Morphometry of fibre reinforced cementitious materials: Fid-Bau Portal

Morphometry of fibre reinforced cementitious materials

Part I: Efficiency and spacing in idealized structures

Stroeven, P.

Abstract A spacing and geometric efficiency concept is developed that deviates from the available formulae by its foundation on geometric probability theory. The solutions can easily be extended to cover non-random structures as well. Two-dimensional structural information is presented by means of sections and projections (X-ray radiography). Counting of features or intersections with a superimposed test-line system can in both cases provide the necessary information for the determination of the fibre spacing. The spacing formulae are also transformed for design purposes, in which case they contain only geometric parameters and the volume fraction. The spacing concept comprises formulae for the mean free spacing and the average nearest neighbour distance in two- and three-dimensions. As such they can be applied to structure-insensitive and structure-sensitive properties (cracking), respectively, of fibre reinforced cementitious materials. A brief survey of experimental results is presented.

Résumé On développe une conception de l'espacement et de l'efficacité géométrique qui diffère des formules eiistantes étant donné qu'elle repose sur une théorie géométrique et probabiliste. Les solutions peuvent être facilement étendues aux structures non aléatoires. Les résultats pour des structures à deux dimensions sont traduits par des sections et projections (obtenues par radiographie X). En comptant les sections des fibres ou les intersections avec un réseau de lignes superposées, on peut obtenir dans les deux cas l'information nécessaire pour la détermination de l'espacement des fibres. Les formules d'espacement sont aussi transformées pour les applications au calcul. Elles ne comprennent alors que des paramètres géométriques et la fraction volumétrique. Par le concept d'espacement on introduit des formules pour déterminer la distance libre moyenne et la distance à la fibre la plus proche dans des structures à deux et à trois dimensions. Telles quelles elles peuvent être appliquées à l'étude de propriétés aussi bien sensibles qu'insensibles au changement d'orientation des fibres des matériaux renforcés. On présente un bref aperçu des résultats expérimentaux.