MASTEROPPGAVE! Studieprogram/spesialisering:!!!

Transkript

1 DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET MASTEROPPGAVE Studieprogram/spesialisering: Vårsemesteret,2014 Åpen Forfatter: RobinSimonstad (signaturforfatter) Fagansvarlig: KjellToreFosså Veileder(e): KjellToreFosså Tittelpåmasteroppgaven: Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber Engelsktittel: Ductilityinfibrereinforcedlightweightconcrete Studiepoeng:30 Emneord: Lettbetong Fiberarmering Duktilitet Rissutvikling Stålfiber Basaltfiber Sidetall:87 +vedlegg/annet:33 Stavanger,.. dato/år

2 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Sammendrag Dennemasteroppgavensomhandlerutprøvingavfiberarmertlettbetong,samten beskrivelseavlettbetongensoppbygging.betongensduktilitetvedtilsettingavfiberer sentraltioppgaven,ogdeterogsågjennomførtstrukturelleanalyserogberegninger somersentralemedtankepålettbetongensbestandighetogspesieltmekaniske egenskaper. Foråundersøkefiberensoppførselilettbetongenerdetutførtforsøkhvor fiberarmeringensinnvirkningpåduktilitetenervurdert.forsøksomdokumenterer forbedringavduktiliteteniformavbøyestrekkfasthetogstrekkfasthet,samtforsøkpåå studererissutviklingunderbelastningifiberarmertlettbetongerutført.itilleggerdet utførtprøveravsylindereforåundersøkelettbetongensfasthet,spaltestrekkfasthetog arbeidsdiagramtrykk.foråfåenforståelseavfiberensoppførselerdetbrukttotyper fiberarmeringmedvariertdosering.toserierinneholderstålfibermedendekrok,ogto serierblirtilsattvriddebasaltfibere. SylinderprøveneviseratenhøyfastlettbetongiklasseLB55WLB65eroppnådd,og prøveresultateneviseratfasthetenikkeblirnoeforbedretvedtilsettingavfiber. Resultatetfraspaltestrekkfasthetsprøveneviseratfiberdoseringsforholdetforbedrer spaltestrekkfastheten,ogarbeidsdiagramtrykkviserenforbedringfra referansebjelkene.resultatenefratrepunktsbøyeprøvingogstrekkfasthetviserat duktilitetenblirvesentligforbedretvedbrukavallefiberdoseringene,ogdaspesieltved LWACW1,0SFogLWACW1,5SFhvorfiberenblirdrattutoggjørlettbetongenmerseig. Ogsåvedrissutviklingprøveneviserresultateneatrissutvidelsenblirbestforbedretved stålfiber,såbådemedtankepåforbedringavrissutviklingogduktileegenskapergir serienmed1,5%stålfiberbestresultat. 2

3 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Innholdsfortegnelse Forord Innledning Litteraturstudium Genereltomlettbetong Lettbetongenshistorie Tilslag Finttilslag Grovttilslag Letttilslag Sement NorcemAnleggFA Tilsetningsstoffer PlastiserendeW/Superplastiserendestoff Pozzlaner Silikastøv Flygeaske Fasthet Fiberarmering Stålfiber Basaltfiber Bruddmekanikk Bruddseighetogduktilitetilettbetong Bøyestrekkfasthet Karakteristisklengde Brittlenessnumber SpenningsWogtøyningsforholdetilettbetong Strukturellanalyse Bruddgrensetilstand(ULS) Materialfaktor Bøyemoment Skjærkapasitet Bruksgrensetilstand(SLS) Minimumsarmeringvedbrukavfiber,forslagKanstad Rissmomentogrisslast Rissvidde Konstruksjonsreglervedbrukavfiber Minimumsarmeringmedvanligarmeringogfiber,forslagKanstad MinimumsarmeringihenholdtilEC Eksperimentelt Støpeplan Materialer Blandesyklus Prøvingavferskbetong Synkmål Densitet Luftinnhold Utstøpingavprøvestykker 42 3

4 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.6 Prøvingavherdetbetong Sylindertrykkfasthet Spaltestrekkfasthet ArbeidsdiagramWtrykk Bøyestrekkfasthet ArbeidsdiagramSstrekk Prøvingavstorebjelker Beregningavminimumsarmering Beregningavrisslastogbruddlastforlettbetong Prøveresultaterogdiskusjon Resultaterferskbetong Synkmål Luftinnhold Densitet Testresultateravherdetbetong Sylindertrykkfasthet Spaltestrekkfasthet ArbeidsdiagramWtrykk Bøyestrekkfasthet NDWreferanse LWACWreferanse LWACW1,0%stålfiber LWACW1,5%stålfiber LWACW1,5%basaltfiber LWACW3,0%basaltfiber ArbeidsdiagramSstrekk Bruddseighet Risslastogrissutvikling Feilkilder Konklusjon Figurliste Tabellliste Referanser Vedlegg 87 4

5 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Forord Dennemasteroppgavenerskrevetsometavsluttendeprosjektpåmine5årsstudietid innenkonstruksjonogmaterialervårsemesteret2014. FørstogfremstviljegretteenstortakktilminveilederKjellToreFosså.Fossåsin kunnskapinnenbetongteknologiharværttilstorhjelpvedsituasjonerhvorjeghar sittetfastogjegvilsendeenstortakkforstøtteogpositivveiledninggjennomhele våren. AvhandlingenharforegåttpåUniversitetetiStavangervedTekniskWNaturvitenskapelig Fakultetsomharståttfordeøkonomiskeutgifteneunderveisiprosjektet.De eksperimentelleforsøkeneiprosjektetharforegåttpåbetonglaboratorietipaviljong4 såjegvilgjernetakkepersonelletvedlaboratoriet,ogdaspesieltsamdarkakay. Sidenjegmåttegjennomgåoperasjoniankelenogharværtavhengigavkrykkerstore deleravvåren,viljegsendeenekstrastortakktiljanerikwaageogjesperbruneau Simonssonfordereshjelppålaboratoriet.Utendereshjelphaddedetteprosjektetblitt vanskeligereågjennomføreforenmidlertidighandicappet. Tilsluttviljegrekkeenstortakktilrestenavgjengenpåbrakkaformangefine studierelatertesamtaler,sosialelunsjerogmangeliterkaffesomerdeltdette vårsemesteret. Stavanger,juni2014 RobinSimonstad 5

6 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 1.0 Innledning Mennesketslårbeinerirealitetensterkereennrenbetong,menfremdeleshenderdetat detoppstårbeinbruddnoesomervanskeligåforhindre.ibetongderimotkandetgjøres endringerforåstyrkeegenskapenetilbetongen,ogdeternettoppdetdenneoppgaven omfatter.betongisegselverirealitetenetsprøttmaterialeogderforliteduktilt.vedå tilsettefiberibetongenvilbetongenblimerduktilnårdetblirpåførtkrefterogfarenfor atdetoppstårkritiskerissogsprekkerreduseres. Offshoreselskapbyggeridagflerebetongplattformerforbrukiarktiskestrøk.Forå gjøreproduksjonenenklereogbilligerevurderesdetåtaibruklettbetongslikat produksjonenkanforegålengeritørrdokk,førutsleptildyperefarvannforvidere produksjon.denneoppgaventarforseghvordanegenskapenetilhøyfastlettbetongblir endretvedbrukavfiber,ogundersøkeromdenneblirmerduktilvedåutføreforsøkfor åsehvordanlettbetongenreagerer. Iforbindelsemeddenneoppgavenerdetgjennomførtflereforsøkpåbetonglaboratoriet veduniversitetetistavangerihenholdtilulikemetoderbeskrevetistandard.foråse påfiberensoppførselskaldetutføresforskjelligprøvingavbjelkerforbådetrykkog strekk.vedhjelpaventrepunktsbøyetesthvorstandardisertebjelkerblirpåført deformasjonsstyrtlast,vildetværemuligåseeneventuellforbedringenavduktiliteten fraenlastwcmodkurve.videreskaldetgjennomførestrykkytestingavfullskalabjelker foråundersøkerissutviklingidenfiberarmertelettbetongen,samtstrekkprøvingav bjelkerforåundersøkestrekkfasthetogdokumentereeventuelleendringerog forbedringerfordeulikefiberdoseringene. Oppgavenharhovedfokuspååøkekunnskapenforfiberarmertlettbetongogfåen forståelsepåhvordandemekaniskeegenskapenetilbetongenforbedresvedtilsetting avfiber.foråsammenlignefiberarmertlettbetongerdetbenyttet2ulikefibertyperog ulikdoseringover6serier. 6

7 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.0 Litteraturstudium Betongergenereltikkekarakterisertsometspesieltduktiltmateriale,betongener vanligvissprøoggårforttilbruddhvisdenblirutsattforstorestrekkkrefter.menenav betongenspositivesidereratvedtilsetningavforskjelligekomponentervil egenskapenekunneblivesentligforbedret,ogdetermuligheterforåoppnåenmer bestandigoglevedyktigbetongkonstruksjon.dersomforholdetmellomdevanlige ingrediensenesomvann,sement,tilsetningsstoffer,tilslagogarmeringendresvilenha mulighettilåoppnådeegenskapenesomønskesfordengjeldenekonstruksjonen. Foråfåenforståelseavhvaduktilitetibetongeneroghvordandennepåvirker betongensbestandighetogegenskapervildettekapitteletgieninnføringibetongens oppbyggingoghvasompåvirkesavdeytrekreftenesombetongkonstruksjonenblir utsattfor. 2.1 Genereltomlettbetong LettbetongerdefinertihenholdtilNSWEN206W1sombetongmeddensitetunder2000 "/,menkanogsåhaendensitetsålavsom800"/ iovnstørrtilstand. Hovedgrunnentilatdetkanoppnåsensålitendensitetilettbetongeneratdetbrukes såkaltletttilslag,somidenneoppgaveninnebærerbrukavlecaklinker.lecaklinkeret kanoftehaenpartikkeldensitetheltnediunderkantav1000"/ noesomer vesentliglavereennforvanligtilslagsomofteliggerpåomlag2700"/,oggjør dermedbetongenlettere.deravnavnetlettbetong.[1] Vedbrukavlettbetongvilegenvektenpåkonstruksjonenkunneblivesentliglavere,og deternettoppderfordeterblittetpopulærtproduktogspesieltvedoffshore konstruksjoner.lettbetongengjøratkonstruksjonenoppnårenlavereegenvektennen haddeoppnåddvedbrukavnormalbetong,samtatdetblirbedreoppdrifti konstruksjonen.produksjonenkanderforforegålengeritørrdokkogmedførerdermed atbyggeprosessenblirforenkletogprosjektetblirbilligereselvomlettbetongeret dyrerematerialeennnormalbetong. 2.2 Lettbetongenshistorie Lettbetongenshistoriekantrekkeshelttilbaketilromertidenhvordetblegjorttiltakfor åredusereegenvektenpåkonstruksjonene,ogdenkanskjemestkjentekonstruksjonen detblebruktenformforlettbetongerpantheontempeletiroma,italia.herbrukte romerneporeriktvulkansktilslag(knustpimpestein)somvarsortertettervekt,og ettersommankomhøyereidentotalt50meterkuppelkonstruksjonenblebetongens egenvektredusertvedåbrukedetletteretilslaget. 7

8 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Detvarførstpåbegynnelsenav1900Wtalletogetteratdetbleoppfunnetmetoderforå produserekunstigtilslagmedlitenegenvektatbrukenavlettbetongøkte.enirskættet teglprodusentogbygningsentreprenørmednavnstephenj.hydefanti1914utat dersomhantilsatteknust feilprodusert teglibetongen,blebetongensålettatdenfløt ivann.hanskjønterasktatdettevarnoesomvillerevolusjonerevissebyggeprosesser ogsøktetidligompatentogblemeddethansomofteomtales Lettbetongensfar. EtterHyde soppfinnelsemedbrukavroterovnforåprodusereletttilslagbledenførste fullskalafabrikkåpnetikansascityi1920ogfikknavnhayditecompany.iåreneetter HayditeCompanyåpnetbledetbruktlettbetongiflerebyggeprosjekt,ogdetførste byggethvordetblebruktlettbetongvarwestporthighschoolinettoppkansascityi 1922.[2] Ettersomårenegikkfortsatteutviklingenavlettbetongogdenblestadigbruktinye konstruksjonerellerpåbyggavbla.skyskrapere,ogeretproduktsomstadigerunder utviklingogerofterebruktibla.browogmarinekonstruksjoneridag. 8

9 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.3 Tilslag NårdetersnakkomtilslagerdetteenfellesbetegnelsepåsandW,grusWogsteininnholdet ibetongenogerabsoluttenviktigfaktorforåoppnåengodbetong.vanligvisinnebærer tilslaget65w75%avbetongsammensetningenogdelesofteoppigrovtwogfinttilslag.i Norgeerdetvanligåbrukefraksjonerpå0W8mm(finttilslag)og8W16mm(grovttilslag), mendissekanogsådelesinnimindrefraksjonersom0w4mm,4w8mm,8w12mmog12w 16mm. Vedåkombineredeforskjelligefraksjonenevilmanfåvarierendegraderingskurverog betongblandingermedminstmulighulrommellomtilslaget,ogmanvildermedoppnå enrimeligoggodbetongsammensetningmedgodeegenskaper.foråfinneriktig korngraderingblirdetforetattensikteprøveanalyseavtilslagethvorenkjentmengde avtilslagetblirristetisatsermedulikmaskevidde.hverfraksjonblirsåsamletoppi hversatsforsåogblioppveidogberegnetiprosentutifratotalmassen.manvilså kunneføredisseverdieneoppientabellogfåensiktekurvefordetgittetilslaget,se figur2.1.detmestgunstigeeråoppnåensiktekurvemedswformsomhartilnærmet lineærgraderingmedliteknekki svingene pås en.[1] Figur2.1 Formpåønsketsiktesats[1] 9

10 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Partikkelformenogruhetenpåtilslaget(flisligheten)erenfaktorsombådepåvirker støpeligheten,nødvendigmengdesementpasta,samtstabilitetentilbetongen.kubiske rundepartiklermedføreratsementlimetglirlettereimellomkornanårbetongeneri bevegelse.dettegirenpositiveffektpåstøpelighetentilbetongenogmedføreratdet trengsmindresementpastaibetongsammensettingenennvedbrukavskarpeog avlangekorn.[3] Figur2.2WOversiktoverflislighet[4] Finttilslag Ilettbetongkanfinttilslagenteninnebærerenlettvektsand,naturligsandelleren kombinasjonavdisse.brukenavfinttilslagvilhastorpåvirkningpåstøpeligheten, betongensegenvektogsluttfasthet,ogdeterderforviktigåhaetfinttilslagmedgod siktekurveforåfåenbetongmedgodeegenskaper.vedbrukavlettvektsand(knust lecaklinker)ibetongblandingenkanmanoppnåendensitetheltnedi800w1000"/, menproblemeteratdetblirengrovbetongsammensetningogdermedenlitestøpelig betong.idenneoppgavenerdetbarebruktnaturligsandogdeterdavanskeligåfåen betongmeddensitetunder2000"/.detfinetilslagetharevnentilofteåabsorbere myevannvedfuktigeomgivelser,ogdeterderforviktigåtahensyntilfuktw%nåren proporsjonererforåunngåbetongblandingermedfeilv/cwtallogdårligstøpelighet Grovttilslag GrovttilslagerdefinertsomsandWogsteinfraksjonersomerover8mm,oginnebærer knuststeiniformavpukkoggrus.generelthardetnorskegrovetilslagetenruoverflate medskarpekanterogenlitenevnetilåabsorberevann.nårdetkommertilfasthetog styrkeavbetongenerdetdetgrovetilslagetsomutgjørenvesentligrolle,ogfastheteni tilslagetkanliggepå100w350mpavarierendeutifrakvalitetogopphav. 10

11 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Letttilslag Letttilslagerpartiklersomofteerlagetavnaturligematerialersomvulkanskaske, pimpstein,leireellerskifer.densitetenogfasthetenpåtilslagetvilvariereutifra hvordandeterfremstilt,ogforåoppnåenlettbetongmedhøyfasthetmåogsålett tilslagethaenhøyfasthet.problemetmedletttilslageteratdersomenønskertilslag medlavdensitetviltilslagetværemerporøstoghaenlaverefasthet.detblirdaen sammenhengmellomdensitetogfasthetiletttilslagetsompåvirkerlettbetongens egenskaper.[1] Somnevntfinnesdetfleretyperletttilslagogdetomestvanligeerlagetavleireog skifer.produksjonenforegårvedatskiferenogleirenhenholdsvisblirvarmetopptilom lag1200 Cog1300 Cogdermedekspanderer.Steinenblirplastisknoktilatdetoppstår gassersomformermangesmåhulromjevntoverhelemassen,ogsluttproduktetblir dermedlettereenndenopprinneligeskiferenellerleiren.lecawogskifertilslagetsom blirbruktidagharvanligvisenbulkdensitetpåaltifra200w1000"/ ogen partikkeldensitetpå1000w1600"/.[1] Figur2.3 Naturligsandogtofraksjonerletttilslag 11

