National Transport Library Research Database

BeFo 418 - Tomografi som undersökningsmetod för att beskriva fördelning, placering och orientering av stålfibrer i sprutad och gjuten betong i tunnlar (BeFo 418 - Tomography as method for describing distribution, placement and orientation of steel fibres in sprayed and cast concrete for tunnels)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2020-02-03 -- 2021-11-30 Registration number:
  • Trafikverket 2020/2553
Subject(s): Online resources: Abstract: Prestanda och livslängd hos betongmaterial såsom sprutbetong beror i stor utsträckning på förekomst och fördelning av ballast, luftporer, mikrosprickor och stålfibrer. Effektiviteten hos stålfibrer i sprutbetong beror av antalet stålfibrer i ett snitt av sprutbetongen och också på hur dessa är orienterade i dragna snitt av betongen. En pilotstudie har tidigare genomförts med syfte att beskriva möjligheter vid undersökning av sprutbetongprovkroppar genom tomografering och visat att det går att genomföra praktisk analys av betongprovkroppar från laboratorium eller fältmiljö. Resultaten kan ges i form av fördelningar av cementpasta, ballast, luftporer och stålfibrer. Det går dock inte i nuläget att bestämma fibrernas orientering inne i sådan tomografiundersökt provkropp. Därför föreslås här att en laborativ studie i kombination med utveckling av numeriska analysrutiner genomförs så att erfarenheter från befintliga rutiner ska kunna anpassas för att implementeras som del i den tidigare utprovade provningsmetodiken för sprutbetong. Av särskilt intresse är också att undersöka om en högre grad av fibrerna orienteras optimalt i sprutbetong jämfört med i gjutna betongkonstruktioner. Genom kunskap om hur stålfibrer i sprutbetong verkar och orienteras kan effektiviteten hos sprutbetongförstärkningarna ökas. Syftet är att nå en effektivare användning av stålfibrer i sprutbetong, med rätt mängd på rätt plats och anbringad med rätt metodik. En minskad mängd overksamma fibrer i sprutbetong leder till ekonomisk och miljömässig hållbarhet på grund av minskad åtgång av stål samt betong och cement. Bättre kunskap om sprutbetongförstärkningar leder också till mer säkra och trygga miljöer och därmed social hållbarhet. Abstract: The performance and lifespan of concrete materials such as shotcrete (sprayed concrete) depends to a large extent on the occurrence and distribution of aggregates, air pores, micro-cracks and steel fibers. The efficiency of steel fibers in shotcrete depends on the number of steel fibers in a section of the shotcrete and also on how these are oriented in sections exposed to tensile stresses. A pilot study has previously been carried out with the purpose of describing possibilities when examining shotcrete test samples by tomography, showing that it is possible to carry out practical analysis of shotcrete samples from laboratory or field environments. The results can be given in the form of distributions of cement paste, aggregates, air pores and steel fibers. However, it is not possible at present to determine the orientation of the fibers inside such a test specimen examined through tomography. Therefore, it is here proposed that a laboratory study in combination with the development of a numerical analysis routine is carried out so that experiences from existing routines can be adapted and implemented as part of the previously developed test method for shotcrete. Of special interest is also to investigate whether a higher degree of fibers is optimally oriented in shotcrete compared to in cast concrete constructions. Knowledge of how steel fibers in shotcrete functions can increase the efficiency of shotcrete reinforcements. The purpose is to achieve a more efficient use of steel fibers in shotcrete, with the right amount in the right place and applied with the right methodology. A reduced amount of inactive fibers in shotcrete leads to economic and environmental sustainability due to reduced use of steel, concrete and cement. Better knowledge of shotcrete reinforcement behaviour also leads to more safe and secure environments and thus social sustainability.
Item type: