National Transport Library Research Database

BeFo 501 – Placering och orientering av stålfibrer i sprutbetong kartlagd genom tomografiundersökning av prov från tunnlar (BeFo 501 – Placement and orientation of steel fibres in shotcrete investigated using tomography of in situ tunnel samples)

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2023-01-01 -- 2024-09-30 Registration number:
  • Trafikverket 2022/136856
Subject(s): Abstract: Prestanda och livslängd hos sprutbetong beror i stor utsträckning på förekomst och fördelning av ballast, luftporer, mikrosprickor och i förekommande fall stålfibrer. En pilotstudie har tidigare genomförts för att beskriva möjligheter, begränsningar samt arbetsåtgång och rutiner vid undersökning av sprutbetongprovkroppar genom tomografering. Det visades hur resultaten kan presenteras som fördelningar av cementpasta, ballast, luftporer och stålfibrer. Effektiviteten hos stålfibrer i sprutbetong beror på antalet stålfibrer i ett dragbelastat snitt också hur dessa är orienterade. En analysrutin särskilt utprovad och anpassad för tomografiundersökta sprutbetongprovkroppar presenterades i ett uppföljande projekt. Den metod som har arbetats fram redovisar stålfibrernas läge och orientering beskrivet med två lutningsvinklar och som antalet fibrer som skär respektive höjdsnitt av en provcylinder. För att kunna påbörja kartläggningen av hur stålfibrers fördelning och orientering i sprutbetong kan variera krävs ytterligare data. Här föreslås en laborativ fortsättningsstudie för att testa och demonstrera hur metoden fungerar praktiskt. Av särskilt intresse är 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 service life of shotcrete largely depends on the presence and distribution of aggregate, air pores, microcracks and, where applicable, steel fibers. A pilot study has previously been conducted to describe possibilities, limitations as well as routines when examining shotcrete test specimens using tomography. It was shown how the results can be presented as distributions of cement paste, aggregates, air pores and steel fibers. The efficiency of steel fibers in shotcrete depends on the number of fibers in a tensile loaded section, and also on how these are oriented. An analysis routine specially tested and adapted for tomography-examined shotcrete specimens was presented in a follow-up project. The method that has been developed reports the position and orientation of steel fibers, described with two angles of inclinations and as the number of fibers that crosses the respective height sections of a test cylinder. In order to begin the mapping of how the distribution and orientation of steel fibers in shotcrete can vary, additional data is required. A laboratory follow-up study is here proposed, to test and demonstrate how the method works in practice. 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: