Determining Optimal Polypropylene Fiber Dosages In Sprayed Concrete For Mining And Civil Engineering Applications

Abstract

In this study, experimental investigations were carried out on polypropylene fiber (PF), steel mesh (SM) and PF+SMreinforced shotcrete (RS) panels to evaluate performance characteristics of energy absorption and load capacity. Inaddition to this, material cost evaluation of shotcrete mixtures for unit energy absorption and load capacity has been given.The panel tests, along with the European specification for sprayed concrete (EFNARC), were done on 18 prismaticspecimens having the same mix designs and were cured for 28 days but reinforced at varying fiber dosages. Testresults indicate that in terms of unit cost performance for PF, the best dosages were 2 kg/m³ and 5 kg/m³ respectively.When compared with SM, it was determined that PF is more expensive within the range of 37 - 53%. ResumenEn este estudio se realizaron investigaciones experimentales en fibras de polipropileno, en mallas de acero y en paneles de hormigón proyectado reforzados con fibra de polipropileno y con mallas de acero para evaluar las características de desempeño en absorción de energía y en capacidad de carga. Adicionalmente, se provee una evaluación del costo de materiales en mezlas de hormigón proyectado por unidad de absorción de energía y por capacidad de carga. Los exámenes en paneles, con las especificaciones europeas para hormigón proyectado (EFNARC, inglés), se realizaron en 18 muestras prismáticas con los mismos diseños de mezcla y se curaron por 28 días con refuerzos de diferentes dosis de fibras. Los resultados de la evaluación indican que, en términos de desempeño por unidad de costo para fibras de polipropileno, las mejores dosis fueron 2 kg/m3 y 5 kg/m3, respectivamente. Cuando se comparó con las mallas de acero, se determinó que las fibras de polipropileno son entre el 37 % y el 53 % más caras.