Influence of polyester macrofibers on selected physical and mechanical properties of cement composites

The research proved that polyester fibres, when added to concrete (2% of volume), improved its fracture resistance, however, the effectiveness of the fibres depended greatly on the strength class of the concrete. Much better cooperation of the fibres with the cement matrix was observed in the case of C25/30 class concrete. The application of higher class concretes (C35/45) results in decreased ability of the fibre to transfer loads after the cement matrix cracks. The addition of fibres seems to be positive in terms of the compressive strength. Depending on the concrete formula, for composites with polyester fibres a 6 to 15% increase in compressive strength was observed, as well as a decrease in abrasibility by 20÷50%.

---

Beton osiąga wysoką wytrzymałość na ściskanie, ale jest materiałem kruchym o niskiej wytrzymałości na rozciąganie. Jednym ze sposobów poprawy wytrzymałości na rozciąganie przy zachowaniu lub poprawie pozostałych właściwości fizykomechanicznych kompozytu cementowego jest zastosowanie równomiernie rozproszonych włókien. Powstały kompozyt cechuje się wyższymi wytrzymałościami na ściskanie i rozciąganie, mniejszym skurczem oraz większą odpornością na rysowanie i pękanie powierzchni poddawanej obciążeniom dynamicznym. Coraz częściej obok włókien stalowych jako wzmocnienie matrycy cementowej stosuje się włókna syntetyczne wytworzone z polimerów. Najpopularniejszymi włóknami syntetycznymi są włókna polipropylenowe. Stosowane są głównie jako włókna przeciwskurczowe, chociaż coraz częściej na rynku pojawiają się również włókna polipropylenowe konstrukcyjne, cięte z folii lub skręcane z pojedynczych fibryl. Intensywny rozwój produkcji i przetwórstwa polimerów w ostatnich latach sprawia, że na rynku światowym pojawia się coraz więcej włókien z innych materiałów polimerowych, np. polietylenu, polichlorku winylu czy poliestru. Materiały te wykazują znacznie lepsze parametry fizykomechaniczne niż polipropylen, a ich efektywność w poprawie odporności na pękanie kompozytów cementowych jest znacznie wyższa. W niniejszym artykule jako zbrojenie matrycy cementowej zastosowano konstrukcyjne włókna poliestrowe. Przeprowadzone badania wykazały, że włókna poliestrowe dodane do betonu w ilości 2% obj. poprawiają odporność kompozytu cementowego na pękanie, przy czym efektywność włókien w znacznej mierze zależy od klasy wytrzymałości zastosowanego betonu. Znacznie lepszą współpracę włókna z kompozytem cementowym zaobserwowano w przypadku klasy wytrzymałości C25/30. Zastosowanie betonów o wyższych klasach wytrzymałości (C 35/45) sprawia, że spada zdolność włókien do przenoszenia obciążeń po zarysowaniu matrycy cementowej. Pozytywny efekt dodatku włókien odnotowano w przypadku wytrzymałości na ściskanie. W zależności od zastosowanej receptury betonu dla kompozytów z włóknem poliestrowym obserwowano 6÷15% wzrost wytrzymałości na ściskanie oraz o około 20÷50% mniejszą ścieralność.