 2.  Cele,  metoda  i  sposób  przeprowadzenia  badań Celem  niniejszych  badań  był a  dokł adn a obserwacja  przebiegu  zniszczenia  w  rozcią ga- nych  elementach  z  fibrobeton u  uzbrojonego  wł óknem  stalowym,  a  także  stwierdzenie wpł ywu  kształ tu wł ókien oraz ich rozkł adu n a wytrzymał ość  i odkształ calność kom pozytu. U kł ady  pomiarowe  zaprojektowano  w  ten  sposób  aby  móc okreś lić  przy jakim  obcią ż eniu i  jakim  odkształ ceniu  pojawiają   się   pierwsze  rysy,  oraz  jakie  odkształ cenie m ateriał u m oż na uznać za  graniczne. Jako  graniczne  rozum ian e jest  tutaj  odkształ cenie jedn ostkowe, które  wystę puje  w  materiale pod  najwię kszym  obcią ż eniem  pró bki  rozcią ganej,  przy  czym do  odkształ cenia  tego  wchodzą   ewentualne  mikrorysy.  Eksperym enty  miał y  p o n a d t o wykazać ja k  wpł ywa  obecność  uzbrojenia  wł óknistego  n a  rozkł ad  i  morfologię   rys  oraz czy  w  fibrobetonie  z  wł óknem stalowym  moż liwe jest  wystą pienie  zarysowania  wielokrot- nego  (multiple  fracture  —  por. [6]),  przewidywanego  n a  drodze  analitycznej  ale  dotych- czas  nie  stwierdzonego  doś wiadczalnie. Celem  podję tego  program u  badawczego  był o  także  stworzenie  podstaw  eksperymen- taln ych  do  analitycznego  powią zania  wytrzymał oś ci  i odkształ calnoś ci kom pozytu  z  wł aś- WYT R Z YM AŁ O ŚĆ  I  OD KSZ TAŁ C ALN OŚĆ  G R AN I C Z N A  F IBROBETON U 2 ! ciwoś ciami  i  rozmieszczeniem  uzbrojenia.  R ozkł ad  uzbrojenia  obserwowany  był   za  po- mocą   analizy  zdję ć  ren tgen owskich,  oraz  przez  pocię cie  uprzedn io zniszczonych  w  stanie osiowego  rozcią gania  próbek  i  policzenie  wł ókien  widocznych  na  powierzchni  przekroju poprzecznego.  Wyniki  tych  obserwacji  oraz  teoria  przedstawiona  w  [10,11]  powinny umoż liwić  okreś lenie  faktycznej  zawartoś ci  wł ókien  kompozycie,  co  stanowi jeden  z  naj- waż niejszych  param etrów  fibrobeton u.  i Z  przebiegu  dotychczasowych  bad ań  wiadom o  był o,  że  zawartość  ta  róż ni  się   czę sto  od zawartoś ci  projektowej,  a  uwzglę dnienie  tej  ostatniej  wprowadza  bł ę dy  wynikają ce  z  nie- wł aś ciwego  m ieszan ia,  beton owan ia,  linearyzacji  itp.  P rzykł ady  radiogramów  ilustrują ce dwie  odm ien n e struktury  badan ego  m ateriał u  pokazan o  na  rys.  1. Rys.  1.  Radiogramy wycinków ze ś rodkowej  czę ś ci próbek wioseł kowych: a — dwuwymiarowy  (2- D)  ukł ad uzbrojenia  w próbce n r 16, b — uzbrojenie  zlinearyzowane  (ID ) w próbce nr 14; grubość warstwy  fibro- betonu  ok. 28  mm N aprę ż en ia  rozcią gają ce  wystę pują   w  wię kszoś ci  rozmaicie  obcią ż anych  elementów konstrukcyjnych,  w  których  stanowią   lokalną ,  bezpoś rednią   przyczynę   zniszczenia.  Ba- dan ia  n ad  rozcią ganiem  są   przeto  n iezbę dne  przy  próbach  opracowan ia  podstaw  projek- towan ia  kon strukcji  fibrobeton owych ,  takich  ja k  n p.  nawierzchnie  drogowe  (obcią ż enie w  wyniku  dział an ia  skurczu  n iejedn orodn ego), stracon e formy  do  konstrukcji  ż elbetowych lub  kon strukcje  pł ywają ce  (zginanie),  kon strukcje  powł okowe  (dwuwymiarowe  stany n aprę ż en ia)  it p. 22 J.  KASPERKIEWICZ Wybór  param etrów  niniejszych  badań  oparto  n a  przeprowadzon ych  doś wiadczeniach wstę pnych.  Z astosowano  tylko  jedną   zawartość  procentową   uzbrojenia  —  2%  obję toś cio- wo,  rozł oż onego  w  matrycy  w  ukł adzie jedn o-   i  dwu- wymiarowym  (IZ) i  2D ).  Wł ókn o stalowe  stosowano  w  dwóch  gatun kach :  krótsze  i  gł adkie  (dł ugość  x  ś rednica  =   25  x xO,38 mm,)  oraz  dł uż sze  i  z  zakotwieniam i  typu  opaten towan ego  przez  firm ę   Bekaert (30 x0, 40m m ) .  Badania  miał y  wykazać  w  jakim  stopn iu  zabieg  linearyzaji  ukł adu  wł ó- kien  podn osi  wł aś ciwoś ci  wytrzymał oś ciowe  kom pozytu. D o  badań uż yto  próbek  wioseł kowych,  których  kształ t i wymiary, podobn ie ja k  kształ t szczę k  do obcią ż ania, zaprojektowano  starają c  się   uzyskać  ukł ad moż liwie  sztywny  (rys. 2). o) Rys.  2.  Kształ t  próbki  wioseł kowej  i  rozmieszczenie  czujników  do  pomiarów  odkształ ceń:  a  —widok boczny  próbki, b — przekrój  poprzeczny.  Od 2 do 10 —elektrooporowę   tensometry o bazie 60 mm, przy- klejane  n a powierzchni  próbki,  11 —przykł adany  czujnik  wydł uż enia  ś rodkowej  czę ś ci  próbki,  o  bazie pomiaru  254 mm, mocowany  do reperów  C i F przyklejonych  n a powierzchni  betonu. Czujnik  skł ada się ze sztywnego trzonu ABDE  do którego przymocowano gię tkie ramiona BC i EF, wyposaż one  w tensometry elektrooporowe w peł nym ukł adzie mostkowym.  W górnej czę ś ci rysunku  pokazano rozwią zanie  konstrukcji szczę k  do  obcią ż ania  próbki Z  uwagi  n a  wymiary  szczę k,  grubość  próbek  m oże się gać  100 m m ,  jedn ak  w  om awian ych badan iach  ograniczono  się   do próbek  o gruboś ci  25 -  30  m m . M atrycę   zaprojektowano  w  ten  sposób,  że  n a  1  m 3  fibrobeton u  wypadał o  550  kg  ce- m entu,  1375  kg  piasku  o  ś rednicy  ziaren  do  4  mm , oraz  270  1 wody.  Ś wieża  m ieszan in a miał a  konsystencję   charakteryzują cą   się   opadem  stoż ka  rzę du  110- 150  m m 1 ' , D o  badań przygotowano  ostatecznie 5 serii  po 4 -  5 próbek, wg  zestawienia  ja k  pon iż ej: 1 !  Próbki  do badań  został y wg szczegół owych  wytycznych  i  pod nadzorem autora  wykonane  w CBI (Instytut  Cementu i Betonu) w Sztokholmie, w ramach  współ pracy  mię dzy  P AN   a  Królewską   Szwedzką Akademią   N auk. WYTRZYMAŁOŚĆ  I  ODKSZTAŁCALNOŚĆ GRANICZNA  FIBROBETONU 23 Rodzaj  uzbrojenia M atryca  bez  uzbrojenia Wł ókno  gł adkie —  ukł ad  2D j.w.  —u kł a d  I D Wł ókno  z  zakotwieniami —  ukł ad  2D j.w.  —u kł a d  I D N umeracja n r  1  do 6  do 11  do 15  do 20  d o próbek nr  5 10 14 19 24 P rzy  okazji  beton owan ia  próbek  wioseł kowych  wykon an o  dodatkowo  serie  próbek w postaci pł yt z fibrobeton u  o an alogiczn ym  skł adzie, które  po upł ywie  ok.  miesią ca  został y zniszczone  n a  drodze  rozcią gan ia  psiowego,  bezpoś redn io  w  szczę kach  maszyny  wytrzy- mał oś ciowej,  przy  czym  odkształ cen ia m ateriał u n ie  był y  mierzone. N a  podstawie  wstę pn ych  ba d a ń  wł asnych  oraz  studiów  piś miennictwa  zrezygnowano ze  stosowan ia  d o  rozcią gan ia  uchwytów  zaciskowych,  ja k  również  uchwytów  przykleja- n ych, wybierają c  p ró bki  o  kształ cie dostosowan ym  do  specjalnie  zaprojektowanych  szczę k rozcią gają cych  (rys.  2). D o  obserwacji  najważ niejszej  z  badan ych  charakterystyk  m ateriał u  —  jego  wydł u- ż enia  —  zaprojektowan o  dwa  niezależ ne  ukł ady pom iaru  odkształ ceń podł uż nych. Wydł u- ż enie  ś rodkowej  czę ś ci  p ró bki  m ierzon o za  pom ocą   czujnika  przykł adanego  —  ABC D EF n a  rys.  2  (odkształ cen ie globaln e)  oraz  za  pom ocą   ten som etrów  elektrooporowych  nakle- jon ych  n a  powierzchn iach  boczn ych  pró bki  (odkształ cenia  lokaln e).  Wskazania  tensome- trów  elektrooporowych  m iał y  poin form ować,  w  których  miejscach  należy  poszukiwać pojawiają cych  się   rys. Wszystkie  bad an ia  rozcią gania  próbek  wioseł kowych  przeprowadzon o  przy  uż yciu maszyny  wytrzymał oś ciowej  I N ST R O N   1251, wyposaż onej  w  gł owicę   200  kN   (20  Ton), której  t ł ok przemieszczał  się  ze stał ą , zadan ą   prę dkoś cią   —  n a ogół  0,5  mm/ min. Odkształ - cenia  centralnej  czę ś ci  p ró bki  w  począ tkowej  fazie  obcią ż enia  n arastał y z  prę dkoś cią   rzę du 100-   1 0 - 6  n a  m in u t ę .2 ' Z estawienie  zastosowan ych  ukł adów  pom iarowych  pokazan o  n a  rys.  3.  M aszyna wytrzymał oś ciowa  wyposaż ona  był a we  wł asny  ukł ad  rejestracji  sił y rozcią gają cej  w  funkcji przesuwu  tł oka,  jed n a k  uzyskiwany  w  ten  sposób  wykres  traktowan o  jako  wskazanie kon troln e,  pon ieważ  m im o  swojej  znacznej  sztywnoś ci  odkształ calność  szczę k  sumował a się   z  odkształ calnoś cią   próbki,  obniż ając  dokł adn ość pom iaru. Pierwszy  z  zastosowan ych  ukł adów  do  pom iaru  wydł uż enia  próbki  skł adał   się   (rys. 3  —  u kł ad b) z pokazan ego  uprzedn io n a t ys.  2, czujnika  przykł adan ego, m ostka tensome- trycznego,  oraz rejestratora  X- Y.  Wię kszość uż ytej  aparatury  pomiarowej  był a  produkcji firm y  Bruel  i  Kjaer  (BK). Czujnik  przykł adan y wł asnej  kon strukcji,  m ocowany  był  przed pom iarem w  specjalnych reperach  stalowych,  ( C i  F—rys.  2), przyklejanych  n a  bocznej  powierzchni  próbki.  Baza pom iaru  wynosił a  245  m m .  N a  obu  ram ion ach czujnika  wykonanych  z hartowanej  blachy stalowej  o  gruboś ci  0,8  m m , n aklejon e  był y  foliowe  ten som etry  elektrooporowe  pracują ce 2 )  1 •   10~  s  —jednostka.odkształ cenia wzglę dnego, która w piś miennictwie anglosaskim posiada własną nazwę  „microstrain", wobec braku odpowiednika polskiego, w tekś cie wszę dzie stosowany jest mnoż nik 10~6 24 J.  K ASP E R K I E WI C Z w  ukł adzie peł nego m ostka.  Czujnik  cechowany  był  przed  i  po  każ dym  cyklu  pom iarów w  specjalnej  ś rubie  mikrometrycznej.  Z akres  liniowej  pracy  czujnika  wynosił   4  m m ,  przy czym  w  razie potrzeby zakres  ten dał oby się   ł atwo powię kszyć poprzez wydł uż enie ram ion czujnika. Odkształ cenia  lokaln e  m ierzono  za  poś rednictwem  9  ten som etrów  o  dł ugoś ci  bazy pomiarowej  60  m m i  opornoś ci  120 Oh m , rozmieszczonych ja k  pokazan o  n a  rys.  2.  Ten- sometry  o  n um erach od  2  do  5 sł uż yły do  oceny  osiowoś ci  obcią ż enia,  tensom etry  o  n u- m erach  wyż szych  —-  do  kon troli  pojawiania  się   rys  n a  cał ej  dł ugoś ci  uż ytkowej  próbki. (i m*  a a |[ tttt-   Mii tts*  atu BK1542 Rys.  3. Zestawienie  podstawowych  ukł adów  pomiarowych:  a—- wskaź nik  cyfrowy  sił y  oraz  rejestracja sił y rozcią gają cej  w funkcji  przemieszczeń  tł oka maszyny,  b — rejestracja  sił y w funkcji  wydł uż enia ś rodko- wej  czę ś ci  próbki,  c — próbka  kompensacyjna,  d — para  oporów  wzorcowych  podł ą czona  jako  tenso- metry n r 1, e — automatyczna skrzynka  rozdzielcza, f—  mostek tensometryczny ze wskaź nikiem  cyfrowym i wyjś ciem  analogowym,  g — rejestrator  poziomu, h — magnetofon z mikrofonem  do dyktowania  wskazań cyfrowych  sił y  i  odkształ ceń na  poszczególnych  tensómetrach Każ dy  tensometr  kompensowany  był   za  pomocą   analogicznego  ten som etru  n a  próbce n ie  obcią ż anej  (system  1- 1),  przy  czym  d o kł ad n e' zrównoważ enie  ukł adu  uzyskiwano dzię ki  rezystorom  n a  skrzynce  rozdzielczej  BK  1542. N a  pierwszym  wejś ciu  skrzynki  rozdzielczej, ja ko  parę   ten som etrów  n r  1,  wł ą czono  dwa opory  wzorcowe  R N   100 Ohm .  Ponieważ wejś cie to odpowiada  spoczynkowemu poł oż en iu automatycznego  wybieraka  skrzynki,  uzyskano  dzię ki  tem u  kon trolę   stabilnoś ci  m ostka, a  także moż liwość  urzymywania  m ostka  w  stanie zrównoważ onym,  bez potrzeby  przegrze- wania  któregokolwiek  z  tensometrów  czynnych.  U kł ad  pracował   stabilnie  i  w  przecią gu kilku  godzin trwania pom iarów dryf zera n ie przekraczał  n a ogół  14- 2-   10~ 6. Odczytów  dokon ywan o  korzystają c  z  m ostka  BK  1526,  który  posiada  wyjś cie  cyfrowe (na  wskaź niku  ś wietlnym),  oraz  wyjś cie  analogowe.  Sygnał y  z  tego  ostatn iego  wyjś cia WYT R Z YM AŁ O ŚĆ  I  OD KSZ TAŁ C ALN OŚĆ  G R AN I C Z N A  H BR OBE TON U   2 5 zapisywano  n a  rejestratorze  poziom u  BK  2305.  P on ieważ  papierowa  taś ma  w  tym  re- jestratorze  może  m ieć  szerokość  co  najwyż ej  100  m m ,  zatem  dokł adn ość  uzyskiwanego zapisu jest  niewielka.  W  zwią zku  z  tym  rejestrację   graficzną   n a  taś mie  papierowej  potrak- towan o ja ko  kon troln ą  w stosun ku do zapisu  n a taś m ie magnetofonowej,  n a  którą   operator dyktował   kolejno  wskazan ia  odczytywane  ze  wskaź ników  cyfrowych  moą tka  (odkształ - cenie)  oraz  maszyny  wytrzymał oś ciowej  (sił a  rozcią gają ca).  W  sumie  oba  zapisy  gwaran- tował y  kon trolę   kolejnoś ci  prowadzen ia  odczytów  oraz  wysoką   dokł adność  pom iarów. P om iar  prowadzon o  odczytują c  wskazan ia  n a  m ostku  oraz  wskazania  wartoś ci  sił y  bez: zatrzym ywania  ruch u  tł oka  maszyny  wytrzymał oś ciowej. Wartoś ci  n aprę ż eń  odpowiadają cych  poszczególnym  wskazaniom  tensometrów  in- terpolowan o  liniowo  przy  opracowywaniu  wyników  pom iarów.  Zastosowany  ukł ad umoż liwił  mierzenie odkształ ceń przy  rozcią ganiu  w zakresie  od  5000 •   10" 6  z dokł adnoś cią 10 •   10~ 6, lu b  w zakresie  do 2OQ0 •   1 0 "6  z  dokł adnoś cią   1 •   lO "6 . Cykl  obcią ż eń  każ dej  próbki  skł adał   się   z  jedn ego  lub  dwóch  obcią ż eń  wstę pnych do  n aprę ż en ia  ok.  1  N / m m 2  (10  kG / c m 2) ,  co  pozwalał o  n a  sprawdzenie  poprawnoś ci dział an ia  aparatury,  osiowoś ci  ustawien ia  próbki  etc.,  oraz  z  przebiegu  zasadniczego.. W  przebiegu  zasadn iczym  p ró bka  był a  obcią ż ana  aż  do  stwierdzenia  zarysowania,  odcią - ż ana  i pon own ie obcią ż ana  aż  do zniszczenia, tj. do widocznego  rozdzielenia  się  jej  na dwie czę ś ci.  Odcią ż anie  i  obcią ż enie  pon own e  stosowan o  niekiedy  kilkakrotnie,  co  miał o  wy- kazać ja k  stabilny  jest  proces  niszczenia  się   tworzywa. Chwilę   pojawienia  się   rys  okreś lano  w  sposób  poś redn i, n a  podstawie  zmiany  nachy- lenia  wykresów  uzyskiwanych  z  ukł adów  pom iarowych  a  i  b  (rys.  3),  oraz  n a  podstawie zaobserwowanych  skokowych  zm ian  wskazań  ten som etrów  elektrooporowych.  Ponie- waż  podczas  obcią ż an ia  dostę p  d o  próbki  był   utrudn ion y  (obecność  tensometrów, repe- rów,  kabli  i czujników),  a  t akże pon ieważ wyszukiwanie drobn ych rys zajmuje  wiele czasu, obserwacje  i  zazn aczan ie  rys  prowadzon o  dopiero  po  peł nym  zniszczeniu  i  odcią ż eniu pró bki. D o  obserwacji  rys  stosowan o  m ikroskop  piórowy  ó  powię kszeniu  32 x,  oraz  mikros- ko p  do  badan ia  odcisków  m etodą   Brinella,  wyposaż ony  w  skalę ,  o  powię kszeniu  25  x. Celem  uł atwienia  poszukiwań  zastosowan o  barwienie  badan ej  powierzchni  mieszaniną w  stosun ku  1:5  n asycon ych roztworów  kwasu  cytrynowego  i n adm an gan ian u potasowego. P ł yt ten lekko zabarwia  beton i bardzo ł atwo rozchodzi się   wzdł uż istnieją cych  rys. m etoda t a  wymaga jedn ak  dalszego  udoskon alen ia. P odczas obcią ż ania  pojawianie  się  rys  obserwo- wan o  tylko  sporadycznie  i  bez  stosowania  ukł adów  powię kszają cych  (tzn.  tylko  goł ym okiem ),  w  zwią zku  z  czym  faktyczna  kolejność  w  jakiej  pojawiają   się   poszczególne  rysy jest  n iezn an a. 3.  Wyn iki  pom iarów P rzy  badan iach  w  stan ie  rozcią gania  osiowego  za  ź le  przeprowadzone  uznać  należy doś wiadczenia,  w  których  przeł om  nastę puje  w  miejscu  o  niezidentyfikowanym  stanie n aprę ż en ia  —  n p .  w  uchwytach  lub  n a  karbie  wytworzonym  w  strefie  zmiany  kształ tu p ró bki.  W  przeważ ają cej  wię kszoś ci  om awianych  tu  wyników  zniszczenie  elementów J.  KASPERKIEWICZ próbn ych  miał o  postać  zadowalają cą.  Stwierdzony  w  ś rodkowej  czę ś ci  próbek  m im oś ród n ie przekraczał  na ogół  2,5  mm , a pon adto z uwagi  n a  pewną   cią gliwoś ć / ibrobetonu  zna- czenie  wycentrowania  próbki  malał o  w  m iarę   zarysowywania  się   m ateriał u.  M im oś ród t en  spowodowany  był   prawdopodobn ie  niejednorodnoś cią   m ateriał u  lub  wadam i  wyko- n an ia  próbek,  zaś  ustawienie  próbki  w  uchwytach  m iał o  n a ń  wpł wy  drugorzę dn y.  Ta  os- tatn ia  okoliczność  ś wiadczy  o wł aś ciwym  zaprojektowan iu  ukł adu  obcią ż ają cego. D wa  typowe  wykresy  uzyskane  bezpoś rednio z  rejestratora  X—  Y  przy  uż yciu  czujnika przykł adanego  pokazan o  n a  rys.  4.  We  wszystkich  zbadan ych  próbkach ,  za  wyją tkiem ejN/ mm*] 9 P[ kN] 10000 20000 30000 R ys.  4.  Przykł ady wykresów sił y osiowej w funkcji  wydł uż enia, w próbkach n r 11 i  14, uzyskane bezpoś- rednio z rejestratora X— Y; dodatkowo pokazane skale naprę ż eń i odkształ ceń mają   tylko charakter  orien- "tacyjny.  Odcinek AB—wzmocnienie  materiał u, w punkcie B jedn a  z rys zaczyna się  rozszerzać w sposób nieodwracalny;  odcinek  BC—osł abienie  materiał u próbek  z  matrycy  nieuzbrojonej,  nie  stwierdzono  zniszczenia  kruchego.  Wszystkie  pró bki f ibrobetonowe  moż na był o  w  trakcie  badan ia  odcią ż yć  i  pon own ie  obcią ż yć  do  tej  sam ej. w  przybliż eniu  wartoś ci  naprę ż enia rozcią gają cego.  W  przypadku  zlinearyzowanego  ukł a- d u  uzbrojenia  zauważ yć  m oż na  był o  charakterystyczne  wzmocnienie  m ateriał u,  a  we wszystkich  próbkach  fibrobetonowych  zauważ yć  był o  m oż na  p o n ad t o  osł abienie,  tzn . stopniowy  spadek  sił y. w. próbce  wraz  ze wzrastają cym  jej  wydł uż eniem, Porównawcze  zestawienie  typowych  wykresów  a—s,  uzyskan ych  w  poszczególnych grupach  próbek,  pokazan o n a  rys.  5.  Z astosowane  uzbrojenie,  dawał o w  przypadku  dwur wymiarowego  rozkł adu wł ókien  ( 2P )  wyraź ne  zwię kszenie  cią gł oś ci  m ateriał u —  odcin ki B"  —  C"  oraz  B'"  —  C"  na  rys.  5 —  ale  nie  dawał o  zwię kszenia  wytrzymał oś ci,  która niekiedy  nawet  m alał a.  Przyczyną   tego  spadku  wytrzymał oś ci  m oże  być  ujemny  wpł yw ohecnoś ci  wł ókien  n a  takie  cechy  m atrycy  jak  stosunek  w/ c,  urabialn oś ć,  porowatość • etc, przy niewielkiej jednocześ nie efektywnoś ci  uzbrojenia. WYT R Z YM AŁ O ŚĆ  I  OD KSZ TALC ALN OŚĆ  G R AN I C Z N A  F IBROBETON U 27 N a  podstawie  poczyn ion ych  obserwacji  m oż na  przypuszczać  że  przebieg  niszczenia próbek  był  nastę pują cy.  D o n aprę ż en ia rzę du  4- 6  N / m m 2  (40- 60  kG / cm 2 —  pun kty  A'", A"  oraz  A  n a  wykresach  n a  rys.  5)  odkształ cenia rosł y  liniowo,  był y  sprę ż yste,  a  rysy  nie pojawiał y  się .  Powyż ej  tej  wartoś ci  n aprę ż en ia nie wzrastał y w próbkach uzbrojonych  dwu- wym iarowo.  W  pró bkach tych pojawiał a  się  niewielka  liczba  rys, z których jedn a zaczynał a się   od  razu  rozszerzać  katastrofaln ie.  U zyskiwany  wykres  odkształ ceń globalnych  (wydł u- ż en ia  próbki)  był  od  tego  miejsca  (pun kty  A"  =  B"  oraz  A'"  =   B'")  faktycznie  wykresem wywlekania  wł ókien  n a  powierzchn i  przeł om u. W  próbkach  o  uzbrojeniu  zlinearyzowa- 10000 20000 Rys.  5.  Przykł ady wykresów uzyskanych za pomocą  czujnika  przykł adanego, charakterystycznych dla posz- czególnych  serii  próbek  (liczby  oznaczają   numery  próbek).  N a wykresach  pominię to wykonane  cykle od- cią ż ania i ponownego obcią ż ania próbek. Wykres po lewej stronie przedstawia wykres z rozcią gania próbki nieuzbrojonej,  która  zniszczył a  się  w  sposób  kruchy  (punkt E  n a wykresie) n ym ,  n a  odcin kach AB  oraz  A'B'  n astę powało powstawanie  nowych  rys,  prawdopodobn ie przy  n iezn aczn ym  powię kszan iu  się   szerokoś ci  rozwarcia  rys  już  istnieją cych.  Tworzenie się   powierzchni  przeł om u m o ż na  był o zaobserwować  dopiero p o  osią gnię ciu  maksymalnej wartoś ci  n aprę ż en ia  (wytrzym ał oś ci  —  pun kty  B  oraz  B'),  przy  czym  powierzchnia  t a  nie wypadał a  n a  ogół  w  miejscu  pierwszych  rys  zaobserwowanych  goł ym okiem. Z estawienie  najważ niejszych  uzyskan ych  wyników  liczbowych  podan o  w  Tabl.  1. W* tablicy  tej  zazn aczon o  równ ież  dla  porówn an ia  dan e  o  wytrzymał oś ci  fibrobetonu rozcią ganego  w  wieku  ok.'  1  m ieś.  Przyjmują c,  że  róż n ica  w  technologii  wykonania  obu porówn ywan ych  bad ań  m a  znaczenie  drugorzę dn e,  m oż na  zauważ yć  że  wzrost  wytrzy- m ał oś ci  m atrycy  n ieuzbrojon ej  był   w  okresie  1  roku  stosun kowo  wyż szy  n iż  podobn y wzrost  w  przypadku  fibrobeton ów. Z  porówn an ia  dwóch  zastosowan ych  gatun ków  wł ókien  wynika,  że  wpł yw  dł ugoś ci i  przyczepnoś ci  wł ókn a  n a  wł aś ciwoś ci  m echaniczn e  kom pozytu  jest  bardziej  widoczny 28 J.  KASPERKIEWICZ w  przypadku  uzbrojenia  zlinearyzowanego  niż  w przypadku  uzbrojenia  o ukł adzie dwuwy- miarowym.  Korzyść  ze  stosowania  wł ókien  z  zakotwien iam i  widoczna  jest  wyraź nie dopiero  wtedy  gdy  wł ókna  uł oż one  są   w  kierunku  dział ania  gł ównych  n aprę ż eń  roz- cią gają cych. Tablica  1.  Wyniki  badań  rozcią gania  wioseł kowych  próbek  fibrobetonowych1 Materiał   w  danej serii  próbek Matryca nieuzbrojon 2%  obj. wł ókien gł adkich 25x0,38  mm j.w. 2%  obj. wł ókien z  zakotwieniami (typu  Bekaert) 30x0,40  mm j.w. U kł ad wł ókien — 2D I D 2D I D Wytrzymał ość  N / mm 2  2) Wg  badań CBI po 28 *' dniach 1,7 (0,6) 3,5 (0,6) 5,5 (0,7) 3,8 (0,6) 6,4 (1.2) Wg.  badań na próbkach wio- seł kowych po ok. 300  dniach 4,93  (0,74) 4,13  (0,76) 7,98  (0,67) 4,42  (0,98) 9,88  (0,68) Współ cz.  sprę - ż ystoś ci  przy na- prę ż aniu a c ,  m 3 N / m m 2 [G N / m2]3> 35,4  (6.1) 32,2 (4,3) 34,0 (6,6) 36,2  (3,2)  / 40,9 (7,0) M aksymalne odkształ cenie w  materiale nie  rozerwanym [10- 5] 125 (55) 252 (95) 1324 (183) 409 (295) 2079 (728) U wagi:  1)  w  nawiasach  po d an o  wartoś ci  odchyleń  stan dardowych . 2)  1  N / m m 3  »  10  kG / c m 2 3)  10  G N / m 2  =   100  000  kG / c m 2 4)  próhki  w  kształ cie  pł askown ików,  zaciskan e  bezpoś redn io  w  szczę kach  m aszyny. •   Czujnik  przykł adany  mierzy  poprawnie  odkształ cenia jedn ostkowe  tylko  do  Osią gnię- cia  wytrzymał oś ci  m ateriał u.  D alsza  czę ść  uzyskiwanego  wykresu,  chociaż  przedstawia wydł uż enie  próbki  wraz  z  powstają cymi  rysami,  nie  odpowiada  odkształ ceniu  m ateriał u, ponieważ  wydł uż enie zwią zane jest przede  wszystkim  z  m echanizm em wywlekania  wł ókien n a  pojedynczej  powierzchni  przeł om u.  Tensometry  elektrooporowe  n aklejon e  wzdł uż próbki  mierzą   n atom iast  faktycznie  odkształ cenia  lokaln e,  wł ą cznie  z  rozwieran iem  się lub  zwieraniem  przebiegają cych  pod  n im i  m ikrorys.  P rzykł ady  wykresów  ze  wskazań tensometrów  powierzchniowych,  uzyskanych  przez  uś redn ien ie  odczytów  z  wię kszoś ci badanych  pun któw  pomiarowych,  pokazan o  n a  rys.  6.  Przy  uś redn ian iu  pom in ię to wska- zania  tensometrów  ulegają cych  zniszczeniu,  tzn . przede  wszystkim  tych,  przez  które  prze- biegał a  powierzchnia  przeł om u. U zyskan o  w  ten  sposób  wykresy  odkształ ceń  lokaln ych, dotyczą ce  m ateriał u obcią ż anego  aż  do  naprę ż eń  rzę du  wytrzymał oś ci  i  n astę pn ie  odcią - ż onego. P om iar  tego  rodzaju  należ ał oby  prowadzić  korzystają c  z  cią gł ej  rejestracji  wskazań wszystkich  tensometrów  powierzchniowych.  N atom iast  przy  przyję tej  technologii  pom ia- rowej  trzeba  był o  stosować  interpolację   wyników. U ś redn ione  wykresy  z  lokalnych  pom iarów  odkształ ceń  pokazan o  n a  rys.  7.  Są   one WYT R Z YM AŁ O ŚĆ  I  OD KSZ TAŁ C ALN OŚĆ G R AN I C Z N A  F IBROBETON U 29 1000 2000 3000 Rys.  6.  Ś rednie  odkształ cenia lokalne  zmierzone  tensometrami  oporowymi,  w funkcji  naprę ż enia  rozcią - gają cego.  Wł ókna  o  ukł adzie  zlinearyzowanym  ( li) ) .  U wzglę dniono  wskazania  tensometrów:  próbka nr  22 — 2,  7,  8, 9  i  10, próbka  n r  23 — 6,  7,  8, 9  i  10  (oznaczenia  tensometrów — rys.  2) . niesprzeczne  z  uzyskan ym i  inną   techniką   pom iarową   wykresami  n a  rys.  5,  a  dodatkowo uwidaczniają   wspom n ian y  ju ż  fakt,  że  zstę pują ce  gał ę zie  wykresów  n a  rys.  5  (odcinki BC,  B'  C,  B"  C",  B'"  C " )  odzwierciedlają   jedyn ie  mechanizm  lokalnego  wywlekania wł ókien z powierzchn i  przeł om u. Wykresów  takich jak  pokazan o n a rys.  6 i 7 n ie moż naby wykon ać  w  odn iesien iu  do  samej  strefy  przeł om u, rozkł ad  n aprę ż eń w  przekroju  próbki przestaje  być jedn orodn y. N a  podstawie  rys.  7  m oż na  wnioskować,  że  linearyzacja  wł ókien  podwyż sza  wartość n aprę ż en ia  rysują cego  w  fibrobeton ie.  N atom iast  zarówn o  linearyzacja  ja k  i  sama  obec- n ość  uzbrojenia  wł ókn istego  n ie mają   wpł ywu  n a wartość  wydł uż enia jednostkowego,  przy którym  pojawiają   się   w  m ateriale  rysy.  N a  podstawie  analizy  wskazań  tensometrów  po- wierzchniowych  m oż na  przy  puszczać,  że  rysy  w fibrobeton ie  pojawiają   się   przy odkształ - cen iach  100- 200-   10 "6 ,  t j.  przy  takich  samych  odkształ ceniach granicznych jakie poda- wan e  są   odn oś n ie  klasycznego  beton u  lub  ż elbetu.  N iewą tpliwym  efektem  linearyzacji  jest 30 J.  KASP ERKIEWICZ n atom iast  wyraź nie  widoczne  wzmocnienie  m ateriał u —  odcinki  AB  oraz  A'B'  n a  wykre- sach  a—s  (rys.  5  oraz.rys.  7). Wykresy  n a  rys.  7  zgodne  są   % obserwacjami  struktury  zarysowania  poszczególnych próbek.  Przykł ady  obrazów  rys  n a  dwóch  próbkach  fibrobetonowych,  uzbrojonych  jedn a dwuwymiarowo  (2Z>) a  druga  wł óknem  o  ukł adzie  zlinearyzowanym  (ID),  pokazan o  n a 1000  2000  3000 R ys.  7. Zestawienie  uś rednionych  przebiegów  odkształ ceń lokalnych  w niezniszczonym  m ateriale  próbek, dla  wszystkich  badanych  serii  m ateriał u.  Wykres  po lewej  stron ie  dotyczy  rozcią gania  matrycy  n ieuzbro- jon ej rys.  8  i  9.  P róbki  z  matrycy  nieuzbrojonej  ulegał y  zniszczeniu  przez  rozwarcie  się   rysy pojedynczej,  n a  próbkach  z  uzbrojeniem  6  ukł adzie  dwuwymiarowym  (2D)  m oż na  był o po  zniszczeniu  stwierdzić  3 - 4  rysy,  n atom iast  próbki  zlinearyzowane  ulegał y  zniszczeniu przy  pojawieniu  się   kilkunastu  rys,  których  ś redni  rozstaw  m ierzony  w  kierun ku  osi próbki  wynosił   ok.  20  mm.  .  •.  . Stwierdzono,  że  w  warun kach  odpowiadają cych  tem u  doś wiadczeniu,  fibrobeton o  odpowiednim  ukł adzie i  odpowiedniej  zawartoś ci  uzbrojenia  m oże  przenosić  bez  obn i- ż enia  wytrzymał oś ci  odkształ cenia  rzę du  2000-   10~ 6,  tj.  odkształ cenia  10- 20  razy  wię k- sze  niż  w  przypadku  zwykł ego  beton u.  Wartość  tę   m oż na  okreś lić  jako  graniczn e  wydł u- ż enie  fibrobetonu.  Odkształ cenia  te  dotyczą   oczywiś cie  fibrobeton u  w  którym  m atryca Rys.  8.  Wyglą d  po  zniszczeniu  próbki  o  dwuwymiarowym  rozkł adzie uzbrojenia — próbka  nr  16. Przy rysach  zaznaczono  ich  rozwartoś ci Rys.  9.  Wyglą d po zniszczeniu próbki o zlinearyzowanym ukł adzie uzbrojenia — próbka nr 20. Przy rysach. zaznaczono  ich  rozwartoś ci [ 31) 32 J.  KASPERKIEWICZ jest już  zarysowana,  co o tyle n ie m a znaczenia, że  owe  rysy n ie wpł ywają   n a  wytrzymał ość kompozytu.  Z rozważ ań  wył ą czono  tu  kwestię   trwał oś ci  m ateriał u.  P oczyn ion e  n iedawn o obserwacje  [12]  pozwalają   jedn ak  są dzić,  że  również  zarysowany  fibrobeton  jest  dość • odporny  n a  korozję . D o  analitycznego  przewidywania  mechanicznych  wł aś ciwoś ci  fibrobeton u  au t o r  za- propon ował   uprzednio,  [13],  tzw.  param etr  wzmocnienia  (<9).  Wartość  tego  param etru jest wprost  proporcjonalna  do  dł ugoś ci i  przyczepnoś ci  wł ókien oraz  odwrotn ie  proporcjo- n aln a  do  tzw.  pozornego  rozstawu  wł ókien  [10,  11].  Rozstaw  pozorn y  wł ókien  stanowi m iarę   rozmieszczenia  wł ókien  w  kompozycie  i  zależy  zarówn o  od  kształ tu  i  zawartoś ci 2000 1000 W 20 30 50 60 Rys.  10.  Zależ ność  pomię dzy  granicznym  wydł uż eniem  fibrobetonu  max  a  parametrem  wzmocnienia  &, okreś lają cym  strukturę   uzbrojenia  fibrobetonu wł ókien jak  i  od  struktury  kom pozytu  (rozkł ady  wł ókien  trójwymiarowe,  pł askie, zlinea- ryzowane  etc.). Wartoś ci  param etru 0  obliczono dla n om in aln ych charakterystyk  badan ych fibrobetonów,  przyjmują c  że  przyczepność  wł ókien  zakotwion ych  jest  o  30%  wyż sza  od przyczepnoś ci  wł ókien  gł adkich.  N a  rys.  10  n an iesion o  pun kty,  których  odcię te  stanowią znalezione  w  opisany  sposób  wartoś ci  param etru  0,  n atom iast ja ko  rzę dne  odł oż ono  zn a- lezione  doś wiadczalnie  wartoś ci  odkształ cenia  m aksym aln ego,  wg.  ostatniej  kolum n y w tabl.  1. U przednio stwierdzono  [13], że wytrzymał ość  (na zginanie, rozcią ganie i udarn oś ć) zależy  liniowo  od  0.  Z  obecnych  badań  wynika,  że  wydł uż enie  graniczne  fibrobeton u zależy  od tego samego param etru w sposób  nieliniowy,  być m oże  paraboliczn y. 4. Wnioski Badania  wykazał y,  że  odpowiednio  uzbrojony  fibrobeton  z  wł óknem  stalowym  za- chowuje  się   plastycznie,  wykazują c  wyraź ne  wzmocnienie.  Z naczy  t o ,  że  powyż ej  granicy sprę ż ystoś ci  odkształ cenia  trwał e  rosną   wraz  z  naprę ż eniem  rozcią gają cym.  P rzynajmniej WYTRZYMAŁOŚĆ  I  ODKSZTAŁCALN OŚĆ  G RAN ICZN A  FIBROBETONU   33 w  pierwszym  przybliż eniu  wzrost  ten uzn ać m oż na za liniowy,  zagadnienie wymaga jedn ak dalszych  badań .  Jako  „ o d p o wied n io " uzbrojony  rozum ian y t u jest fibrobeton  zawierają cy ok.  2%  obj.  wł ókien  o  ukł adzie  zlinearyzowanym .  Oddzielnie  badan ia  warto  by  podją ć celem  okreś lenia jakie  najniż sze  zawartoś ci  wł ókien o ukł adzie dwu-   lub  trój- wymiarowym dawał yby  również  efekt  wzm ocn ien ia. F ibrobeton  ze  zlin eaiyzowan ym  ukł adem uzbrojenia  może  odkształ cać się   do  wartoś ci rzę du  2000-   10" 6 ,  przy  czym  powstają ce  jedn ocześ n ie  rysy  mają   rozwartość  rzę du  0, 03- - 0,05  m m .  Rysy  takie  mają   prawdopodobn ie  niewielki  wpł yw  na  trwał ość  kompozytu. W  fazie  niezarysowanej  fibrobeton  odkształ ca się   sprę ż yś cie,  w  zasadzie  niezależ nie od ukł adu  uzbrojenia.  M o d u ł   sprę ż ystoś ci  kom pozytu  m oż na okreś lić  w  przybliż eniu  na  pod- stawie zn an ego prawa  m ieszan in . Odkształ calność graniczna, matrycy  cementowej nie ulega zm ian ie  w  zakresie  stosowan ych  param etrów  doś wiadczenia  (dł ugoś ć, ś rednica  oraz  za- wartość  obję toś ciowa  wł ókien ). N a  zachowanie się  fibrobeton u  po zarysowaniu  zasadniczy  wpł yw  ma ukł ad  uzbrojenia. Wzmacniają cy  m atrycę   efekt  uzbrojenia  bę dzie  najwię kszy  przy  uł oż eniu wł ókien wzdł uż kierun ku  gł ównych  n aprę ż eń  rozcią gają cych.  Efektywność  uzbrojenia  fibrobetonu  zależy również  od  przyczepnoś ci  wł ókien , jed n ak  i  ten  wpł yw  bardziej  widoczny  staje  się   przy zlinearyzowanym  ukł adzie  uzbrojen ia. Wydaje  się , że  zapropon owan y  param etr  odkształ cenia maksymalnego  dobrze  charak- teryzuje  odkształ caln ość  graniczną   fibrobeton u.  M oż na  n p .  przypuszczać,  że  materiał y charakteryzują ce  się   podobn ą   wydł uż alnoś cią   ja k  powyż ej  omówione  fibrobetony  z  uz- brojeniem  zlinearyzowanym ,  był yby  również  bardziej  odporn e n a  wymuszone  przemiesz- czen ia, skurcz jedn orodn y, n aprę ż en ia term iczn e itp.,  niż tradycyjne  konstrukcje  betonowe. Badan ia  nie  wykazał y  aby  zastosowan y  procen t  uzbrojenia  wł óknistego  był   w  stanie podwyż szyć  graniczną   wartość  odkształ cen ia  m atrycy,  tak  jak  to  przewidywane  był o w  [6]. E wen tualn a  odpowiedź  n a  t o  pytan ie  m ogł aby  wynikną ć  z  doś wiadczeń  prowadzo- n ych  w  stanie rozcią gania  osiowego n a próbkach ze zlinearyzowanym  uzbrojeniem, o mak- symalnej,  technologicznie moż liwej  do  wymieszania  w  m atrycy  zawartoś ci  wł ókien. Efekt  wł ókien jest  najbardziej  widoczny  w  m ł odym  betonie.  