szintetikus száler sítés betonok - fiberguru · mikro2 mikro3 fmax átlag 0.3 x fmax nagy...
TRANSCRIPT
Szintetikus szálerősítésűbetonok2013 január
Juhász Károly Péter Mészáros AttilaBME Szilárdságtani Labor Fiberguru Kft.
Tartalom
Történelmi bevezetésSzálerősítésű betonok kialakításaVizsgálati módszerekEredmények és kiértékelésükIpari padlók méretezéseAcél- vagy szintetikus szál?Nagy törés 2012 bemutatása
Alkalmazási példák
Összefoglalás
1855 Joseph-Luis LambotFranciaországszabadalom: vas erősítésűbeton csónak
1903 első vasbeton szabályzatSvájc
1909 vasbeton szabályzatMagyarország
49
- bonyolult méretezés- nem ismert anyagtörvény- alkalmazhatóság- gazdaságosság- megbízhatóság- …
138
2013 csak irányelvek
Deák, Gy., Dulácska, E. (1994) "Vasbeton szerkezetek" BMEMaidl, B.R. (1995) "Steel Fibre Reinforced Concrete" Ernst & Sohn
Történelmi bevezetés1874 A. Berard
USA, Kaliforniaszabadalom: "szálerősítésű beton"szabálytalan acél hulladékkal
19
ahol:mátrix: portland cement betonszálak: - véletlen eloszlású
- rövid szálak- különféle anyagú és alakú
Kollár, L.P., Springer G.S. (2003) "Mechanics of composite structures" Cambridge University PressDulácska, E. (1999) "Az acélszálerősítésű beton és vasbeton méretezéselmélete" fib Magyar Tagozata
Szálak csoportosítása (ACI 544)
Szerkezeti anyagok
Kompozitok
Rövid szálas kompozitok
Szálerősítésű betonok kialakítása
Vizsgálati lehetőségek Irányelvek szerintikiértékelés
Jellemző kísérleti erő-lehajlás / erő-CMOD
diagram
Vizsgálati módszerek
erő-CMOD
CMOD [mm]
erő
[N]
σ(ε)
Re3
0 1 2 3
Elmozdulás [mm]
Erő
Eredmények és kiértékelésük
σ(ε)Re3
Fmax
Fátlag
Re3 =Fátlag
FmaxJapan Society of Civil Engineers (1985) „Method of test for flexural strength and flexural toughness of SFRC” Standard JSCE SF-4Concrete Society (2003) „TR34 Concrete industrial ground floors”
ipari padlók méretezése anyagmodell
> 30%
Ipari padló méretezéseFelületen megoszló teher
méretezése rugalmas alapon szálaknak nincs rá hatása!
ipari padló nem födém – felületi teher nehezen értelmezhető
mértékadó terhek a pontszerű terhek
Bernard, E. S. (2009) „Design of fibre reinforced shotcrete linings with macro-synthetic fibres” 2009 ECI Conference on Shotcrete for Underground Support
AcélhajElőállítás – szén-dioxid kibocsátás
100
Szintetikus (PP)
30
Szállítás, keverés, bedolgozhatóság (hazai ipari tapasztalat)
• Nagyobb súly – magasabb szállítási költség• Keverőgép belső felületét rongálja• Acélhaj labdák („sündisznók”) képződése 20 kg/m3
adagolás felett• 30 kg/m3 adagolás felett Magyarországonpumpálást egyik betoncég sem vállalja
• Kisebb súly – alacsonyabb szállítási költség• Lágy anyag, nem rongálja a keverőgépet• Minimális csomósodási hajlam, a keletkező csomóka vibráláskor szétbomlanak
• Pumpálható
Szál mechanikai tulajdonságai (Bekaert alapján)
Kúszási hőmérséklet: +370 °COlvadási pont: +1500 °CYoung modulus: 210 GPaHúzószilárdság: 500-2 000 MPa
-20 °C viszko-elasztikus anyag+165 °C alacsony olvadási pont3 -10 GPa alacsony rug. modulus200-600 MPa
Kompozit mechanikai tulajdonságai (E. S. Bernard alapján)
Korrózióállóság: w<0,2 mm alattTűzállóság: Kúszás: ? Duktilitás: idővel csökken (akár 50%-ra)Zsugorodás:
Korrózióálló ? megmarad
Acél vagy szintetikus?
Acélhaj Szintetikus
Az erő-elmozdulás diagram jellegét tekintve hasonló!További kérdés az időben elhúzódó alakváltozás…
Gerard Attree (2011) „Macro-synthetic fibres, long-term behaviour and the importance of CE marking” Concrete Magazine 2011 September, www.concrete.org.uk
- Strux 90/40 (Grace Concrete Products)
- 60 mm-es kampós végű acélszál
Szintetikus makroszállal és acélhajjal végzett 1000 napos kísérlet eredménye szerint a szintetikus szál kezdeti alakváltozása nagyobb, de az alakváltozás végértéke nagyságrendileg azonos.
A kísérlet az osztrák 2008-as irányelv ajánlásai alapján készült.
Publikáció: 2011 szeptember.
Acél vagy szintetikus?
Bernard, E. S. (2008) „Embrittlement of Fiber-Reinforced Shotcrete” Shotcrete, Vol. 10, No. 3, pp16-21, American Shotcrete Association
Duktilitás változása az öregedésselElemek vizsgálata 28 napos korban…
erősítés:szintetikus (BC) hálós vasalás acélszál (Dramix)beton: 32 MPa 50 MPa 40 MPa
ASTM C1550Centrally Loaded Round Panel
Acél vagy szintetikus?
force-CMOD
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
CMOD [mm]
forc
e [N
]
etalonSTEEL1 20kgSTEEL2 20kgSTEEL1 40kgMAKRO1MAKRO2MAKRO3MAKRO4MAKRO5MAKRO6MIKRO1MIKRO2MIKRO3Fmax átlag0.3 x Fmax
Nagy törés 2012 – RILEM TC162
www.szt.bme.hu/labor BarChip 48
Alkalmazási példák - partvédelemelőregyártott szádfal és peremgerenda
alkalmazási előnyök:
- bonyolult nyírási vasalás kiváltása
- teljes korróziómentesség
- nagy betontakarás megerősítése
- repedéstágasság csökkentése
Alkalmazási példákelőregyártott elektromos trafóépület
alkalmazási előnyök:
- közel 200 kg acél kiváltása házanként
- gyártási folyamat felgyorsítása
- felületi rozsdásodás nincs
Alkalmazási példákcsapadékgyűjtő- vagy úszómedence
alkalmazási előnyök:
- teljes vaskiváltás
- egyszerűbb kivitelezés
- felületi rozsdásodás nincs
Alkalmazási példák – tartályokesővíz tartály – Molloy Precast, Írország
víztartály – Molloy Precast, Írország