12 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.4 Sement Historikerneeruenigeomnåroghvorsementensegentligopphavkommerfra,mende eralleenigeomatdeteretbyggematerialesomhareksitertigjennomårtusener.deter dokumentertatrundtår1000f.kr.begynteromerneåbenytteenblandingav kalkmørtelogvulkanskaskesombindemiddel,førdesenerebegynteåblandeinn steinmaterialeibindemiddelet.flereavromernesbyggverksomblebyggetmeddette bindemiddeletforfleretusenårsidenerintaktdendagidag,sådettebeviserat kvalitetenogutførelsenvarsværtgod.[2] SementensombrukesiNorgeidagerpåmangemåterenvidereutviklingavromernes eldgamlebindemiddelogkallesportlandsement.portlandsementerenfellesbetegnelse fordeflestesementersombrukesibyggebransjenidagogkommerivarierende kombinasjonerogegenskaper. Portlandsementensombrukeshertillandsertilpassetdetnorskeklimaogbyggekrav, ogerderforhurtigenoesominnebærerethøytinnholdavportlandklinker,ca.95%. Portlandklinkererenblandingavmaltnaturligkalkstein,kvarts,mindremengder bauxittogjernsomermaltsammenogbrentiroterovnved1450 C.Klinkerenblirså blandetmedgipsogmalttildenfinhetensomønskes,sefigur2.4.[3] Figur2.4 Oversiktoverproduksjonsprosessforsement[4] 12

13 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Underproduksjonsprosessenavportlandklinkerendannerdetilsattematerialenefire hovedmineralersomalleerreaktivemotvann,ogdeterdennereaksjonensomgjørslik atstørkningswogherdeprosessentrerikraft,setabell2.1. Defirehovedmineralenereagerersammenogdetdanneskalsiumsilikathydrat,CWSWH, someretbindemiddelgelsomdannesiherdeprosessen.nårsementenblirtilsattvann vilsilisiumwogkalsiumbestanddelerisementenreageremedvannogtilsetningsstoffer, ogdetvilskjeenhydratiseringsprosess.deterdissereaksjonenesomførertilatdet oppstårfasthetswogtemperaturutviklingibetongen,ogsomigjenbidrartilatbetongen fårdeegenskapenesomerønsket.[1] Tabell2.1 Defirehovedmineralene Hovedfase Mineralogisknavn Kjemiskreaksjon Forkortelse Trikalsiumsilikat Alite 3"# "# Dikalsiumsilikat Belite 2"# "# Trikalsiumaluminat Aluminat 3" " Tetrakalsium Ferritt 4"# "# " " aluminaferritt NorcemAnleggFA SementensomblebruktidetteprosjektetvarNorcemAnleggFA,ogeren portlandsementsomerutvikletforbrukpåanleggswogmarinekonstruksjoner.anlegg FAinneholder17%flyveaskeogerensementsomgirrelativlavvarmeutviklingoger derforgodvedbrukimassivetverrsnittforåunngåtemperaturutviklingsriss. AnleggsementFAerensementsomgirsværthøysluttfasthetogertilpassetnorske forholdforbrukibestandighetsklassem45ogmf45,ogtilfredsstillerdermedkravene tilnswen197w1wcemii.sementengirenmegetgodstøpelighetvedlavev/cwtall,og inneholderetmoderatalkaliinnholdsommedføreratalkaliereaktivttilslagogsåkan brukes. 13

14 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.5 Tilsetningsstoffer Idagensbrukavbetong,ogmedavansertebetongkonstruksjonerervistortsett avhengigavtilsetningsstoffer.tilsetningsstoffererengruppeproduktersomblirtilsatt betongsammensetningenundermiksingforåoppnåandreegenskaperibetongenenn denopprinneligvillehatt.produkteneblirtilsattforåmodifisereegenskapenetil betongblandingenentendeteriferskellerherdettilstand,menmåikkeoverstige5%av sementmengden.detfinnesflereforskjelligetypertilsetningsstoffsomkanmodifisere altfratemperaturutviklingtilstøpelighet,ogselvendårligbetongblandingkanbli vesentligbedrevedbrukavtilsetningsstoff PlastiserendeD/Superplastiserendestoff Plastiserendeogsuperplastiserendestofferdetilsetningsstoffenesomermestbrukti norskbetongproduksjon,oginnebæreromlag95%avalttilsetningsstoffsomblirsolgt inorge.vedbrukavplastiserende/superplastiserendestoffmedførerdetatvikan brukemindrevannmengdeibetongsammensetningen,ogallikeveloppnåden støpelighetensomønskes.idenneoppgavenerdetbruktetsuperplastiserende tilsetningsstoffsomgirenbedreeffektennplastiserendestoff,ogkanhaen vannreduserendeeffektpåopptil40%,setabell2.2. Tabell2.2 SPWstoff TypeSPSstoff Vannreduksjon[%] Melanmin 15W17 Naftalen 17W19 Kopolymerer opptil40 Vedmiksingavbetongsammensetningenharsementpartikleneentendenstilåklumpe segsammentilsementklumperogdetoppstårdermedenlitestøpeligbetong.vedbruk avsuperplastiserendetilsetningsstoffvildetteløseoppsementklumpenevedå nøytraliseredeelektriskladedesementpartikleneogdetblirdermedmindre overflatekrefterogfriksjonmellompartiklene.deplastiserendestoffenesmørerda systemet,sementpartikleneglirdermedlettereforbihverandreogstøpelighetenblir forbedretutenatv/cwtalletendres. Figur2.5 BetongmedogutenSPWstoff[4] 14

15 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.6 Pozzlaner Pozzolanereroftesettpåsomhydraulisklatentetilsetningsstoffer,noesomviltilsiat detteertilsetningsstoffersomikkeharnoenhydrauliskeegenskaper.pozzolanerhar oftepositiveffektpåbetongsammensetningen,ogveddenkjemiskeforbindelsen kalsiumhydroksiddannesdetenforbindelsesomertilnærmetlikdensomforegår mellomsementogvann(cwswh).dettekallespozzolanreaksjoner.[1] Silikastøv SilikastøveretbiproduktsomfiltreresutfrarøykgasseneundersilisiumWog ferrosilisiumproduksjon.silikastøveterenmegetgodfillerblantannetpågrunnavden lillestørrelsenpåkornenesomtilsvarer1/100avetsementkorn.silikastøvetharogså enmegetstorspesifikkoverflate,ca /",noesomgjøratganskesmå mengderharstorinnvirkningpådenferskebetongensegenskaper.denstoreoverflaten gjøratsilikaenbindermervannogdenferskebetongenvilblimerseigogstiv,noesom medføreratdetkanbrukesethøyeresynkmålutenatdeterfareforseperasjon. Reaksjonenmellomsilikastøvetogkalsiumhydroksidviløkeheftenmellomtilslagetog sementpastaenogfasthetenvildermedøkeettersombetongenherder.[1,3] Flygeaske Flygeaskekommersometproduktfrakullfyrtekraftverk,ogeretproduktsomermed påreduseremengdensementibetongenoppmot30w40%.flygeaskeforbedrer støpelighetenidenferskebetongen,samtøkerlangtidsfastheten.denherdedebetongen vilderimothaenforholdsvislavtidligfasthetpågrunnavflygeaskenslave temperaturutvikling.[1] 2.7 Fasthet Nårdetkommertildesignogberegningerinnenbetongkonstruksjonererdetveldig viktigåhaoversiktovermaterialegenskapenetilbetongen,ogdenviktigsteavalleer trykkfastheten.trykkfasthetenerdenhøyestespenningenbetongentålerførdenbryter sammenogmålesentenvedtrykktestingavterningerellersylindere.ihenholdtilns 3473brukes100x100x100mmterningernårentarforsegbetongfastheten,men standardverketinorgeerbygdoppettersylinderfasthet.sylinderfasthetenermer nøyaktignårdetersnakkomsmåmarginerogblirderforstadigmerbruktnårenskal finnebetongfasthetenpåbyggeprosjekteridag.terningene/sylindernebliretter avforminglagtietvannbadpå20 ± 2 i28døgnførdeblirtrykktestettildegåri brudd.deterogsåvanligågjennomføreentrykktestingetteratterningene/sylinderne harlagt7døgnivannbad,betongenhardaomkring75%av28døgnsfastheten.[3] 15

16 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur2.6 Typiskfasthetsbruddvedterningogsylinder[1] Forskjelligebetongkonstruksjonertrengerulikbetongkvalitetogstyrke,ogNorsk Standardharderforinnførtfasthetsklasser.Fasthetsklasseneangirdenlaveste betongkvalitetenprøvestykkenekanhaetterutstøpingihenholdtilstandardens vurderinger.nårdetkommertillettbetongliggertrykkfasthetenhervanligvispå50w 80%avnormalbetong,menenkanogsåoppnåhøyfastlettbetongvedåendre proporsjoneringenogbrukelavev/cwtalloghøysementmengdesomerprøvdidette prosjektet.vedhøytrykkfasthetblirbetongenmersprø,ogvedlettbetonggjelderdettei endastørregradsådeterderforviktigåtahensyntildetteikonstruksjonerderdeter brukthøyfastbetong. Figur2.7 FasthetsklasserfornormalWoglettbetong[12] 16

17 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 2.8 Fiberarmering Historisksetterdetbruktflereformerforfiberarmeringforåforbedrebetongmørtelen oppigjennomårene.somisolerendeeffektbrukteindianerneiamerikastråfiberi mørtelenmangeårføreuropeerneankomkontinentet,menskinesernebruktefiberi formavbambusnårdenkinesiskemurblebyggetpå200wtalletf.kr.iforbindelsemed diversebroarbeiderinewyorkcityskrevharryporterenrapporti1910hvordetble bevistatbetongensstrekkfasthetblesåmyesomåttedobletnårdetbletilsatt oppskåredespikeribetongblandingen.[2] IdagblirfiberarmeringstadigmerbruktibådebærendeWogikkeWbærende konstruksjonerogforbedrermaterialegenskapersombla.rissforsterkning, brannmotstandogøktbæreevne.fiberenpåmarkedetidagkommeriflereformerog lagesavmaterialersomplast,glass,naturligeforekomster(basalt)ogstål.stålfiberen brukesvanligvisforåforsterkekonstruksjonen,ogsyntetiskeforåkontrollererissog avskallingforårsaketavforeksempeltemperaturwelleruttørkningssvinn.[5] Nårdetbrukesfiberibyggebransjenidagøkesmaterialegenskapenevesentlig,spesielt etteratdeteroppståttrissibetongen.nårbetongblirutsattfortrykkvilbetongen utvidesegialletverretningerikraftretningen,noesommedføreratdetoppstårindre kreftspenningeribetongenogdermedriss.straksdetoppstårsprekkeribetongenvil fiberenovertastrekkspenningeneiområdetrundtrissetogfiberenvildadanneenbro overrisset.dissesåkaltefiberbroenevildermedredusererissviddehastighetenoggjør betongenmerduktil.dettevariererselvsagtutifrahvorstormengdefiberdeterbrukti blandingen,samtfiberfordelingenogfiberorienteringnoesomervanskeligå kontrollere Stålfiber EtterPortereksperimentertemedspikeribetongenpåbegynnelsenav1900Wtallet,som nevnti2.8,harstålfiberenstadigværtiutvikling.stålfibererlagetavstålivarierende kvalitet,ogkommeriflereformerogdimensjoner.stålfiberenerlagetslikatnårdet oppstårsprekkeribetongkonstruksjonenovertarfiberenstrekkrefteneogforhindrerat rissetikkeskalutvikleseg.foråoppnåbestmuligheftmellomstålfiberogbetonghar fiberarmeringenendekrokersomforhindreratdeblirdrattutsålett,såkaltpullwout. VedbrukavikkeWdeformerbareendekrokeroppnårstålfiberenoppmotperfektankring ogduktilitetenibetongenforbedreskraftig. 17

18 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Basaltfiber Basaltfibererlagetavsmeltetvulkanskbasaltsteinsomerstrekttilentrådmedønsket diameter.basalttrådenblirderetteroverflatebehandletogkuttetiforskjelligelengder etterhvaslagsbetongblandingogwkonstruksjondeskalbenyttesi.sidenbasaltfiberen erprodusertavsteinerdenikkekorrosiv,denharhøystrekkfasthetogharliten egenvektiforholdtilstålfiberen,ogoppførersegdermedannerledesennstålfiber.i motsetningtilstålfiberenhvorfiberenovertarkrefteneetterdetharoppståttsprekkeri betongen,erbasaltfiberenelastiskogabsorbererdermedspenningenemedengang. Dettegjøratbasaltfiberenereffektivmotåforhindrerissogrissutvikling,menvilikke væremedåbidranoespesieltpåbæreevnenikonstruksjonen. Figur2.8 Oversiktoverfiberformer[5] 18

19 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 3.0 Bruddmekanikk Bruddmekanikkeretheltegetfagområdeinnenbyggebransjenogerenteoripå hvordansprekkerogbruddoppstår,oghvordandetteeventueltkanforhindres.forå beskrivebruddeneogforåforståbruddmekanikkblirdetofteforetatttoforskjellige forsøk,enbruddbasertwsamtenstyrkebasertmodell.denstyrkebasertemodellenblir basertpåatbruddoppståribetongennårskjærkapasitetenbliroverskredetavden indreskjærspenningen,mensdetidenbruddbasertemodellenantasatdetoppstår indrefeilogsprekkeribetongenogdeterdissesomførertilbrudd.foråfåavklart hvilkenmodellsomermestriktigåbenyttefinnesdetenrekkeparameteresommå bestemmes.nårparameternesomskalbenytteserbestemtmågrundigevalueringog bruddmekaniskprøvinggjennomføresforåfinnederiktigeverdienepåparameterne. Bruddmekanikkensutgangspunkteratallekonstruksjonsmaterialererutsattfor sprekkdannelserognårensliksprekkoverstigerenvissdybdesamtdennominelle spenningenikonstruksjonenoverstigerenvissstørrelse,vilkonstruksjonengåtil brudd.dennedybdenogstørrelseneravhengigavmaterialkvalitetogmaterialets egenskaperogkallesmaterialitetsbruddseighet.[6,8] Nårdetersnakkombruddmekanikkerdetviktigånevneatbrukenavdetteipraksis ikkeernoeneksaktvitenskap.tidligestudieravsprekkdannelseribetongvistesegå værefeilpga.teorieninnenlineærwelastiskbruddmekanikk(lefm)blebenyttet,ogde såkaltemikrosprekkenebledermedneglisjert.mikrosprekkeneoppstårfør makrosprekkeneogerdefinertsomensprekksomikkeersynligfordetblotteøye (>200").Disseerviktigåtahensyntilmedtankepåatoppførselentilmikrosprekkene vedlastøkningeridirektesammenhengmedmakrosprekkeneogsenerebrudd.detvar førstetter1960wtalletatbruddmekanikkengradvisbleutviklettilåinnebæreikkew lineærematerialersamttahensyntildynamiskeeffekter.[6] Figur3.1 ForskjellmellomlineærelastiskWog elastiskwplastiskmateriale[11] 19

20 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 3.1 Bruddseighetogduktilitetilettbetong Somnevntikapittel2.0erlettbetongetsværtsprøttmaterialeogderforikkenoesærlig duktilt.duktiliteterdefinisjonenpåmaterialetsevnetilålasegplastiskdeformereuten atmaterialetskaloppnånoenformforkritiskeskader.duktilitetentilbetongavhenger avbetongenssammensetningogtilslagetsmekaniskeegenskaperogstruktur.i motsetningtilvednormalbetonghvorbruddetofteskjerrundttilslaget,sprekkergjerne lettbetongenopptversigjennomletttilslagetiogmedatletttilslagetofteharenlavere fasthetennsementpastaen.vedtilsettingavfibervillettbetongenblimerseig,og dermedmerduktilnoesomvilforbedrebådebruddseighetenogdenkarakteristisk lengden.[5,8] Figur3.2 LastforholdforduktiltW(a)ogsprøttmateriale(b)[6] Bøyestrekkfasthet Ihenholdtilprøvingsstandarden(NSWEN14651)kanbetongensbøyestrekkfasthetog reststrekkfasthetbestemmesvedåutføreprøvingsforløpmedstandardisertebjelker. [14]Vedåantalineærspenningsfordelingovertverrsnitteterdetmuligåfinne parameteresomgirossetinntrykkavhvorseigogduktilbetongener,ogdermedfåen forståelsepåhvordanbetongenoppførersegetterdeteroppståttriss. Prøvingsstandardenhardefinertstandardisertebjelkerpå550x150x150mmmeden forhåndsdefinertslissesentrertimidtspennetavbjelkensombrukestilutførelseav målingen,punktaifigur3.3.bjelkenblirpåførtdeformasjonsstyrtlastiområdetover slissen,ogcmodavlesningerblirforetattunderheleprøveprosedyrenopptilencmodw verdipå5mm,sekap.5.7.entransducer,ellerclipgauge,målerøkningenpå sprekkåpningen,ogdenkarakteristiskebøyestrekkfastheten(proporsjonalitetsgrensen) hvorførsterissoppstår,samtfireforhåndsdefinertesprekkstørrelser(cmod WCMOD ) blirbestemtforsamtligebjelkerforåseoppførselentildefiberarmerteprøvestykkene etterriss. 20

21 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur3.3 PrøvingsprosedyreforCMODisamsvarmedNSWEN14651[14] UtifralastWCMODdiagrammet,figur3.4,tarenihenholdtilNSWEN14651forseg proporsjonalitetsgrensenogfireforhåndsdefinerterissvidderforåbestemmerest bøyestrekkfasthetenvedforskjelligelasttilfellervedbrukavformel3.1., = " (3.1) hvor:, Wbøyestrekkfasthetnårj=1,2,3,4[N/mm ] Wpåførtlastnårj=1,2,3,4[N] Wlengdenpåprøvestykket[mm] Wbreddenpåprøvestykket[mm] h " Wtykkelsepåprøvestykketfratrykkrandtilutskåretslisse[mm] 21

22 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Viderekandenkarakteristiskerestbøyestrekkfasthetenbestemmessom: "#,"#, = 0,37, (3.2) Figur3.4 LastWCMODdiagram[14] Notasjoner: WKarakteristiskbøyestrekkfasthetved1.riss(proporsjonalitetsgrensen,LOP), ", ellervedrissvidde=0,05mm., WRestbøyestrekkfasthetved0,5mmrissvidde, WRestbøyestrekkfasthetved1,5mmrissvidde, WRestbøyestrekkfasthetved2,5mmrissvidde, WRestbøyestrekkfasthetved3,5mmrissvidde Karakteristisklengde Nårdetersnakkomdenkarakteristiskelengdenibetongenerdetteenindikasjonpå økningenavsprøhetibetongen,ogerdefinertsom: = "#$ (3.3) hvor: Wkarakteristisklengde[mm] Wbetongenselastitetsmodul[GPa] Wbruddenergien[N/mm] "#$ Wlettbetongensstrekkfasthet[MPa] 22

23 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad og: = " (3.4) der: WarealetunderCMODWkurve[Nm] h " Wtykkelsepåprøvestykketfratrykkrandtilutskåretslisse[mm] b Wbreddenpåprøvestykket[mm] Vednormalbetongliggervanligvisdenkarakteristiskelengdenpåomkring200mm, mensvedenlettbetongkandenværemindreenn100mm.vedåberegneden karakteristiskelengdenkanenfåenindikasjonpåbetongensoppførselunder lastpåføringogvedjolavere,jomindreduktilerbetongen Brittlenessnumber Brittlenessnumbererenparameter,akkuratsomkarakteristisklengde,sombeskriver hvorsprøttmaterialeterbareathertarenogsåhensyntilprøvebjelkenstotalelengde, L,ogerdefinertsom: = " (3.5) Forbrittlenessnumbererdermotsattennforkarakteristisklengde,ogvedhøye verdiervildettetilseensprøbetongblanding.[10] SpenningsDogtøyningsforholdetilettbetong Materialersomblirutsattfortrykkvilalltidutgiendeformasjonførdetvilgåtilbrudd, menstørrelsenpådennedeformasjonenvariererframaterialetilmateriale.nårdet kommertilbetongerdetteetmaterialesomtålerstoretrykkrefter,menogsådethar sinebegrensninger.betongsammensetningermedhøytrykkfasthet,ogspesielt lettbetong,vilsomnevnti3.1væremersprøogdermedoppnåmindretøyningsverdi vedbruddennforenseigbetongblanding.ihenholdtilec2ogtabell11.3.1har lettbetongundertrykkenmaksspenningstøyning, ",ogbruddtøyning, "#,somøker medhensynpåfasthetsklasseogdensitetentillettbetongen.forlettbetongmedfasthet >50MPagjelderfølgendeformlerforåfinnemaksspenningsWogbruddtøyning: " = [2,0 + 0,085 "# 50," ] (3.6) (3.7) "# = 2, " "# "" hvor: = 0,4 + 0,6 (3.8) "" 23

24 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad ogerdensitetensøvregrensefordenaktuelleklassenioverenstemmelsemedtabell 11.1iEC2. SomenserfraformlenevilmaksspenningsWogbruddtøyningenøkevedjohøyere fasthetsklasse,menviligjenavtadersomlettbetongenharenhøydensitet.spenningsw ogtøyningsforholdetilettbetongenerdermedavhengigavflerefaktorersomermedpå åavgjørededuktileegenksapene. Figur3.5 SpenningsWdeformasjonfordelingforbetongundertrykk[12] 24

25 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 4.0 Strukturellanalyse Foråselittpåhvaslagsbetydningfiberarmeringenharpåbetongensstrukturelle egenskapererdetidettekapittelettattmednoenberegningersomviserforslagtil hvordanentarhensyntilfiberen.deterikkeutførtberegningerpåallepunktersomer tattmedikapittelet,menforåvisefiberarmeringensoppførselmotsprekkdannelseer forslagenetattmed. 4.1 Bruddgrensetilstand(ULS) Bruddgrensetilstandenerdengrensetilstandenhvorenbestemmer betongkonstruksjonenskapasitetmotbruddvedberegningpågrunnlagav tøyningsegenskaperogdimensjonerendefastheter.videreidettekapitteletskalvitafor ossdeviktigstelastvirkningenesomeraktuellemedtankepådeeksperimentelle bjelkeundersøkelsenesombleforetattioppgaven Materialfaktor NårCMOD=2,5mmogenskaltaforsegreststrekkfasthetenibruddgrensetilstand, "#,"#,,sierkanstad[5]atenmaterialfaktorkansettestil: " = 1,5 Dendimensjonerenderestbøyestrekkfasthetenkandadefineresved: "#,"#, = "#,"#, " (4.1) Dersomdeteravvikitverrsnittetsdimensjonerogentarhensyntildettei dimensjoneringenihenholdtilpkt.a2.2ieurocode2[12],samtatdetpåvisesatrest strekkfasthetenikkeoverskrider10%kanmaterialfaktorenreduserestil: " = 1,35 25

26 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Bøyemoment Somnevnti2.8vildeleravetbetongtverrsnittkunneovertastrekkrefteretteratdeter oppståttrissdersomdetblirbenyttetfiberarmering.vedåtaforsegstrekksonenkan denneforenkletkarakteriseresvedenjevnspenningsfordelingmedspenning tilsvarendedendimensjonerendereststrekkfastheten, "#,"#,.Overførselenav strekkrefteneførertilattrykksoneneibetongenøker,noesomførertiløkthøydepå trykksoneogsomerpositivtmedtankepåmomentkapasiteten.momentkapasitetener sværtviktignårdetkommertilbetongberegningogdeterderforviktigåkommefrem tilenformelhvorenogsåtarhensyntilbrukenavfiberarmering.viskalnåsepå hvordanmomentkapasitetenkandefineresvedbrukavfiberarmering %%Momentkapasitet%for%fiberarmert%betong,%forslag%Kanstad% Nårenserskalfinnemomentkapasitetenforfiberarmertebetongtverrsnittkanen forenklekapasitetenvedåantaatreststrekkfastheten, "#,"#,,virkerover0,8hog denindremomentarmener0,5h.forrektangulæretverrsnittblirmomentkapasiteten fordetfiberarmertetverrsnittetda: " = 0,4 "#,"#, h (4.2) Figur4.1 SpenningsWogtøyningsfordelingforrektangulærtfiberarmert tverrsnittutsattforrenbøyning[5] 26

27 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad %%%Momentkapasitet%i%henhold%til%Eurocode%2% OmenfølgerEurocode2sineretningslinjerformomentkapasitet,vilenherseat spenningswogtøyningsforløpetvilhaennoeannerledesberegningsmodellennnåren tarhensyntilfiber.beregningenesomfølgerhererbasertpåsørensen[9]ogec2[12] ogfølgendeforutsetningerertattiht.ec2,kap6.1(2): W fullheftmellomarmeringsjernogbetong W serbortfrabetongensstrekkfasthet W W planetverrsnittforblirplane SpenningsWogtøyningsegenskaperetterEC2,kap Figur4.2 Beregningsmodellformomentkapasitet[9] hvor: d Weffektivhøydefratrykkrandtiltyngdepkt.istrekkarmering[mm] Wstrekkarmeringenstverrsnitt[ ] x Wtrykksonehøyde[mm] S Wkraftistrekkarmeringen[kN] Wtrykkresultantavbetongspenningenitrykksonen[kN] z Windremomentarm[mm] b Wbetongtverrsnittetsbredde[mm] h Wbetongtverrsnittetshøyde[mm] Wtrykksonehøydefaktor VanligpraksisiNorgeeratentarforsegtverrsnittetsometnormalarmerttverrsnitt, dvs.nårtøyningenibetongtrykksonenerlik " ognårståltøyningenistrekksonen = 2 " = 0,005.Trykksonehøydenietsliktnormalarmerttverrsnitterdefinert som: 27

28 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad = (4.3) hvor: = " " " (4.4) " Werdetsammesom " itab.3.1iec2,eller "# itab iec2 forlettbetong 2 " Werdetsammesom = 0,005 Ihenholdtiltabell11.3.1er "# definertsom: "# = 0,0035 (4.5) og erdefinertiformel3.8ikapittel Betongtrykksonensdimensjonerendemomentkapasitetkandafinnesvedbrukav formel4.6: " = " (4.6) hvor: K" " #faktorsomfinnesitabell4.3 " " " #dimensjonerendebetongtrykkfasthet[mpa] b" " #tverrsnittetsbredde[mm] d Weffektivehøydefratrykkrandtiltyngdepkt.istrekkarmering[mm] Figur4.3 VerdiforKvednormalarmertB20WB95[9] Dersomtverrsnittetikkeernormalarmertmådetundersøkesomdeteretbalansert underarmerttverrsnitt.foråundersøkedettemåviregneutdenbalanserte armeringsmengden,as,b,ogsammenlignedennemedaktuellas,forsååfinne trykksonefaktoren,,ogvideremrd:, = " " (4.7) hvor: = 0,8 Wforfasthetsklasse 50 = 1,0 Wforfasthetsklasse 50 28

29 og = " " " Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad (4.8) når = " = 0,005 Dersom, erdetetbalansertunderarmerttverrsnittogvikandafinneogtil sluttmrd"forbetongtverrsnittet: = " " " = (1 0,5 )" (4.9) (4.10) Skjærkapasitet Nårdetkommertilåberegneskjærkapasitetentilfiberarmertbetongfinnesdeten rekkemetoderogmodellersomertilgjengelig.fremgangsmåtenogmodelleneer hovedsakeligbasertpåresultaterfradiversebjelkeprøvermedkonvensjonell strekkarmering,ogdetergodtdokumentertatfiberarmeringgirøktkapasitetmot skjærbrudd.detfinnesikkenoenklarberegningsmetodefortverrsnittbarearmertmed fiberarmering,mendeterkjentatfiberarmeringøkerstrekkfasthetenvesentligdersom deterenkombinasjonavfiberwogvanligarmering.[5] %Skjærkapasitet%for%vanlig%armering,%forslag%Kanstad% ForslagetfraKanstad2011[5]tarforsegskjærkapasitetenforbetongtverrsnittmed vanligbøyestrekkarmeringiunderkantavbjelken,ogutentradisjonellbøylearmering iht.ec2kap6.2.2.skjærkapasitetenkandafinnespåtradisjonellmetodeihenholdtil Eurocode2kap.6.2,menmedfiberensometekstrabidrag,"," : ", = "," + "," (4.11) "," = [", (100 " ) + " ] ("# + " ) "," = 0,6 "#,"#, ℎ hvor:,"," ", = ""# = 0,15 = 0,02 (4.12) (4.13) (4.14) (4.15) 29

30 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad hvor: Warealetavstrekkarmering[ ] Wminstebreddeavtverrsnittetistrekksonen[mm] d" " Weffektivhøyde[mm] " = " < 0,02 " (4.16) hvor: " Waksiallastpga.ytrelastellerforspenning[N]( " > 0fortrykk) Warealetavbetongtverrsnitt[ ] " "#,"#, = "#,"#, " (4.17) " = 1,5 (evt. " = 1,35somnevnti4.1.1) 4.2 Bruksgrensetilstand(SLS) Bruksgrensetilstandenbyggerpåatkonstruksjonenskaltåleangitthensiktogbrukover sintiltenktebrukstid.kravenesomstillestildennegrensetilstandenskalogsåtilseat bestandighetentilkonstruksjonenopprettholdesogersikret.denneoppgaven fokusererpåduktilitetilettbetongensåidettekapitteletblirdettatthensyntil opprissingavbetong Minimumsarmeringvedbrukavfiber,forslagKanstad Hvisdeterkravombegrensingavrissviddenienbetongkonstruksjon,krevesdeten minimummengdearmeringmedheftforåstanseopprissingeniområderderdetkan oppståstrekk.[12]hensiktentilminimumsarmeringeneråhaengodogskikket konstruksjonsomersikretmotskadeligerissforårsaketavkreftersomvanligvisikkeer tatthensyntilidenstrukturelleanalysen.minimumsarmeringenskalopptakrefteneslik atkapasitetennårdetoppstårrissskalværestørreellerlikkapasitetenvarlikeførdet oppstorissdannelse.sesdettepåisammenhengmednswen14651vildettetilsiatrest bøyestrekkfastheten,,,skalværestørreellerlikbøyestrekkfastheten, ",,vedalle sprekkåpninger.vedbrukavfiberarmeringvilfiberbroenesometterhvertoppståriden oppsprektebetongenmedføreatbøyestrekkfasthetenviløke,ogeventuelleskaderpå betongenvilbliredusertpågrunnavfiberensoppførselirissområdet.[5] Kanstad2011[5]harlagetetforslagtilberegningavminimumsarmeringsomblir presenterther,ogbaserersegpåatstrekksoneniettverrsnittskalhalikkapasitetetter rissdannelsesomlikefør.beregningenfølgereurocode2kap.7.3.2,mentarogså hensyntiloginkludererfiberarmeringen:,"# + " "#,"#, " ","" (4.18) 30

31 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad eller,"# " "#$$ " "#,"#, (4.19) hvor:,"# Wtverrsnittsarealetavvanligarmeringistrekksonen[ ] " Warealettilbetongtverrsnittetsistrekksonen[ ] " Warealettilbetongtverrsnittetetteropprissing[ ] Wstørsttillattspenningiarmeringen.Antasåværelikflytespenningentil armeringsjernet ".[MPa] ","" Wgjennomsnittligstrekkfasthetnårdetforventesriss[/ ] "#,"#, Wkarakteristiskstrekkfasthetrelaterttil2,5mmrissvidde[/ ] Rissmomentogrisslast Opprissingavbetongskalbegrensesforåunngåskaderpåkonstruksjonensom påvirkerbetongensbestandighetellerutseende.deteripåfølgendekapittelvist beregningerihenholdtilsørensen[9]ogec2[12]medtankepårisslastogrissmoment foråsehvordanteorienstemmeroverensmeddeeksperimentelleresultatene. Følgendeforutsetningerertatt: W Betongenantasåikkehanoenstrekkfasthet,dvs.spenningsløsbetongi strekksoneforfullstendigopprissing. W W BetongitrykkogstålerlineærtelastiskematerialersomfølgerHooke slov. Naviershypoteseomatplanetverrsnittforblirplaneognormaletilaksenunder bøyinggjelder. Figur4.4 Bøyningiuopprissettverrsnitt[9] 31

32 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Forrelativtlavelastnivåervilstrekkspenningeneibetongenværemindreenn strekkfasthetenogtverrsnittetvildaværeuopprisset,sefigur4.4.sidentverrsnitteter uopprisseternøytralaksenliktyngdepunktsaksen.aksensbeliggenhetkanderforlettest bestemmesvedenenkeltyngdepunktsberegningfordettransformerte betongtverrsnittet,ogmomentetomøvrerandgir: ( + ) " = + (4.20) eller: " =," ( ) (4.21) = "# (4.22) hvor: Ac Warealettilbetongtverrsnittetsistrekksonen[ ] As Wtverrsnittsarealetavvanligarmeringistrekksonen[ ] h Whøydentilbetongtverrsnittet[mm] d Wavstandfraøvrerandtilarmering[mm] Es Warmeringsjernetselastitetsmodul[GPa] Elcm Wlettbetongenselastitetsmodul[GPa] Betongensbidragtilarealmomentetvildabli: " = " + h (" 0,5h) (4.23) Armeringsjernetsbidragtilarealmomentet: " = ( ") (4.24) Envildakunnefinnedentotalebøyestivhetenfordetuopprissedebetongtverrsnittet: " = " " + " " " (4.25) Videreforutsettesdetatdetoppstårrissitverrsnittetfrafigur4.4nårstrekkspenningen iunderkant,,nårstrekkfasthetenfctm."vedåbenyttelastkombinasjonenefrafigur4.4 ogdenevnteforutsetningenekanrissmomentet,mcrogrisslast,pcr,dabestemmesut ifra: Krumning: = = (4.26) " " Bøyestivheten,EI,kandavidereutrykkessom: " = " " + " " = " " + " (4.27) 32

33 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Vedåkombinereligning4.26og4.27vilvifåetuttrykkformomenteti betongtverrsnittet: = " " " " = " " " (4.28) Somnevnterrisskriteriet = "# ogvifårdaetrissmomentogrisslastdefinert utifraformlene: " = "# " " " (4.29) og " = " (4.30) " hvoraeravstandenfralastpunktoguttilopplager Rissvidde Ibruksgrensetilstandkanrissviddeutviklingværeetstortproblem,ogbrukavfibervil ofteredusereogvirkesværtgunstigpåbåderissavstandogrissvidder.viderefølger beregningavrissviddeforvanligarmertbetongkonstruksjoneriht.ec2,samtforslagtil beregningnårdeterbenyttetfiberarmering %Rissvidder%i%armert%fiberbetong,%forslag%Kanstad%% % ForslagettilrissviddeberegningentilKanstad2011[5]ertilnærmetlikEurocode2sitt forslag,menharmedenekstrakoeffisient,,somtarhensyntilfiberensoppførsel. Fiberenblirtatthensyntilvedåberegnespenningeniarmeringenmedutgangspunkti tøyningsw/spenningsforløpetmeduniformrestspenninglik "#,"#,. =,"# ( " " ) (4.31) hvor: Wrissvidden[mm],"# Wstørsterissavstand[mm] " Wgjennomsnittligtøyningiarmering " Wgjennomsnittligtøyningibetongenmellomriss og: " " = ","","","" 0,6 (4.32) 33

34 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad hvor: Wspenningeniarmeringenvedopprissettilstand[MPa] Wfaktorsomavhengeravvarighetentillasten =0,6forkortvariglast =0,4forlangvariglast = "` (4.33),"" = ( ),"" (4.34),"# = + hvor: =armeringensdiameter =0,8vedgodheftog1,6vedtilnærmetglattoverflate =0,5forbøyingog1,0vedstrekk =3,4 =0,425,"" (4.35) = 1 "#,"#, "# (4.36),"" = `,"" (4.37) hvor,"", og `erdefinertipkt.7.3.2(3)iec2 34

35 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 4.4 Konstruksjonsreglervedbrukavfiber Foratfiberarmeringenskalværetillattåbenytteikonstruksjonerfremforvanlig armering,mådetdokumenteresatdefiberarmertekonstruksjonenetilfredsstiller kravenesomstillestilminimumsarmering.dettekapittelettarforseg konstruksjonsreglerforkonstruksjonerhvordeterbenyttetvanligarmering,samt forslagtilminimumsarmeringnårdeterbenyttetfiber Minimumsarmeringmedvanligarmeringogfiber,forslagKanstad BasertpåomfattendeforsøksseriermedbrukavfiberarmeringuttrykkerKanstad2011 [5]konstruksjonsreglersomtilsieratrektangulærebjelkerbørminsthaenarmeringi strekksonensomtilsvarer:,"# =," ( "#, "#,"#, ) " (4.38) men,"# 0,0013, "#,"#, "# (4.39) hvor: Wgjennomsnittligbreddeavstrekksonen[mm] Weffektivtverrsnitthøyde[mm] "# Wgjennomsnittligstrekkfasthetibetongen,evt "#$ forlettbetong[mpa] "#,"#, Wkarakteristiskstrekkfasthetved2,5mmrissvidde[MPa] " Warmeringenskarakteristiskeflytegrense[/ ] IEurocode2finnerenhenholdsvis "# itab.3.1fornormalbetongog "#$ itab forlettbetong[12] MinimumsarmeringihenholdtilEC2 TarenforsegEurocode2sittforslagtilåberegneminimumsarmeringienrektangulær bjelkevildetteværetilnærmetliktsomforslagetnevnti4.4.1,meneffektenfra fiberarmeringenvilikkeværeinkludert:,"# =," "# " (4.40) og,"# 0,0013 (4.41) 35

36 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.0 Eksperimentelt 5.1 Støpeplan Foråfåenbestmuligforståelsepåhvordanlettbetongenoppførersegogom duktilitetenblirendretvedbrukavulikdoseringogtypefiberarmering,støpesdetflere forskjelligetyperprøveelementer.foråundersøkeønskedeegenskaperilettbetongen blirfølgendeprøveelementerutstøpt: Tabell5.1 Forsøksoversikt Hensikt Form Dimensjon[mm] Sylinderfasthet Sylinder 150x300 Spaltestrekkfasthet Sylinder 150x300 Arbeidsdiagram Sylinder 150x300 Bøyestrekkfasthet Bjelke 150x150x550 Strekktest Bjelkem./innstøptanker 150x150x550 Rissutvikling Storbjelke 250x300x2200 Foråsehvordanduktilitetenendresvedbrukavforskjelligtypefiberarmering,blirdet utstøpt6serier,hvorav2serierog4ermedvariabeldoseringfiberarmering.deter ønskeligåoppnåenhøyfastlettbetongmedsylinderfasthetpåca.50mpa.foråoppnå enslikfasthetilettbetongenerdetnødvendigmedensementtypehvorenoppnårhøy fasthetsamtetlavtv/cwtall,ogforåtilfredsstillekraveneblirdetbenyttetnorcem AnleggFAogetv/cWtallpå0,3. Formåletmedlaboratorietforsøketersomkjentåsehvordanduktilitetenilettbetongen endrersegiforholdtilulikdoseringogtypefiberarmering.ihenholdtilønsketfasthet forlettbetongenblirdetbestemtenbetongreseptsombrukespåalle lettbetongblandingene.forogsååsammenlignehvordanduktilitetenilettbetonger kontranormalbetongblirdetstøptenreferanseblandingmedhøyfastnormalbetong utenfiberarmeringsåenkansammenlignedetoreferanseblandingene.sevedleggafor proporsjoneringsark. Tabell5.2 Blandingsforhold Serie navn Stålfiber [vol%] Basaltfiber [vol%] Ant. sylindere Ant.små bjelker Ant.store bjelker NDFref F F LWACFref F F LWACF1.0SF 1,0 F LWACF1,5SF 1,5 F LWACF1,5BF F 1, LWACF3,0BF F 3, HvorSF=stålfiberogBF=basaltfiber 36

37 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.2 Materialer Foråoppnåenlettbetongmedønskedeegenskaperogstøpelighetblirdetbenyttet følgendematerialer: W Sement:CEMII42,5NWNorcemAnleggFA,densitet2990"/,finhet(Blaine) 390"/.SevedleggB.2. W Superplastiserende:DynamonSXWNfraResconMapei,densitet1060±20"/, W tørrstoffinnhold18,5±1%.sevedleggb.3. Letttilslag:Ilettbetongenblirdetbenyttetnaturligsandsamt2fraksjonerav leca o Forsand0W8mm. o FiltraliteHR3W6mm.Partikkeldensitet1450"/.SevedleggB.1. o FiltraliteHR4W8mm.Partikkeldesnitet1400"/.SevedleggB.1 W Figur5.1 Leca4W8mmtilvenstreog3W6mmtilhøyre Grovttilslag:Ireferanseblandingenfornormalbetongbenyttesdet3fraksjoner o Forsand0W8mm. o Velde8W16mm. o Velde16W22mm. Figur5.2 Forsand0W8mm 37

38 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad W Fiber:Viderebenyttesdettoforskjelligtyperfiberarmering o Stålfiber:KrampeHarexDE50/1N,rettmedenkelendekrok.Lengde 50±10mm,strekkfasthet1100±15%MPa.SevedleggB.4. o Basaltfiber:ReforceTech,rett.Lengde30±10%mm,strekkfasthet 3200MPa,densitet2680"/.SevedleggB.5. Figur5.3 Stålfibertilvenstre,basaltfibertilhøyre 38

39 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.3 Blandesyklus Påbetonglaboratorietblirentvangsblandermedkapasitetpå110literbenyttetforå blandebetongsammensetningen.foråforsikresegatbetongenblirmiksetordentliger volumetperblandingpåomkring95liter,samtatfiberenblefordeltitodoseringer. Følgendeblandingssyklusblirgjennomførtforhverserie: W 1minuttblandingavtørrtilslagog50%avfiberarmering W 2minutterblandingmedtilsettingavvannogSPWstoff W 1minuttpauseogtilsettingavrestenendefiber W 1minuttblanding Figur5.4 Tvangsblandersomblebruktunderprosjektet 5.4 Prøvingavferskbetong Forhverserieønskesdetåforetasprøvingavdenferskebetongenforåundersøke luftinnhold,slumpogdensitet.resultateneogegenskapenetilsamtligeprøversomblir tattifersktilstandharstorinnvirkningpålettbetongensbestandighetogsluttfasthet. Prøvingsforløpeneblirforetattihenholdtil Prøvingavferskbetongstandardene,NSW EN12350W1/7: Synkmål ForåmålesynkmålidenferskelettbetongengjennomføresdetteihenholdtilNSWEN 12350W2:2000.Førprøvetakningenstartermådetforsikresomatunderlageter horisontaltogvadretopp.synkkjeglenblirsåfuktetogholdtfasttilunderlagetvedaten avlaborantenestårpåhåndtakenetilkjeglen,førkjeglenblirfyltmed3laghvorhvert 39

40 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad lagutgjøromlag1/3avkjeglen.hvertbetonglagblirunderveiskomprimertmed25støt medenkomprimeringsstav,ogvedlag2og3blirkomprimeringsstavensåvidttrengt nedidetunderliggendelaget.detøverstelagetblirtilsluttavrettetkantikantmed kjeglenogsynkkjeglenblirløftetoppmedenjevnhastighetutensidebevegelser.iht.nsw EN12350W2erprøvenbaregyldigdersomheleprøveprosedyrenforegårpåunder150 sekunder,samtatprøvelegemetforblirintaktogunngårskjærdeformasjonersomvisttil høyreifigur5.5.synkmåletblirtilsluttmåltsomvistifigur5.6ogavrundettil nærmeste10mm.[15] Figur5.5 SantWogskjærdeformertsynkmål[15] Figur5.6 Avlesningsmetodeforsynkmål[15] Densitet MålingavdenferskebetongensdensitetblirforetattisamsvarmedNSWEN12350W 6:2000.Envanntettbeholdermedkjentvolumogmasseblirfyltmedbetongi2lagog komprimertmed25støtslikatbetongenfyllerbeholderenopptilkanten.beholderen blirderetterveidogavlest,ogbeholderensvektmedbetongblirdividertpå beholderensvolum.lettbetongensferskedensitetblirberegnetetterformel4.1.[16] = " (5.1) hvor: D Wdensitet["/ ] " Wbeholderenstotalemassem./lettbetong[kg] Wbeholderensmasseu./lettbetong[kg] Wbeholderenstotalevolum[liter] 40

41 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Luftinnhold Metodensombenyttesforåmåleluftinnholdetilettbetongenkalles trykkwgauge metoden,oggjennomføresogmålesisamsvarmednswen12350w7:2000.apparatet somervistifigur5.7blirfyltmedbetongi3lag,hvorhvertlagstampes25gangermed komprimeringstang.apparatetblirsårengjortgrundigrundtkanteneslikatallbetong ogsmussblirfjernetførlokketsettespå.vedhjelpavenflaskeblirdetsprutetvanninn iventilafremtildetpiplerutavventilb,førdetblirpumpetluftinnibeholderenog stabiliserttilmåleapparatetsstartpunkt.hovedventilenblirtilsluttåpnetog luftinnholdetibetongenbliravlestpålufttrykkmåleren.[17] Figur5.7 LuftinnholdmålervedbrukavtrykkWgaugemetoden[17] hvor: 1 WVentilA 6 WLuftkammer 2 WVentilB 7 WAvtappingsventilforluft 3 WPumpe 8 WKlemme 4 WHovedluftventil 9 WForlengingsrørforkalibrering 5 WTrykkmåler 10 WBeholder 41

42 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.5 Utstøpingavprøvestykker Foråundersøkesylindertrykkfasthet,spaltestrekkfasthetogarbeidsdiagramtrykk,se kapittel5.6,blirdettotaltutstøpt9sylindere(150x300mm)perserie.hversylinderblir utstøpti3laghvorhvertlagtilsvarerca.1/3avsylinderen,oglageneblirkomprimert med25støtmedsammefremgangsmåtesomnevnti5.4.1.sylinderneblirogsådunket medgummihammerforåmotvirkeutskillingavfiberogatfiberenleggersegpålinje, samtforsikresegomatsylindernefårenfinoverflate.etterutstøpingblirsylinderne tildekketmedlokkoglagretpålaboratorietica.24timerførdebliravformetoglagttil lagringietvannbadfremtilprøving.[19] Figur5.8 Nominellstørrelsepåsylinder[18]ogsylindereivannbad Itilleggtilsylinderestøpesdet4bjelker(150x150x550mm)forhverseriefor bestemmelseavbøyestrekkfasthetogstrekktesting.2bjelkertestesfor bøyestrekkfasthetog2bjelkerblirinnstøptmedankerforstrekktesting,sekapittel5.7. BjelkeneblirutstøptihenholdtilNSWEN14651sinutførelse,sefigur5.9.Område1og2 blirfyltmedbetongtilomlag90%avformhøydenførdenblirkomprimert.formenblir såtoppetogjevnetutkantikantmedformensamtidigsomdenblirkomprimert. Bjelkeneblirdekkettilmedplastogavformetetterca.24timerførdeblirlagretpå laboratoriet,dekkettilmedplastogvannetmedjevnemellomromfremtil prøvetidspunkt.[14] Figur5.9 Støpeprosedyreforbjelker[14] 42

43 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur5.10 Nominellstørrelsefortestbjelker[18]ogbjelkeform Foråsepårissutviklingogbruddlastskaldetogsåstøpesutenfullskalabjelke (250x300x2200mm)forhverserie.Foråopptastrekkrefterblirbjelkenearmertmed 2ø12iOK,3ø16iUKogø10bøylerc130mm,sefigur5.11ogkapittel5.9.1.Nårdet kommertilutstøpingavbjelkerharutførelsenstorinnflytelsepåkvalitetentil sluttproduktet.bjelkeneblirderforlagvisutstøptmedjevnstøpefrontogkomprimeres underveismedvibratorforåoppnåbestmuligresultat.itilleggblirdetstøptinnet heisefesteslikatdeterenklereåflyttepåbjelkeneetteratdeerherdet.bjelkeneblir avformetetterca.24timeroglagretpålaboratoriethvordeblirvannetregelmessig fremtildeskalprøves. Figur5.11 Armertbjelketverrsnitt 43

44 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur5.12 Bjelkeformmedarmeringogferdigutstøpttilhøyre 5.6 Prøvingavherdetbetong Forbetongkonstruksjonererdetenforutsetningatdissetålerdebelastningenedeer bygdforoverdenplanlagtelevetiden,ogdetstillesstrengekravtilbestandighetog styrkevedkonstruksjonene.detnesteavsnittettardermedforsegdeviktigste egenskapenesomtrengsåviteomlettbetongen,oghvordandissebestemmes.samtlige prøverengjennomførtihenholdtil Prøvingavherdnetbetong,NSWEN12390W 1/7:2002,sineretningslinjer Sylindertrykkfasthet ForåundersøketrykkfasthetentillettbetongenerdetteutførtisamsvarmedNSWEN 12390W3:2002.Førsylinderenblirplassertiprøvingsmaskinenerdetviktigatallfuktog smussblirfjernet,ogalleløselegemerfjernes.prøvelegemetblirsentrertimaskinenog enkonstanthastighetforspenningsøkningsblirsatttil0,5mpa/s.[20]størstelastblir avlestogtrykkfasthetenfremkommeravformel5.2,ogomgjorttilnærmeste0,5mpa. = (5.2) 44

45 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad hvor: Wtrykkfasthet[MPa] F" Wbruddlast[N] Wtverrsnittarealettilprøvelegemethvortrykkraftenvirker[ ] Figur5.13 BruddformforLWACWrefettertrykkfasthetprøving Figur5.14 Oversiktovertilfredsstillendebruddformvedsylinder[20] Spaltestrekkfasthet VedutførelseavspaltestrekkfasthetblirforsøketutførtisamsvarmedNSWENW12390W 6:2001.Prøvelegemetsoverflateblirtørketforfuktogsmussogdetblirundersøktom mellomleggslistene(2),sefigur5.15,erintakteførdetblirplassertiprøvingsjiggen. Prøvingsjiggenblirplassertsentriskiprøvingsmaskinenogbelastningshastighetenblir satttil3,5mpa/s,førlastenblirpåførtfremtilbrudd.spaltestrekkfasthetenkandermed beregnesutifraformel5.3.[21] 45

46 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad " = (5.3) hvor: " Wspaltestrekkfasthet[N/ ] F" Wbruddlast[N] L Wprøvesylinderenslengde[mm] d Wprøvesylinderensdiameter[mm] Spaltestrekkfasthetenbliravrundettilnærmeste0,05N/. Figur5.15 Jiggforinnfestningavsylinder[21] Figur5.16 SpaltestrekkforsøkavLWACutenfibertilvenstreog medstålfibertilhøyre. 46

47 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad ArbeidsdiagramDtrykk Foråfåenforståelseavhvordansylinderneoppførersegetterbruddblir,detforetatten trykkprøvingforsylindernehvordeblirpåførtlastetterbruddogfremtilenbestemt deformasjon.detvildaværemuligåsehvordanfiberenopptartrykkrefteneibetongen etterbruddsamtåfinneelastitetsmodulentillettbetongen.sylinderneblirrengjortog tørket,førområdehvorstrekklappenskalfestesblirpussetnedmedsandpapirforåfå enjevnoverflate.strekklappenblirsålimtpåbetongsylinderenogsylinderenblir sentrertiprøvingsmaskinen,sefigur5.17.detblirvalgtenjevntrykkøkningshastighet på0,5mm/sogdetblirbestemtatsylinderenblirtrykktestetfremtilendeformasjonpå 5mmernådd.Grunnentilatprøvenblirstoppetetter5mmerfordidaersylinderen rissetoppogstrekklappenvilikkekunneregistreremerreelledata.strekklappenvil baremålereelledatafremtilsylinderengåribrudd,såforåfinnearbeidsdiagramtrykk mådataenefratrykkmaskinenkombineresmeddataenefrastrekklapp.utifradataene frastrekklappenogarbeidsdiagrammetkanenfinneewmodulenvedbrukavformel5.4. "# = " (5.4) hvor: "# WElastitesmodul[GPa] " Wtrykkfasthetvedbrudd[MPa] Wtøyningvedbrudd["/] Figur5.17 Sylindermedstrekklappetterendtprøving 47

48 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.7 Bøyestrekkfasthet Foråbestemmebøyestrekkfasthetentillettbetongprøveneblirdettegjennomførtsom nevnti3.1.1ogisamsvarmednswenw14651:2005+a1:2007.[14]destandardiserte prøvebjelkenefårskjærtenslisseisenteravbjelkenpå25mmslikathøydenpå bjelkene,hsp,blirihenholdtilstandardogbruddetblirkontrollerttilenkjentposisjon. Prøveelementeneblirsåplassertpåprøvingsjiggenslikatslissenerlikeover lastposisjon,sefigur5.19.ihenholdtilprøvingsstandardenskal nedbøyningshastighetenværekontrollertiforholdtilveksthastighetentilcmod,hvor denskalvære0,05mm/minfremtilcmod=0,1mmog0,2mm/minetterdette.dersom prøvingsmaskinenikkekanstyresmtp.veksthastighetentilcmod,siernswen14651at forholdetmellomcmodognedbøyningskalkontrolleresvedfølgendeantakelse: = 0,85 "#$ + 0,04 (5.5) hvor: Wnedbøyning[mm] NSWEN14651harsattoppfølgendeforholdmellomCMODognedbøyningistedenfor brukavformel5.5: Tabell5.3 ForholdCMODog[14] CMOD [mm] 0,05 0,1 0,2 0,5 1,5 2,5 3,5 4,0 [mm] 0,08 0,13 0,21 0,47 1,32 2,17 3,02 3,44 Prøvingsmaskinenpålaboratorietkanikkekontrolleresmedtankepåveksthastigheten tilcmodslikstandardensier.lastpåføringblirdermedkontrollertgjennomnedbøyning ogcmodforholdetfratabell5.3oghastighetenblirsatttil0,1mm/minforbjelkenehvor detikkeinneholderfiberarmering,og0,21mm/minforprøvebjelkenehvordet inneholderfiber.detteblirgjortiantakelseavatreferansebjelkeneviltåleenmindre nedbøyningenndefiberarmertebjelkeneførbrudd,ogforfortsattåopprettholdeflere målingerrundtbruddet. 48

49 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur5.18 Festeinnretningclipgauget.v.oginnfestetclipgaugepåbjelket.h. Figur5.19 Opplagerforbjelketilvenstreoglastcelleunderopplagertilhøyre 49

50 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.8 ArbeidsdiagramDstrekk Bjelkenesomprøvesunderstrekkharsammedimensjonsomdestandardiserte bjelkenesomblirbruktunderbøyestrekkfasthetprøven(150x150x550mm),men bjelkeneharetinnstøptankerihverendeslikatdetfinnesetfestepunkttil strekkmaskinen,sefigur5.20.utfrastrekkprøvenønskesdetåundersøkehvordan lettbetongenreagerernårdenblirutsattfordirektestrekk,samtstrekkfasthetenendres vedbrukavfiber.prøvebjelkenefårskjærtenslissepå25mminnpåhversidepå midtenavbjelkenslikattverrsnittetherer100x100mm,sefigur5.20.denne reduseringenavtverrsnittetblirforetattforåforsikresegomatbruddetoppstårmidti prøvestykketogforikkeårisikereatdetviloppståkjeglebruddiområdetrundtde innstøpteankerene. Figur5.20 Strekkbjelkemedmåltilhøyre oginnfestetbjelkeistrekkmaskinen Strekkmaskinenerdeformasjonsstyrtogdeformasjonshastighetenblirbestemttil0,05 mm/min.foråsehvordandenfiberarmertelettbetongenopptarstrekkrefteneogså etterbruddblirdetbestemtatdetavlesesverdierframtilendeformasjonpå7mm.ved åvurdereresultatetiarbeidsdiagrammetforstrekkprøvenvildetværemuligåfinne blantannetstrekkfastheten,samtsedenforskjelligeoppførselentilfiberenvedulik dosering. 50

51 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 5.9 Prøvingavstorebjelker Foråundersøkerissutviklingilettbetongmedforskjelligefiberdoseringerblirdette foretattvedåundersøkedestorebjelkeneunderjevnlastpåføring.bjelkeneblirplassert itestmaskinenhvordeblirsymmetriskbelastetovertopunktlaster,sefigur5.21, 800mmfrahveropplager,ogdetblirbestemtatdetskalbenyttesenjevnlastøkningpå 0,1kN/sunderheletestforløpet.Forhver10.kNblirnyerissellerrissutvidelsermarkert medeksisterendelast,slikatrissutviklingenblirmerketheltfremtilbjelkengåribrudd. Figur5.21 Opplagtbjelkemedmål 51

52 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur5.22 Testjiggmedplassertbjelke Beregningavminimumsarmering Ihenholdtilkapittel4.4.2blirdetbenyttetminimumsarmeringfraformel4.40: Ønskeligbetongtrykkfastheter50MPa,ogvifårdafølgendeverdier: "# = 4,8/ " = 434/ = 250 = h ø 2 ø = 257,"# =," "# " = 192,2 0,0013 = 83,5 Velger3ø16UK = 603"mm 2 52

53 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Beregningavrisslastogbruddlastforlettbetong Risslastogrissmomentblirberegnetihenholdtilkapittel4.2.2ogdetblirbenytteten trykkfasthet,fck=50mpaogenantattewmodulpå20gpa. Foråfinnenøytralaksentilbetongtverrsnittetblirformel4.21benyttet,hvor: As="603mm2 Ac=75000mm2 = " 200"# = = 10 "# 20"#," " = ( ) =158mm Videreblirarealmomentettilbetongtverrsnittetogarmeringen,samtbøyestivhetentil detuopprissedebetongtverrsnittet: " = " + ℎ " 0,5ℎ =567,3 10 mm4 " = ( ") =5,91 10 mm4 " " + " =1,253 10" Tilsluttfinnervirissmomentogrisslastfraformel4.29og4.30: " = "# """ =21.17kNm " = " =52,9kN Foråberegnebjelkensbruddkapasitetmåmomentkapasitetenbestemmesihenholdtil kapittel : Foråsehvilkenformelformomentkapasitetsomskalbenyttesmåviførstundersøke omtverrsnitteterunderarmert. " = "# = 0,0035 = 0,4 + 0,6 = 0, hvor = 2050kg/m3iht.Tabell11.1iEC2 53

54 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad = " " " =0,4016 Antarsylindertrykkfasthetpå50MPa,dimensjonerendetrykkfasthetblirda: " =," ", =28,4MPa, = " " =1346mm 2 As=603mm 2 Betongtverrsnitteterunderarmertogvimåbenytteformel4.10foråfinne momentkapasiteten: = " =0,18 " " = 1 0,5 " =62,4kNm " = " =156kN Forventetrisslastforbjelkener52,9kNogdeterforventetatbjelkenvilgåtilbruddved 156kN. 54

55 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 6.0 Prøveresultaterogdiskusjon 6.1Resultaterferskbetong Tabell6.1 Prøveresultaterforferskbetong Serienavn Synkmål Luftinnhold Densitet Støpedato [mm] [%] [kg/ ] NDWref 220 1, LWACWref 160 2, LWACW1,0SF 200 2, LWACW1,5SF 120 1, LWACW1,5BF 130 1, LWACW3,0BF 110 1, Synkmål Synkmål[mm] Synkmål[mm] 0 Figur6.1 Synkmål Påforhåndavdeeksperimentelleforsøkeneerdetønsketåoppnåetsynkmålpåomlag 200mmogsomenserfrafigur6.1erdetstorvariasjonpåsynkmåletpådeforskjellige seriene.fuktinnholdetisandenblirmåltførhverblandingogdetblirgjortforsøkpåå blandesandfraforskjelligenivåerisiloenforåfåriktigresultat.fuktenidetporøse lettilslagetkanogsåhaværeenpåvirkendefaktoriogmedatdettevarlagretuteutenat åværedekkettil.detblirgjortforsøkpååfinnedettepåforhåndavstøpingen,menut iframetodensomblirbruktblirfuktinnholdetideporøselecaporenevanskeligå avgjøre.resultatetblirallikeveltattibetraktningogfuktinnholdetblirhenholdsvissatt 55

56 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 56 tilca.1%forletttilslagetog2w4%forsandenvedproporsjonering,noesomkanha innvirkningpåsynkmåletsamtværemedåpåvirkebetongensv/cwtalldersomdethar værtavvikiforholdtildette.brukavspwstoffblirvariertutifrahvorstøpelig betongblandingenblevurdertundermiksing.detblirhenholdsvisbrukt1%spwstoffpå referanseserieneogprøvenehvordeter1,0%fiber,mensdetblirbrukt2%spwstoffpå serienemed1,5%og3,0%fiber.enserfraresultateneatmed1%spergjennomsnittlig synkmål190mm,mensvedbrukav2%spwstoffergjennomsnittligsynkmålpå120mm. Dettetyderpåathovedårsakentildetvarierendesynkmåletskyldesøkendebrukav fiberarmering.selvomsynkmåletersåpassvarierendeogbrukenavspwstoffblirvariert fordeforskjelligeseriene,oppstoddetingenseperasjonogbetongsammensetningenvar veldigstøpeligoggodåjobbemedunderutstøping Luftinnhold Figur6.2 Luftinnhold Luftinnholdetibetongenersomfigur6.2viservariabeltogdeteretstortspenni mellomdeforskjelligeseriene.deterikkesattnoekravtilluftinnholdpåforhåndavde eksperimentelleforsøkene,menforventningeneeratluftinnholdetskalvære forholdsvisstabilt.deterbruktsammebetongreseptpåallelwacwserieneog fiberarmeringskalnormaltikkehanoeninnvirkningpåluftinnholdet.resultateneviser derimotatluftinnholdeteravtakendemedøktmengdefiber,noesomviserat fiberinnholdetharhatteninnvirkningpåluftenibetongen. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Luftinnhold[%] Luftinnhold[%]

57 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Densitet Densitet[kg/m 3 ] Densitet Figur6.3 Densitet Somnevntikapittel2.3.1erdetvanskeligåfådensitetpåunder2000"/ i lettbetongnårdeterbruktnaturligsandsomidetteprosjektet,sådetvarpåforhånd beregnetatendensitetunderdetteervanskeligåoppnå.densitetentilalle lettbetongserieneerietområdeioverkantav2000"/ hvordetbareskiler134 "/ fradenmedminstdensitettildenmedstørst.detteviseratlettbetongserieneer relativtstabilesegimellomogseespåsompositivt.densitetentildenhøyfaste normalbetongener2456"/,noesomersomantattiogmedatdenneinneholder tilslagmedmyehøyereegenvektennlecaklinkeren.serenpådensitetentillettbetongen iforholdtilluftinnholdetserviatlwacwrefhvordeterhøyestluftinnhold,harogså lavestdensitet.detteerisammenhengettersomjoflereluftporerdeteribetongen,jo mindreplassvildetværetilbetongogdensitetenvilavta.sammenhengenmellomluft ogdensitetfølgespåallelwacwserieneogviseratvedavtakendeluftinnholdvil densitetentildenferskebetongenøke.nårdetkommertildifferanseavdensitetmed tankepåfibertilsettingvildettehaeninnvirkning,menilitengrad.seriendetblebrukt størstmassefibererlwacw1,5sfhvordeterherbrukt117kg/m 3 stålfiber,sevedlegg A.SammenlignervidennemedLWACWrefhvordetikkeerbruktnoefiberskaldeti henholdtilproporsjoneringenværeenøkningpådensitetenmed85kg,mensdeti virkelighetener134kg.tarviiogsådifferansenavluftinnholdetibetraktningvilvise atresultateneavdenferskedensitetenstemmerbraoverens. 57

