Bê tông thông thường có cường độ chịu kéo khi uốn và độ bền dẻo dai thấp, kháng nứt không cao, dễ bị phá hoại giòn. Những nhược điểm này có thể khắc phục bằng cách bổ xung cốt sợi thép Dramix trong thành phần cốt liệu. Bê tông trộn cốt sợi (BTTCS) được hình thành trên cơ sở bê tông thông thường có cốt sợi thép phân tán trong thành phần cốt liệu. Sợi thép Dramix là sợi thép cường độ cao và là sợi không liên tục, được phân bố ngẫu nhiên trong hỗn hợp bê tông. Khái niệm bê tông cốt sợi đã bắt đầu được nghiên cứu từ những năm 1960 trên thế giới. Cho đến nay, bê tông cốt sợi đã được ứng dụng phổ biến và rộng rãi trên thế giới. Bê tông trộn cốt sợi được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: cấu kiện đúc sẵn, sàn nhà công nghiệp, hầm tunnel, bảo vệ mái dốc… Đặc biệt, trong lĩnh vực sàn nhà công nghiệp, việc trộn cốt sợi vào bê tông giúp thay thế hoàn toàn thép thanh thông thường, và giảm chiều dày sàn. Chi phí thi công có thể tiết kiệm tới 30% so với phương án truyền thống. Tại Châu Âu, cứ 1000m3 bê tông được đổ, thì 300m3 là bê tông cốt sợi.
Sợi thép Dramix có hình sợi thẳng, 2 đầu có móc neo – khi được trộn vào bê tông sẽ phân tán một cách ngẫu nhiên và tương đối đều trong bê tông. Trong quá trình chịu lực, bê tông xuất hiện các vết nứt, cốt sợi có vai trò ngăn cản việc xuất hiện và hạn chế bờ rộng vết nứt, nhờ vào lực ma sát của sợi và bê tông. Việc thiết kế móc neo để nhằm tăng lực ma sát này. Mác thép của sợi Dramix cao (>1100Mpa) để nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của liên kết này.
Giai đoạn đầu tiên, bê tông sẽ làm việc trong miền đàn hồi thông thường, lúc này sợi thép chưa phát huy tác dụng. Khi ứng suất đạt tới giới hạn – cường độ chịu uốn của bê tông, vết nứt bắt đầu hình thành lớn. Đối với bê tông thông thường, cấu kiện sẽ bị phá hoại giòn. Còn đối với BTTCS, khi vết nứt xuất hiện, các sợi thép bắt đầu tham gia làm việc và ngăn cản sự phát triển vết nứt. Tuy nhiên lúc đầu, số lượng sợi thép tham gia làm việc chưa đủ, nên ứng suất tiếp tục giảm. Khi lượng sợi tham gia làm việc đủ, BTTCS chịu lực uốn hoàn toàn thông qua lực ma sát của sợi và lực chịu kéo của sợi thép. Lúc này, thiết kế 2 đầu neo và cường độ chịu kéo lớn 1100Mpa phát huy tác dụng. Khả năng chịu uốn của cấu kiện tăng. Khả năng chịu lực của BTTCS thậm chí còn có thể lớn hơn khả năng chịu lực của bê tông thông thường. Khi ứng suất của BTTCS đạt tới giới hạn, cấu kiện bắt đầu xuất hiện phá hoại, ở các vết nứt xuất hiện điểm phá vỡ tại ngay chân của sợi thép – secondary crack, đây là sự phá hoại dẻo khi độ võng tại thời điểm phá hoại là rất lớn. Ưu điểm lớn nhất của BTTCS là năng lượng phá hoại có thể lớn hơn gấp 40 lần so với bê tông thường. Năng lượng phá hoại là tích của ứng suất và chuyển vị. Nhờ tính chất này nên khi các cấu kiện sàn nền bê tông chịu lực, xuất hiện sự luân chuyển ứng suất ra các khu vực lân cận, giúp giảm và không xuất hiện vết nứt phá hoại.
Common concrete has a low bending tensile strength, durability and crack resistance, easy brittle fracture. These weak points can be overcome by adding the Dramix steel fiber reinforcement in aggregate content. Steel fiber reinforced concrete (BTTCS) is formed on the a basis of common concrete with steel fiber reinforcement distributed in aggregate content . Dramix steel fiber is a high strength and intermittent fiber, which is randomly distributed in a concrete mix. The concept of fiber reinforced concrete has been studied since the 1960s in the world. So far, fiber reinforced concrete has been widely and commonly applied in the world. Fiber reinforced concrete is used in many various fields such as prefabricated structure, industrial floor, tunnel, slope protection… Especially, in the field of industrial floor, mixing of fiber reinforcement in concrete helps to completely replace common steel bar and reduce the floor thickness. Construction cost can be cheaper up to 30% compared to traditional plans. In Europe, for every 1000m3 of poured concrete, 300m3 is fiber reinforced concrete.
Dramix steel fiber is straight with anchor hook at both ends- when it is mixed in concrete, it shall be randomly distributed and relatively even in concrete. During load bearing process, the concrete occurs cracks, the fiber reinforcement plays a role of preventation of occurrence and limitation of the crack width, thanks to the friction force of the fiber and concrete. The design of anchor hook is to increase this friction force. Steel grade of Dramix fiber is high (> 1100Mpa) to ensure load bearing capacity of this connection.
In the first stage, the concrete shall work in a normal elastic region, at this time, the steel fiber has not worked yet. When the stress reaches a limit – the bending strength of concrete, the crack starts to become large. As for the common concrete, the structure shall suffer brittle fracture. As for the steel fiber reinforced concrete, when the crack occurs, the steel fibers begin to work and prevent expansion of crack. However, in the first instance, the number of involved steel fibers is not enough, so the stress continues reducing. When the number of involved steel fibers is sufficient, the steel fiber reinforced concrete suffers a full bending force through the friction force of the fiber and the tensile strength of the steel fiber. At this time, the design of 2 anchor heads and tensile strength of 1100Mpa start to be effective. The bending capacity of the structure increases. The load bearing capacity of steel fiber reinforced concrete can be even greater than the ones of the common concrete. When the stress of steel fiber reinforced concrete reaches the limit, the structure begins to occur destruction, the cracks occur destructive point at the foot of steel fiber – secondary crack, this is a flexible destruction when the deflection at the destructive time is extremely great. The best advantage of steel fiber reinforced concrete is that the destructive energy may be 40 times higher than common concrete. The destructive energy is a composition of stress and displacement. Thanks to this feature, when the concrete floor components bear the load, the stress circulation occurs in surrounding areas, helps to reduce and eliminate occurrence of destructive crack.