Stą d  wypł ywa  celowość posł ugiwania  się   fibrobeton em  do  wykonywania  form  straconych,  napraw,  konstrukcji wznoszonych  w  ogran iczon ym  czasie  it p.  • Literatura  cytowana  w  tekś cie 1.  J.  P .  ROM U ALD I,  G .  B.  BATSON ,  Behaviour of  reinforced beams  with closely spaced reinforcement.  ACI Journ al,  P roc.  60, 6  (Jun e),  s.  775—790,  (1963). 2.  J.  P .  ROM U ALD I,  J.  A.  M AN D E L,  T ensile  strength  of  concrete  affected  by  uniformly  distributed  and closely  spaced short  lengths  of  wire  reinforcement. AC I Journ al,  P roc.  67, 6  (June),  s.  657—671, (1964). 3.  J.  KASP ERKIEWIC Z ,  Odkształ calnoś ć  przy  rozcią ganiu fibrobetonu  z  wł óknem  stalowym.  W  zeszycie problem owym  techn iki  mostowej  p t .  „ Kom pozyty  betonowe — wł aś ciwoś ci  mechaniczne i zastosowa- n ia ",  SITKOM - Kielce,  (1974),  4, s.  65—93. 4.  R.  H .  EVAN S,  M .  S.  M AR ATH E ,  Microcracking  and  stress  —  strain  curve for  concrete in tension,  M a- teriaux  et  C on struction s,  1,  Jan .- F eb.,  s.  61—64,  (1968). 3  Mech. Teoret.  i  Stos.  1/79 34  •   J.  KASPERKIEWICZ 5.  B. P.  H U G H ES,  G . P.  CHAPMAN ,  T he complete stress- strain  curve for  concrete  in direct tension. Bulletin RILEM   N o 30,  March,  s.  95—97,  (1966). 6.  J.  AVESTON,  G . A.  COOPER, A.  KELLY,  Single and multiple fracture., P roc.  Conf.  on „ The  properties of  fibre  composites",  N at. Phys.  Lab., 1PC Sc. a Techn. Press  Ltd.  1971, s.  15—26. 7.  K.  KOBAYASKI, R.  C H O, Mechanics of  concrete  with  randomly oriented short steel fibres.  P roc.  of  the I I  Intern. Conf.  on Mech. Behaviour  of  M aterials—16—20  August  1976, Boston,  M assachusetts,  s. 1938—1942. 8.  J.  ED G IN G TON ,  D . J.  H AN N AN T,  R. I. T.  WILLIAMS,  Steel  fibre  reinforced concrete, Building  Res. Establishment  Current  Paper —  CP  69/ 74,  17  stron. 9.  FIBERBETONG. N ORD F ORSK projektkommitte' for F RC- material. 2 czę ś ci: 140+ 521 stron. Stockholm (1977). 10.  J.  KASPERKIEWICZ, Fibre spacing  in steel fibre  reinforced composites,  M atcriaux  et  Constructions, 10, 55  (Jan.- Feb.) s.  25—31,  (1977). 11.  J.  KASPERKIEWICZ,  Apparent  spacing  in fibre  reinforced  composites.  Bull.  Acad.  Polon.  Sci., Ser. Sci. Techn.,  26, 1, s.  55—63  (1978). 12.  F ibre reinforced  cement and concrete. RILEM  Symposium  London  1975, Ed. A.  N EVILLE,  T he  Const- ruction  Press L td., H ornby  1975, vol.  I + I I ,  650  stron. 13.  J.  KASPERKIEWICZ,  Reinforcement parameter for fibre  reinforced concerete  like  composites.  Bull,  Acad. Polon.  Sci., Ser.  Sci. Techn. 26, 1, s.  65—72  (1978). P  e 3  IO  M e n P O^I H OC TB  H   nP EJIEJIBH Ł IE yflJI H H E H H fl  ITPH  P AC TiD KEH H H  E E TOH A AP M H P OBAH H OrO  KOP OTKH M H   CTAJIBH BIM H   BOJIOKH AM H pe3yjitTaTŁi  3KcnepHMeHT0B  Ha 6eTOHe  coflepH owmeiw  2 % ( n o o6ieM y)  flH cnepcH oft crajiEH oii  apMaTypbi  B BHfle  KOPOTKH X  BOJIOKOH   (d>H6po6eTOH).  H ccjieflOBajmct  flBa  Tun a  o p u eir r a in m BOJIOKOH :  njiocKO  pacnojjo>KeH H bix  (2D ) H  ju m e fe o  pacnojioH ceH H bix  ( I D ) .  H3iwepeHHe  yfljiHHeHHft H  flecbopM amł ft oSecneH H Bajioo.  c n oM om tio  H ecKontKH x KBMepHTejiBHbix  CHCTeiH. P a3pyn ieH iie  4>n6po- o6pa3E[OB  npoH cxo^M jio  Bcerfla  n o nnacTiwecKoii  (He xpyn Koii)  cxeiwej a B cn y^ ae  I D   H aSjn o- ynpoMHeHHe  a  TaK>Ke  HBJieHHe MH oroKpaTiioro  pacTpecKMBaHKH. S u m m a r y TEN SILE  STREN G TH   AN D   U LTIM ATE STRAIN   I N  STEEL  F IBRE R E I N F OR C E D  C ON C RETE F ibre concrete specimens  reinforced  with  2% vol. of plain  and hooked  steel  fibres  have  been tested in direct tension. The fibres  were of two- dimensional  (2D) orientation or they were magnetically  aligned (I D ). Several  independent systems  were  used  to measure  strain  and elongation  of  the specimens.  The failure  of fibre  reinforced  concrete was always ductile and th e specimens  of  I D  type  shown  distinct strain  hardening behaviour.  In the latter case it was also  possible  t o observe  the multiple cracking  of the matrix. Praca został a zł oż ona  w  Redakcji  dnia  5  lutego  1978 r. P AN WARSZAWA