58 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 6.2 Testresultateravherdetbetong Sylindertrykkfasthet Tabell6.2 Sylinderfasthet7døgn Serienavn Makstrykk sylinder1 [MPa] Makstrykk sylinder2 [MPa] Gjennomsnitt [MPa] Kapasitetift. LWACSref [%] NDWref* 75,5 W 75,5 LWACWref 46 55,5 51 W LWACW1,0SF 41, LWACW1,5SF 55, LWACW1,5BF 60, ,5 121 LWACW3,0BF 57, ,5 112 *BleutstøptterningeriNDWref.Terningsfastheteneromkalkulerttilsylinderfasthet Sylindertrykkfasthet7døgn Sylinder1[MPa] Sylinder2[MPa] Gjennomsnitt[MPa] Figur6.4 Sylinderfasthet7døgn Deterønskeligåoppnåenlettbetongmedsylinderfasthetpåomlag50MPa,ogallerede etter7døgnsherdingerdetteoppnåddpåalleutenomlwacw1,0sf.somforventeter detndwrefsomoppnårhøyesttrykkfasthetetter7døgnmed75,5mpa,mensfor lettbetongeneerdetlwacw1,5bfsomoppnårhøyestfasthetmed61,5mpa.denandre serienmedbasaltfiber,lwacw3,0bf,haren7døgnsfasthetpå56,5mpanoesomer12% bedreennlwacwrefpå51mpa.lettbetongenhvordeterbrukt1,0%stålfiber,lwacw 1,0SF,serviharenlavfasthetiforholdtildeandreserienemedbare44MPa.Sesdette påikombinasjonmedsynkmåletserviatlwacw1,0sferdenlettbetongenmedhøyest slump,ogfuktinnholdetitilslagetertroligmedpååbidratilethøyerev/cwtallog dermedpåvirkefastheten. 58

59 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Serienavn Makstrykk sylinder1 [MPa] Tabell6.3 Sylinderfasthet28døgn Makstrykk sylinder2 [MPa] Makstrykk sylinder3 [MPa] Gjennomsnitt [MPa] Kapasitet ift.lwacs ref.[%] NDWref* W 102,5 LWACWref ,5 71 W LWACW1,0SF , ,7 LWACW1,5SF 57,5 69,5 W 63,5 90 LWACW1,5BF 76, ,5 105,1 LWACW3,0BF , *BleutstøptterningeriNDWref,terningsfastheteneromkalkulerttilsylinderfasthet Sylindertrykkfasthet28døgn Sylinder1[MPa] Sylinder2[MPa] Sylinder3[MPa] Gjennomsnitt[MPa] Figur6.5 Sylindertrykkfasthet28døgn Vedtilsettingavfiberarmeringibetongblandingenskaldetteikkehanoenvidere innvirkningpåtrykkfastheten.forskjellenundertrykkfasthetprøvingvilværeat betongenbarevilsprekkeoppogikkeknusespga.fiberenvilholdebetongensammen. Somviserfraresultateneoppnårsamtligelettbetongserierensylindertrykkfasthet>50 MPa,noesomerdefinisjonenpåhøyfastlettbetongogsomitilleggerinnenforønsket område.lwacw1,5bfoppnårdenhøyeste28døgnstrykkfasthetenpå74,5mpa,detvar ogsådennesomhaddehøyestfasthetetter7døgnsåherdeprosessenharfulgtriktig progresjon.referanseserienforlettebetongnåddeensluttfasthetpå71mpaetter28 døgnnoesomerenøkningpå28%fra7døgnsfastheten.dettevisertilat tommelfingw regelen omatbetongenskalhanåddca.75%av28døgnsfasthetenetter7døgn stemmer.videreserviatdetlwacw1,0sferdenlettbetongenmedlavest28døgns sylindertrykkfasthet,noesomogsåertilfelleetter7døgn.denneserienharogsået forholdsvishøytluftinnholdiforholdtildeandreseriene,ogseesdetteisammenheng medfuktforholditilslageterdettroligdettesomharværtmedpååpåvirkedenlave trykkfasthetenibetongen. 59

60 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Spaltestrekkfasthet Serienavn Makslast sylinder1 [kn] Tabell6.4 Spaltestrekkfasthet Makslast sylinder2 [kn] Gj.snitt bruddlast [kn] Gj.snitt spaltestrekks fasthet[mpa] Kapasitet ift.lwacs ref.[%] NDWref 380,7 459,5 420,1 5, LWACWref 333,0 308,6 320,8 4,54 W LWACW1,0SF 358,5 337,7 348,1 4, LWACW1,5SF 370,0 441,9 405,9 5, LWACW1,5BF 323,5 348,4 335,9 4, LWACW3,0BF 371,4 366,3 368,8 5, Spaltestrekkfasthet[MPa] Spaltestrekkfasthet [MPa] Figur6.6 Spaltestrekkfasthet28døgn Vedbrukavfiberarmeringibetongerdetforventetatspaltestrekkfasthetenskaløke. Samtligeseriersominneholderfiberfårøktspaltestrekkfasthetogfiberendanner fiberbroersomholderbetongensammen,sefigur5.16.forventetresultatav prøvestykkeneeratspaltestrekkfasthetenviløkeettersomdoseringenavfiberøker, noeresultateneviser.frafigur6.6serviatspaltestrekkfasthetentillwacw1,0sføker med0,38mpaiforholdtillwacwrefhvordetikkeerbruktnoefiber,ogvidereøker spaltestrekkfasthetentillwacw1,5sftil5,74mpanårstålfiberdoseringenøkertil1,5%. Basaltfiberen,LWACW1,5BFogLWACW3,0BF,viserogsåvesentligforbedringiforholdtil LWACWref.Ifølgeprodusenteneavbasaltfiberenvilbasaltfiberengimestutnyttelseved stordosering,noelwacw3,0bfvisermedøkningpå10%iforholdtillwacw1,0sfogen spaltestrekkfasthetpå5,22mpa.serienhvordeteroppnåddhøyestspaltestrekkfasthet erndwref,mendetteersomforventetiogmedatdenneharenvesentlighøyere 60

61 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad trykkfasthetennlettbetongen.referanseserienebekrefterogsåatvedndwrefoppstår bruddetisementpastaenogbevegersegrundttilslaget,mensilwacwrefoppstår bruddettversigjennomtilslagetiogmedattilslagetnormaltsettharenlaverefasthet ennsementpastaen ArbeidsdiagramDtrykk Tabell6.5 Resultaterarbeidsdiagramtrykk Serienavn SylinderS trykkfasthet [MPa] Brudd deformasjon [mm] ESmodul [GPa] BruddS tøyning, "# [ ] Herdetid NDWref 100 0,92 32,5 3,08 50døgn LWACWref 76 1,28 17,8 4,28 48døgn LWACW1,0SF 63,6 1,26 15,1 4,21 42døgn LWACW1,5SF 77 1,25 18,5 4,17 43døgn LWACW1,5BF 69,8 1,15 18,2 3,84 29døgn LWACW3,0BF 62,9 1,21 15,6 4,04 28døgn ESmodul[GPa] EWmodul[GPa] Figur6.7 EWmodulfratrykkprøving Vedåpåføresylinderelastetterbruddogfortsettetrykkprøvingennedtilenbestemt deformasjon,erdetønskeligåfåutetarbeidsdiagramfortrykkforløpetogdermedfåen forståelsehvordandenfiberarmertelettbetongenoppførerseg.viserat sylindertrykkfasthetverdienefratabell6.5skillersegutfraresultateneitabell6.3,noe somskyldesatdissesylinderprøveneblirutsattfortrykkprøvingetterenannerledes prosedyre.ettersomstrekklappeneikkemålerdataettersylinderennårmaksbruddlast måarbeidsdiagrammenefratrykkprøvingsmaskinenbenyttes,mensdeformasjoneni betongenblirregistrertfrastrekklappen.deterforventetatsamtligeserierskaloppnå 61

62 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad jevnewmodul,ogatdenvariableherdetidenikkeskalhanoenvesentliginnvirkningpå resultatet.basertpåerfaringfralitteraturerdetforventetatfiberarmertlettbetongskal haenewmodulenmellom18w25gpa,ogfraresultateneitabell6.5serviatdeternoe avvikfradette.lwacw1,0sfoglwacw3,0bfoppnårforholdsvislaveresultater,mensde andreserieneoppnårakseptableverdierogviseringeneffektavfiber. Bruddeformasjonenilettbetongenvisersværtjevneverdierhvorsamtligeserierergått tilbruddvedendeformasjonpå1,15w1,28mmogviserliteneffektavfiberarmeringen. Tabell6.6 Måltogberegnettøyningsverdier NDWref LWACW LWACW LWACW LWACW LWACW ref 1,0SF 1,5SF 1,5BF 3,0BF Måltbruddtøyning, 3,08 4,28 4,21 4,17 3,84 4,04 "# [ ] BeregnetspenningsW 2,67 2,32 2,06 2,25 2,36 2,30 tøyning, "# [ ] BeregnetbruddW 2,60 2,53 3,12 2,65 2,51 2,57 tøyning, "#$ [ ] Vedåtaforsegkapittel3.1.4ogberegningavspenningsWogbruddtøyningen,servi resultatenefordeberegnedeverdieneernoelavereenndemålteverdienefra trykkprøvingen.deterviktigåpresisereatdetteerengrovtilnærmingforåsepåec2 sinetabellverdierisammenligningmedmålteverdier.lettbetongsylindernesomblir testetharenegenvektpåioverkantav11,1kg(ikkeovnstørr),noesomtilsieren tørrdensitetpåomlag2090kg/m 3 ogdensitetsklasse2iht.tabell11.1iec2. Prøveresultatenefratabell6.6vilvedtilnærmingensomerbruktblisettpåsom akseptableresultater,hvorforskjellenframåltwogberegnetverdikantrekkesi sammenhengmedsikkerhetsfaktorer.viseratlwacwserieneharenhøyere bruddtøyningennndwref,noesomkanskyldesatlettbetongenharvesentliglavereew modulogdermedtålermertøyningførbrudd. 62

63 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur6.8 Arbeidsdiagramtrykk Servipåfigur6.8serviarbeidsdiagrammetfortrykkprøvingsombleregistrertfra trykkpresse.iogmedatbetongenersåpasssprønårdengårtilbrudd,eravlesningene noeuklarerettetterbrudd.dettekanhaskjeddpga.maskinenogprøvingsprogrammet ikkegreieråregistrerederasketrykkendringene,menresultatetgirossfortsatten forståelsepålettbetongensoppførseletterbruddmedogutenfiber.frafigur6.8servi klarforskjellpåserienesominneholderfiberogreferanseserienhvorsylinderengikk direktetilbrudd.forlwacw1,0sfoglwac1,5sf(blanding2og3)serviatkurven synkerrasktetterbrudd,menjevnersegutettersomdataprogrammetgreierå registreremålingene.etterdetteholderkurventillwacw1,0sfsegrelativthorisontal, menslwacw1,5sfharetnoehøyerelastforholdogenslaknedgang.sammenlignervi dissekurvenemedlwacw1,5bfoglwacw3,0bf(blanding4og5),serviat basaltserieneoppførtesegnoeseigereogkurvenehaddeenmerslaknedgangetter brudd. 63

64 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 6.3 Bøyestrekkfasthet NDDreferanse Tabell6.7 BøyestrekkresultatNDWref Prøvestykke 1 Prøvestykke 2 Gjennomsnitt [mm] h " [mm] [mm] [kn] 26,5 W* 26,5 ", [/ ] 9,33 W* 9,33, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W Blanding Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 CMOD mm Figur6.9 CMODWdiagramNDWref SomantatterdenhøyfastebetongeniNDWrefsværtsprøutenbrukavfiberarmering,og gårdermedrettibrudd.grunnetdårligdatamålingerdetvanskeligåregistreresmå risstørrelser,mensomvikansåvidtkansefrafigurendannesdetenlitenåpningi prøvebjelkenpåomlag0,005mmførdengåribrudd.denkarakteristiske bøyestrekkfasthetener9,33n/mm 2 noesomeretgodtresultatutenbrukavfiber. 64

65 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad LWACDreferanse Tabell6.8 BøyestrekkresultatLWACWref Prøvestykke Prøvestykke Gjennomsnitt 1 2 [mm] h " [mm] [mm] [kn] 15,8 W* 15,8 ", [/ ] 5,56 W* 5,56, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W, [/ ] W W* W *Prøveresultatetbleslettetfraprogram 16 Blanding Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 CMOD mm Figur6.10 CMODWdiagramLWACWref Fraprøvingavbla.trykkfasthetvistedetsegatsylinderprøveneforLWACWreffikket eksplosjonsartetbruddundertesting,ogdeterpåforhåndkjentatlettbetongener sværtsprø.referanseserienforlettbetongoppførersegdermedsomforventetnårdet kommertilbøyestrekkfasthetprøving,oggårdirekteibruddutenatbetongen oppholdernoenavkreftene.somviserfrafigur6.10visergrafenatbjelkengårtilbrudd medenbruddlastpå15,8kn,ogderetteravtarlastenlineærtmensdeterregistrerten økningicmod.detteavvikerfraobservasjonerfraforsøkethvorbjelkensomnevntgikk direkteibrudd,såregistrertdatafracmodwdiagrammetetterbrudderikkegjeldende. 65

66 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad LWACD1,0%stålfiber Tabell6.9 BøyestrekkresultatLWACW1,0SF Prøvestykke Prøvestykke Gjennomsnitt 1 2 [mm] h " [mm] [mm] "# [kn] 19,5 19,2 19,4 [kn] 14,5 17,3 15,9 ", [/ ] 5,1 6,1 5,6, [/ ] 4,68 5,91 5,30, [/ ] 2,82* 4,12 3,47, [/ ] 1,97* 3,10 2,54, [/ ] 1,30* 2,39 1,85 *ResultateneernoeusikreettersomclipWgaugeløsnetogkurvenbleufullstendig,se vedleggd 20 Blanding Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 CMOD mm Figur6.11 CMODWdiagramforprøvestykke2LWACW1,0SF ServipåresultateneforLWACW1,0SFserviatdenneoppnårennoehøyerelastenn LWACWrefførdengårtilbrudd,samtoppnårenhøyerekarakteristiskbøyestrekkfasthet på5,6n/mm 2.Kurvenviserenheltannenoppførselennreferansebjelkenehvorviser atdeterenmyeslakeredroppførlastengradvissynkernedoverettersomcmodøker, ogfibervisersegåforbedreduktilitetenvesentlig.verdienepårestbøyestrekkfastheten varierernoesomvistitabell6.9,noesomkanskyldesatclipwgaugenløsnetunder testforløpet(se*)ogresultateneblevanskeligeåkorrigeretileksakteverdier. 66

67 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad LWACD1,5%stålfiber Tabell6.10 BøyestrekkresultaterLWACW1,5SF Prøvestykke Prøvestykke Gjennomsnitt 1 2 [mm] h " [mm] [mm] "# [kn] 31 32,8 31,9 [kn] ", [/ ] 10,2 9,5 9,85, [/ ] 9,08 10,24 9,66, [/ ] 5,53 6,62 6,08, [/ ] 3,59 4,19 3,89, [/ ] 2,43 2,85 2,64 Blanding Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 CMOD mm Figur6.12 CMODWdiagramprøvestykke2LWACW1,5SF FraresultatenetilLWACW1,5SFserviatbjelkeprøvenemed1,5%stålfiberoppnåren vesentlighøyerebruddlastennreferansebjelkene,samtatlasteneopprettholdesbedre selvmedbetydeligdeformasjonsomvistifigur6.12.etteropprissingerbegynt registreresdetatfiberenopptarkreftenefremtilcmod=0,11mmførlastpåføringen begynneråavta,ogserienharengjennomsnittligkarakteristiskbøyestrekkfasthetpå 9,85N/mm 2 vedproporsjonalitetsgrensen.etterfmaxeroppnåddsynkerbelastningen påbjelkenegradvisnedovermotcmod=4,5mmogvisergodforbedringiduktiliteten.vi 67

68 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad seratiforholdtillwacw1,0sferrestbøyestrekkfasthetenoglastforholdetforbedretpå samtligeverdierfracmod1tilcmod LWACD1,5%basaltfiber Tabell6.11 BøyestrekkresultaterLWACW1,5BF Prøvestykke Prøvestykke Gjennomsnitt 1 2 [mm] h " [mm] [mm] "# [kn] 29,5 22,2 25,8 [kn] 27,7 18,8 23,25 ", [/ ] 9,75 6,62 8,20 30, [/ ] 7,67 5,14 6,40, [/ ] 2,11 1,76 1,94, [/ ] 0,98 0,79 0,89, [/ ] 0,60 0,39 0,50 Blanding Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 CMOD mm Figur6.13 CMODWdiagramprøvestykke1LWACW1,5BF Bøyestrekkprøveneforbjelkeprøvenesominneholder1,5%basaltfiberoppnårnoe varierenderesultater.deneneviservesentlighøyeremakslastverdi,menresultatene jevnersegutettersombelastningenblirredusert.somviserfraprøveresultatethar LWACW1,5BFenraskerenedgangibelastningiforholdtilstålfiberprøvene.Dette skyldestroligavatbasaltfiberenrykerogikkeblirdrattutsomforstålfiberen.viser ogsåfrafigur6.13atlettbetongenermerduktilfremmotfmax.fiberenopptarkreftene 68

69 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad lengeretterproporsjonalitetsgrensen(tilca.cmod=0,25mm)ennforegåendeprøver, noesomkanskyldesatbasaltfiberenermerelastiskogabsorbererspenningenemed engangsomnevntiteorienikapittel LWACD3,0%basaltfiber Tabell6.12 BøyestrekkresultaterLWACW3,0BF Prøvestykke Prøvestykke Gjennomsnitt 1 2 [mm] h " [mm] [mm] "# [kn] 28,8 24,3 26,5 [kn] 25 23,7 24,4 ", [/ ] 8,8 8,34 8,57 25, [/ ] 5,45 5,17 5,31, [/ ] 1,23 1,94 1,59, [/ ] 0,35 0,77 0,56, [/ ] 0,18 0,35 0,27 Blanding 5 20 Lastcelle [kn] ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 CMOD mm Figur6.14 CMODWdiagramprøvestykke2LWACW3,0BF BøyestrekkfasthetsprøveneforLWACW3,0BFharveldiglikoppførselsomLWACW1,0BF medrasknedgangavlastpåføringoglaveverdierpåcmod2wcmod4.somviserfrafigur 69

70 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 6.14opptarbasaltfiberenogsåherkreftenenoebedreetterproporsjonalitetsgrensen ennvedstålfiberwogreferanseseriene,noesomviseratbasaltfiberengjørlettbetongen merseigfraoppsprekkingogfremtilfmax.sammenlignetmedresultatenefralwacw 1,5BFharLWACW3,0BFnoelaveregjennomsnittligerestbøyestrekkfasthetverdier,men enserogsåfrakapittel6.2.1atlwacw3.0bfharennoelaveretrykkfasthetved28døgn. Dettekanværemedpååpåvirkeheftenmellombasaltenogsementpastaenogat dermedfiberengirfortereetter.viderekandetogsåskyldesdårligfiberorienteringnoe somharsværtstorinnvirkningpåbetongensoppførsel. 6.4 ArbeidsdiagramDstrekk Tabell6.13 Gjennomsnittligestrekkprøvingsresultater forde2prøvebjelkene NDS ref LWACS ref LWACS 1,0SF* LWACS 1,5SF LWACS 1,5BF LWACS 3,0BF Tverrsnitt 93x96 97x95 95x95 95x97 97x95 94x97 [mm] Bruddtøyning 1,24 0,65 1,44 1,21 0,91 1,08 [mm] Bruddlast 30,1 20,6 29,9 29,4 20,7 27,1 [kn] Strekkfasthet 3,36 2,24 3,31 3,21 2,28 2,97 [/ ] Restlastved3mm W W 20,5 18 2,25 2,75 forlengelse[kn] Reststrekkfasthet ved3mm forlengelse [/ ] W W 2,27 1,96 0,26 0,32 *ForLWACW1,0SFbledetbareregistrertmålingerforetprøvestykkeettersomdetene prøvestykkeblebruktiforsøkutenåregistreremålinger. 70

71 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Strekkfasthet[MPa] 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Strekkfasthet Reststrekkfasthet Figur6.15 Strekkfasthetogreststrekkfasthet Pågrunnavmanglendeerfaringsåerdetusikkerthvordanlettbetongserienevil reagerenårdebleutsattforstrekkprøving.deterkjentatbetongisegselvharlav strekkfasthet,menhvordandenfiberarmertelettbetongenvilopptastrekkrefteneer usikkert.fraspaltestrekkresultatenevardetgittetinntrykkavhvastrekkfastheten skullebliiogmedallteoritilsierathenholdsvisstrekkfasthetenog spaltestrekkfasthetenskalbliforholdsvislike. Figur6.16 Arbeidsdiagramstrekk,NDWreftilvenstre oglwacwreftilhøyre Underprøvingavreferanseserieneutenfiberoppførerdissesegliktsomved bøyestrekkfasthetprøvene,ogbjelkenegårdirekteibruddutenatbetongenopptar strekkreftene,sefigur6.16.lettbetongentålerentøyningpå0,65mmførdengårtil brudd,mensdenhøyfastereferansebetongenoppnårhøyerebruddtøyningenn samtligefiberblandingermed1,24mmbruddtøyning. 71

72 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur6.17 Arbeidsdiagramstrekk,LWACW1,0SFtilvenstre oglwacw1,5sftilhøyre Fraresultateneitabell6.13serviatbruddtøyningenøkervedbrukavfiberarmeringog kurvenfårenslakereavtakingetterbrudd.servipåresultatenetillwacw1,0sfoppnår denneenbruddlastpå29,9knnoesomertilnærmetdetsammesomforndwref. Bruddtøyningenøkervesentligogisammenhengmeddennestigerstrekkfasthetentil 3,31MPa.Utfrafigur6.17serviatkurvenharnoenhakkettersomlastenavtarog forklaresmedatstålfiberengiretterogblirdrattutavbetongtverrsnittet,ogersvært tydeligpåkurventillwacw1,5sf.denneprøvenoppnårtilnærmetlikbruddlastsom LWACW1,0SF,mennoelaverebruddtøyningogstrekkfasthet.Ettersomdeformasjonen økerholderlastensegforholdsvisjevntmedlettbetongserienhvordetinneholdt1% stålfiber.beggeserieneoppnårdermedhøyereststrekkfasthetverdierheltfremtil prøvingsforløpetbliravsluttetetterentøyningpå7mm. Figur6.18 Arbeidsdiagramstrekk,LWACW1,5BFtilvenstre, oglwacw3,0bftilhøyre Underspaltestrekkforsøketoppnåddeserienemedbasaltfiberenspaltestrekkfasthetpå henholdsvis4,75mpaforlwacw1,5bfog5,22mpaforlwacw3,0bf,mens strekkfasthetenfrabjelkeprøveneenderpå2,28mpaog2,97mpanoesomerca.en halvering.videreservipåkurveneifigur6.18atbasaltprøvenereduserer strekkfasthetenvesentligfortereennstålfiberserieneetterbruddlast.forlwacw1,5bf fårkurvenenrasknedgangogviseratkurvenharflereknekkettersombasaltfiberen rykerunderveisilastpåføringen.sidenkurveneavtarsårasktforlwacw1,5bferdetlav 72

73 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad strekkfasthetheltfra1mmtøyningogreststrekkfasthetenved3mmervesentliglavere ennforstålfiberseriene.dettegjelderogsåforlwacw3,0bf,mensomnevnti6.2.2vil basaltenopptakreftenebedrevedhøyerevolum%,ogviseratlastforhold,restwog strekkfasthetøkeriforholdtilvedbrukenav1,5%basaltfiberogreferanseserien. Servipåalleserieneisammenhengvisersamtligeresultateratbådebasaltfiberog stålfiberharstoreffektpådeformasjonsforløpetvedstrekkprøving.viserogsåat strekktøyningenogreststrekktøyningenforbedresvesentligvedfibertilsetting,menat 1,0%og1,5%stålfibererbetydeligbedreennbasaltfiberen. 6.5 Bruddseighet Ihenholdtilkapittel3.1.2og3.1.3erdetberegnetkarakteristisklengdeogbrittleness numberforprøveelementeneforåseomfiberarmeringenforbedrersprøheteni betongen.foråregneutbruddenergienerdetihenholdtilformel3.4nødvendigåfinne arealetundergraf,w0.detteblirforetattvedenforenklingvedåomtrentligregneut arealetundercmodwdiagrammet. Tabell6.14 Gjennomsnittligeresultaterbruddseighet NDSref LWACS ref LWACS 1,0SF LWACS 1,5SF LWACS 1,5BF LWACS 3,0BF EWmodul,Ech 32,5 17,8 15,1 18,5 18,2 15,6 [GPa] Bruddenergi, * Gf"[Nm/mm 2 ] Spaltestrekkfasthet" 5,94 4,54 4,92 5,74 4,75 5,22 [N/mm 2 ] Karakteristisk * lengde,"lch"[mm] Brittleness number,[n/mm 2 ] 4,0 4,90* 0,51 0,31 0,48 0,73 *ingenverdierpga.blefeiliavlesningunderprøveforløp,se6.3.2.antarderfornoe mindreennndwrefsidenlettbetongermersprø 73

74 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Karakteristisklengde Karakteristisklengde Figur1LOL Figur6.19 Resultaterkarakteristisklengde Fraformel3.3blirdetforetattberegningerforåsehvordandenkarakteristiskelengden endrersegvedulikbrukavfiberarmering.denkarakteristiskelengdenavhengerav strekkfasthetensådeteridisseutregningenevalgtåbenyttespaltestrekkfasthetenfra kapittel6.2.2.somnevntikapittel3.1.2erdenkarakteristiskelengdenenindikasjonpå sprøhetenimaterialet,ogvedlaveverdiererbetongenmersprøennvedhøyeverdier. ViserfraresultateneatdenseriensomhaddehøyestkarakteristisklengdeerLWACW 1,5SFogdennekandermeddefineressomdenmestduktilebetongen.VisåfraCMODW kurvenfrabøyestrekkfasthetprøvingenikapittel6.3atdettevardenserienmedmest arealundergrafenogvifårdermedenhøybruddenergisomermedåpåvirkeden karakteristiskelengden.frabøyestrekkfasthetprøvingenikapittel6.3såviatfor basaltprøveneavtokcmodwkurvenraskereennforstålfiberprøvene,noesommedfører laverebruddenergi.lavbruddenergiikombinasjonmedhøyeverdierfor spaltestrekkfasthetmedførerdermedenlaverekarakteristisklengde. 74

75 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Brittlenessnumber Brittlenessnumber Figur6.20 Brittlenessnumber Fraformel3.5ikapittel3.1.3blirsprøhetstalletregnetutvedåbenyttedesamme verdienesomforkarakteristisklengde.somnevnti3.1.3ønskesdetåhalavestmulig verdiforbrittlenessnumberforåhaenminstmuligsprøbetong.servipåverdienefor brittlenessnumberikombinasjonmedkarakteristisklengdeserviatlwacw1,5sfer somforventetdenmestduktilelettbetongen,mensreferanseserieneermestsprøog liteduktile. 6.6 Risslastogrissutvikling Tabell6.15 Resultaterstorbjelke Reseptnavn Risslast[kN] Bruddlast[kN] Herdetid NDWref ,6 30døgn LWACWref ,3 28døgn LWACW1,0SF ,4 35døgn LWACW1,5SF ,9 34døgn LWACW1,5BF ,1 26døgn LWACW3,0BF ,5 26døgn Servipåresultateneitabell6.15ikombinasjonmedberegnedeverdierfrakapittel5.8.2 serviatberegnetrisslaster52,9knforlettbetongogantardermedtilnærmetlikfor normalbetong.fraregistrerteverdierserviatforndwreferrisslastenvesentlighøyere enniht.ec2,mensresultateneernoevariableforlettbetongblandingene.spesieltfor LWACW1,5SFvisermåltrisslastvesentligforbedringerogoppnårbare10kNlaverelast endenhøyfastenormalbetongen.nårdetkommertilberegnetbruddlastoppnår samtligebjelkerenhøyerelastennberegningeneiht.ec2fra5.9.2,hvordeterforventet bruddved156kn.beggestålfiberserieneoglwacw3,0bfoppnårhøyerebruddlastenn NDWrefogserieneviserøktkapasitetvedbrukavfiber. 75

76 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Bruddlast[kN] Risslast 0 Figur6.21 BruddWogrisslast Foråfåenforståelsepåhvordanrissutviklingenvariereriforholdtilfibertilsetninger destoreutstøptebjelkenetestettilbruddmensrissutviklingenerdokumentert underveis.sidenbjelkeneersymmetriskbelastet800mmfraopplagerog rissutviklingendermedogsåertilnærmetsymmetrisk,blirbareresultatenefrahalve bjelkenpresentert. Figur6.22 NDWref ServipårissutviklingenforNDWrefserviatrisseneerkonsentrertmotsenteravbjelken ogatsamtligeliggeristrekksonen.førsterisserregistrertved90knogbevegerseg etterhvertsomlastenøkeroppmotbjelkenstrykkrand.nårbjelkenpåføresøktlast oppstårdetrissnærmereopplagerogbevegersegskråttoppmotlastpunktetfremmot fullstendigbruddibjelken. 76

77 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur6.23WLWACWref Forlettbetongreferanseserienservifrafigur6.23atdetoppstårmyerissunder testforløpet.etterførsterissblirdokumentertved60knistrekksonen,begynner risseneogbevegesegtilnærmetvertikaltoppovermottrykkrand.viserfrafigurenat ettersomrisseneførstoppstårvokserdejevnligiforholdtillastøkningen,ogfra120kn ogoppoverbevegerrisseneseglengerutmotopplagerne. Figur6.24WLWACW1,0SF ForLWACW1,0SFbjelkenblirførsterissoppdagetved50kN,noesomernoelavereenn forventetrisslastfra5.9.2.deterviktigåpresisereatoppdagelsenavførsterisskan værevanskeliggrunnetdetikkeerbruktrisslupe,sånøyaktighetenpåobservasjonkan værenoevariabel.selvomlwacw1,0sfharenlaveredokumentertrisslast,serviat rissutviklingenervesentligendret.risseneoppståristrekksonenogvokservertikalti taktmedlastpåføringenfremtilbjelkengåribruddved239kn. 77

78 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur6.25WLWACW1,5SF FratidligereresultaterhardetværtLWACW1,5SFsomhargittstørstforbedringmed tankepåstrekkfasthetogbøyestrekkfasthet,sådeterforventetatogsådetteskalvære tilfelleforrissutvikling.fradeoppmerkederissenefrafigur6.25serviatbjelkenmed 1,5volum%stålfiberoppnårenrissalastpå80kN,ogatdetoppstårfærrerissennved tidligereprøver.fraførsterissoppståristrekksonenved80knopptarstålfiberenher kreftenebedre,ogviseratdetmåstørrelasttilførrissenevokser.detteservispesielt fra110w130knhvordeterbehovfor20w30knmerlastførrissenevokservidere. Figur6.26WLWACW1,5BF Vedbasaltserienmed1,5%registreresførsterissvedliklastsomLWACW1,0SFpå50kN ogoppførersegvidereforholdsvisliktsomdenne,menmednoetettererissavstand.vi serfrafigur6.26atrisseneoppstårmedenforholdsvislikavstand,medstartmidti strekksonenogbevegersegutovermotopplagerneetterhvertsomlastenøker.servipå avstandenmellomrissenekandettetrekkesikombinasjonmedbøyelavstandensomer c130mm,noesomertilfelleforforegåendebjelkerogså.risseneoppstårnormaltpå hovedspennretningenogbevegersegvertikaltmottrykkrandavbjelken. 78

79 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur6.27WLWACW3,0BF ForLWACW3,0BFservientilnærmetlikrissutviklingsomforLWACW1,5BF,menen høyerebruddlast.førsterissblirregistrertved50knogvidereopprørerrisseneseglikt somtidligereprøver.samtligerissbevegersegvertikaltmedenavstandtilnærmetlik bøyleavstandenogvikanseenlitenforbedringirissutviklingvedbrukav3,0%basalti forholdtilreferansebjelkene. Resultatenefrabjelkeprøveneviseratfiberarmeringgirenvesentligeffektnårdet kommertilrissutviklingilettbetong.sammenlignerviresultatenefrareferansebjelkene motbjelkenemedfiberserviengodreduseringiantallriss.basaltblandingeneviseren svakforbedring,menviseratlwacw1,5sfogsåhergirbesteffektbådemedvesentlig lavererissutviklingsamtenøktkapasitet. 79

80 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 6.7 Feilkilder W Undermålingavluftinnholdhendtedetatluftmålerenikkevarhelttett.Detkan derforværenoeavvikiresultatene. W Fuktinnholdetitilslagetunderstøpingvarvariabeltogvanskeligåmålebla. grunnetvariabeltklima.detblesomnevntikapittel6.1.1gjortforsøkpååta tilslaginnovernattenforåfåriktigfuktinnhold.grunnettilslagetsmulighettilå absorberemyevannvardetutifraprøveprosedyrensombleutførtvanskeligå oppnånøyaktigresultat. W Vedregistreringavdataunderbøyestrekkfasthetvardetpåforhåndlite kunnskapiprogrammetsomblebenyttet,ogdetblederforvanskeligåfåmest mulignødvendiginformasjonutavdataenesamtendreakserogverdierpå diagrammene. W Veddokumentasjonavrissutviklingbledetsomnevntikkebruktrisslupeogdet erdermedmulighetforatrissoppstoførdebleoppdagetmeddetblotteøyet. W Deinnstøpteankrenevedprøvingavbjelkeneforstrekkvarikkeheltnormaltpå bjelken.dettekanhaførttilennoeskjevlastfordelingognoeusikreresultater. 80

81 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Konklusjon Foråvisetilfiberensoppførselilettbetongbledetgjortflereresultaterpåhvordande forskjelligefiberdoseringeneendretduktilitetenogdemekaniskeegenskapenei betongen.fraprøvingsomerforetattavlettbetongenifersktilstandviserresultateneat fibertilsetningenhareninnvirkningpåbetongenssynkmål.resultatetviseratvedbruk 1,5%og3,0%fiberilettbetongenblirsynkmåletredusert.Luftinnholdetidenferske betongenviseråhaeninnvirkningvedbrukavfiberogdensitetenidenferskebetongen viløkenoevedøktvolum%stålfiber. Resultateneviseratfiberharingeneffektpåsylinderfasthetenilettbetongen.Samtlige fiberserierviseratfiberenmedføreratbetongenblirseigogsprekkeruten eksplosjonsartedebruddsomforreferanseseriene. Spaltestrekkfasthetenblirøktvedsamtligelettbetongseriersominneholderfiber. Resultateterfortsattnoelavereenndenhøyfastereferansebetongen,menviserat spaltestrekkfasthetenblirforbedretspesieltvedstørredoseringerfibersomvedlwacw 1,5SFogLWACW3,0BF. Arbeidsdiagrammetfortrykkviseratbruddtøyningenforsylinderneikkeblirnoe forbedretvedbrukavfiber,menfibertilsettinggirenhøyereverdipåbruddeformasjon førfullstendigkollaps. Resultatetfrabøyestrekkfasthetprøvingenviserøktstrekkfasthetisamtligeprøvermed fiber.basaltprøveneblirdeminstduktile,menlwacw1,5bfoglwacw3,0bfviser vesentligforbedringiduktilitetforholdtilreferansebjelkene.stålfiberserieneoglwacw 1,0SFogLWACW1,5SFoppnårbestresultatermedtankepåforbedringavdeduktile egenskapene. Resultateneviseratstrekkfasthetenogbruddtøyningenerforbedretvedøkendebruk avfiber.stålfiberserieneoppnåddedenbesteeffekteniarbeidsdiagrammeneogkan seespåsomdemestduktile,menbasaltfiberenviserogsåherøkteffektilettbetongen. Vedåstuderefullskalabjelkermotrissservifraresultateneatfiberenviserliten innvirkningpårisslastenforbasaltserieneog1,0%stålfiber,mengodforbedringved LWACW1,5SF.Resultateneforrissutviklingvisereffektavsamtligefiberdoseringer sammenlignetmedreferansebjelkene,menlwacw1,5sferdenseriensomreduserer rissutviklingenmest.verdieneforbruddlastviseratfiberarmeringenøkerkapasiteteni bjelkeneogbruddlastenblirforbedretforlwacw1,0sf,lwacw1,5sfoglwacw3,0bf. Ettersamtligeprøverergjennomførtviserresultateneatlettbetongensduktilitetblir vesentligforbedretvedbrukavfiberarmering.fraresultateneserviatforsamtlige prøvingsforløpsomerutførtharresultateneoppnåddenøkteffektvedbrukavbåde basaltwogstålfiber,menisinhelhetharlwacw1,5sfviststørsteffektmotytre belastninger.

82 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 8.0 Figurliste Figur2.1 Formpåønsketsiktesats[1] s.9 Figur2.2WOversiktoverflislighet[4] s.10 Figur2.3 Naturligsandogtofraksjonerletttilslag s.11 Figur2.4 Oversiktoverproduksjonsprosessforsement[4] s.12 Figur2.5 BetongmedogutenSPWstoff[4] s.14 Figur2.6 Typiskfasthetsbruddvedterningogsylinder[1] s.16 Figur2.7 FasthetsklasserfornormalWoglettbetong[12] s.16 Figur2.8 Oversiktoverfiberformer[5] s.18 Figur3.1 ForskjellmellomlineærelastiskWogelastiskWplastiskmateriale[11] s.19 Figur3.2 LastforholdforduktiltW(a)ogsprøttmateriale(b)[6] s.20 Figur3.3 PrøvingsprosedyreforCMODisamsvarmedNSWEN14651[14] s.21 Figur3.4 LastWCMODdiagram[14] s.22 Figur3.5 SpenningsWdeformasjonfordelingforbetongundertrykk[12] s.24 Figur4.1 SpenningsWogtøyningsfordelingforrektangulært fiberarmerttverrsnittutsattforrenbøyning[5] s.26 Figur4.2 Beregningsmodellformomentkapasitet[9] s.27 Figur4.3 VerdiforKvednormalarmertB20WB95[9] s.28 Figur4.4 Bøyningiuopprissettverrsnitt[9] s.31 Figur5.1 Leca4W8mmtilvenstreog3W6mmtilhøyre s.37 Figur5.2 Forsand0W8mm s.37 Figur5.3 Stålfibertilvenstre,basaltfibertilhøyre s.38 Figur5.4 Tvangsblandersomblebruktunderprosjektet s.39 Figur5.5 SantWogskjærdeformertsynkmål[15] s.40 Figur5.6 Avlesningsmetodeforsynkmål[15] s.40 Figur5.7 LuftinnholdmålervedbrukavtrykkWgaugemetoden[17] s.41 Figur5.8 Nominellstørrelsepåsylinder[18]ogsylindereivannbad s.42 Figur5.9 Støpeprosedyreforbjelker[14] s.42 Figur5.10 Nominellstørrelsefortestbjelker[18]ogbjelkeform s.43 Figur5.11 Armertbjelketverrsnitt s.43 Figur5.12 Bjelkeformmedarmeringogferdigutstøpttilhøyre s.44 Figur5.13 BruddformforLWACWrefettertrykkfasthetprøving s.45 Figur5.14 Oversiktovertilfredsstillendebruddformvedsylinder[20] s.45 Figur5.15 Jiggforinnfestningavsylinder[21] s.46 Figur5.16 SpaltestrekkforsøkavLWACutenfibertilvenstreogmed stålfibertilhøyre s.46 Figur5.17 Sylindermedstrekklappetterendtprøving s.47 Figur5.18 Festeinnretningclipgauget.v.oginnfestetclipgaugepåbjelket.h. s.49 Figur5.19 Opplagerforbjelketilvenstreoglastcelleunderopplagertilhøyre s.49 Figur5.20 Innfestetbjelkeistrekkmaskinen s.50 82

83 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Figur5.21 Opplagtbjelkemedmål s.51 Figur5.22 Testjiggmedplassertbjelke s.52 Figur6.1 Synkmål s.55 Figur6.2 Luftinnhold s.56 Figur6.3 Densitet s.57 Figur6.4 Sylinderfasthet7døgn s.58 Figur6.5 Sylindertrykkfasthet28døgn s.59 Figur6.6 Spaltestrekkfasthet28døgn s.60 Figur6.7 EWmodulfratrykkprøving s.61 Figur6.8 Arbeidsdiagramtrykk s.63 Figur6.9 CMODWdiagramNDWref s.64 Figur6.10 CMODWdiagramLWACWref s.65 Figur6.11 CMODWdiagramforprøvestykke2LWACW1,0SF s.66 Figur6.12 CMODWdiagramprøvestykke2LWACW1,5SF s.67 Figur6.13 CMODWdiagramprøvestykke1LWACW1,5BF s.68 Figur6.14 CMODWdiagramprøvestykke2LWACW3,0BF s.69 Figur6.15 Strekkfasthetogreststrekkfasthet s.71 Figur6.16 Arbeidsdiagramstrekk,NDWreftilvenstreogLWACWreftilhøyre s.71 Figur6.17 Arbeidsdiagramstrekk,LWACW1,0SFtilvenstreog LWACW1,5SFtilhøyre s.72 Figur6.18 Arbeidsdiagramstrekk,LWACW1,5BFtilvenstre,og LWACW3,0BFtilhøyre s.72 Figur6.19 Resultaterkarakteristisklengde s.74 Figur6.20 Brittlenessnumber s.75 Figur6.21 BruddWogrisslast s.76 Figur6.22 NDWref s.76 Figur6.23WLWACWref s.77 Figur6.24WLWACW1,0SF s.77 Figur6.25WLWACW1,5SF s.78 Figur6.26WLWACW1,5BF s.78 Figur6.27WLWACW3,0BF s.79 83

84 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 9.0 Tabellliste Tabell2.1 Defirehovedmineralene s.13 Tabell2.2 SPWstoff s.14 Tabell5.1 Forsøksoversikt s.36 Tabell5.2 Blandingsforhold s.36 Tabell5.3 ForholdCMODog[ns.Wen14651] s.47 Tabell6.1 Prøveresultaterforferskbetong s.55 Tabell6.2 Sylinderfasthet7døgn s.58 Tabell6.3 Sylinderfasthet28døgn s.59 Tabell6.4 Spaltestrekkfasthet s.60 Tabell6.5 Resultaterarbeidsdiagramtrykk s.61 Tabell6.6 Måltogberegnettøyningsverdier s.62 Tabell6.7 BøyestrekkresultatNDWref s.64 Tabell6.8 BøyestrekkresultatLWACWref s.65 Tabell6.9 BøyestrekkresultatLWACW1,0SF s.66 Tabell6.10 BøyestrekkresultaterLWACW1,5SF s.67 Tabell6.11 BøyestrekkresultaterLWACW1,5BF s.68 Tabell6.12 BøyestrekkresultaterLWACW3,0BF s.69 Tabell6.13 Gjennomsnittligestrekkprøvingsresultaterforde2prøvebjelkene s.70 Tabell6.14 Gjennomsnittligeresultaterbruddseighet s.73 Tabell6.15 Resultaterstorbjelke s.75 84

85 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 10 Referanser [1] JacobsenS.ConcreteTechnology1:NorwegianUniversityofScienceand Technology,Trondheim,2012 [2] JahrenP.Betong:HistorieogHistorier,Trondheim,Tapirakademiskforlag2011 [3] SøplerB.Betongboka,Oslo,Norcem:GyldendalUndervisning,2004 [4] GjerpP,OpsahlM,SmeplassS,GrunnleggendeBetongteknologi,Lillestrøm, Byggenæringensforlag,2004 [5] KanstadT.Forslagtilretningslinjerfordimensjonering,utførelseogkontrollav fiberarmertebetongkonstruksjoner:coinprojectreport29,2011 [6] NawyE.FundamentalsofHighperformanceconcrete,NewYork,JohnWiley& sons,2001 [7] AitcinPWC.HighPerformanceConcrete,London/NewYork,E&FNSpon,1998 [8] SNLeksikon,Bruddmekanikk [9] SørensenS.I.Betongkonstruksjoner BeregningogdimensjoneringetterEC2, Trondheim,Tapirakademiskforlag,2010 [10] Ulfkjær,Henriksen,Aarup.Fracturebehaviourofreinforcedultrahighstrength concretebeamswithstirrups,ålborg,1995 [11] BratfosHA.Kapittel2:LineærWelastiskbruddmekanikk,Forelesningsnotateri MEK4520Brudmekanikk,Oslo [12] StandardN.NSWEN1992W1W1:2004+NA:2008,Del1W1:Allmennereglerogregler forbygninger,2004 [13] StandardN.NSWEN206W1:2000+NA:2007:Betong.Del1:Spesifikasjon, egenskaper,fremstillingogansvar,2000 [14] StandardN.NSWEN14651:2005+A1:2007,Prøvingsmetodeforbetongmed metalliskefibre.målingavbøyestrekkfasthet,2007 [15] StandardN.NSWEN12350W2:2000,Prøvingavferskbetong,Del2:Synkmål,2000 [16] StandardN.NSWEN12350W6:2000,Prøvingavferskbetong,Del6:Densitet,2000 [17] StandardN.NSWEN12350W7:2000,Prøvingavferskbetong,Del7:Luftinnhold,

86 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad [18] StandardN.NSWEN12390W2:2000,Prøvingavherdnetbetong,Del1:Form,målog andrekravtilprøvelegemerogformer [19] StandardN.NSWEN12390W2:2000,Prøvingavherdnetbetong,Del2:Støpingog herdningavprøvelegemerforfasthetsprøving [20] StandardN.NSWEN12390W3:2000,Prøvingavherdnetbetong,Del3: Prøvelegemetstrykkfasthet [21] StandardN.NSWEN12390W3:2000,Prøvingavherdnetbetong,Del6: Prøvelegemersspaltestrekkfasthet 86

87 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 11 Vedlegg VedleggA:Proporsjonering VedleggB:Datablad B.1 Letttilslag B.2 NorcemAnleggFA B.3 Superplastiserendetilsetningsstoff B.4 Stålfiber B.5 Basaltfiber VedleggC:Testresultater C.1 Sylindertrykkfasthet C.2WSpaltestrekkfasthet C.3 ArbeidsdiagramWtrykk C.4 Bøyestrekkfasthet C.5 ArbeidsdiagramWstrekk C.6 Rissutviklingogbruddlast VedleggD:CMODWdiagram,bøyestrekkfasthet 87

88 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad VedleggA:Proporsjonering 88

89 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 89

90 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 90

91 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 91

92 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 92

93 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad 93

94 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad VedleggB:Datablad B.1 Letttilslag PRODUCT SPECIFICATION OF FILTRALITE Filter media FILTRALITE HR 3-6 mm Commercial name FILTRALITE HR 3-6 mm Density Bulk density: 825 kg/m 3 particle density: 1450 kg/m 3 Type of material Expanded clay Appearance Round particles, smooth surface structure Manufactured by maxit Leca Rælingen, Norway Size and weight Value Deviation Comments Effective size 3,5 mm 0,3 mm d 10 Particle size range 3-6 mm < 2,5 mm max 3 % + < 0,125 mm > 6,0 mm max. 5 % Coefficient of uniformity < 1,5 d 60 / d 10 Bulk density, dry 825 kg/m 3 75 kg/m 3 EN Particle density, dry (PDD) 1450 kg/m kg/m 3 Exclay Norm Other properties Value Comments Floating particles < 2% Maximum volume floating particles after 2 days in water. Particle porosity 46 % Porosity internal particle: (1-PDD/2700 kg/m 3 )*100 Voids 43 % EN Acid solubility < 4 % EN Friability loss < 4 % EN Water adsorption 1 day 10 % Approximately value. Exclay Norm Water adsorption 28 days 25 % Approximately value. Exclay Norm Water adsorption 1 year 30 % Approximately value. Exclay Norm Settling velocity 0,2 m/s Approximately value. Exclay Norm (water saturated) Mohs hardness 6 Chemical composition, average values: SiO 2 Al 2 O 3 FeO 3 K 2 O MgO CaO Na 2 O C tot 62% 18% 7% 4% 3% 3% 2% 0,02% maxit as Further information: Telephone: P.O. Box 216 Alnabru Oslo, Norway info@filtralite.com Telefax:

95 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad PRODUCT SPECIFICATION OF FILTRALITE Filter media FILTRALITE HR 4-8 mm Commercial name FILTRALITE HR 4-8 mm Density Bulk density: 800 kg/m 3 particle density: 1400 kg/m 3 Type of material Expanded clay Appearance Round particles, smooth surface structure Manufactured by maxit Leca Rælingen, Norway Size and weight Value Deviation Comments Effective size 4,6 mm 0,4 mm d 10 Particle size range 4-8 mm < 4,0 mm max.5 % + <0,125 mm > 8,0 mm max. 5 % Coefficient of uniformity < 1,5 d 60 / d 10 Bulk density, dry 800 kg/m 3 75 kg/m 3 EN Particle density, dry (PDD) 1400 kg/m kg/m 3 Exclay Norm Other properties Value Comments Floating particles < 2 % Maximum volume floating particles after 2 days in water. Particle porosity 48 % Porosity internal particle: (1-PDD/2700 kg/m 3 )*100 Voids 43 % EN Acid solubility < 4 % EN Friability loss < 4 % EN Water absorption 24 hours 11 % Approximately value. Exclay Norm Water absorption 28 days 22 % Approximately value. Exclay Norm Water absorption 1 year 32 % Approximately value. Exclay Norm Settling velocity 0.2 m/s Approximately value. Exclay Norm (water saturated) Mohs hardness 6 Chemical composition, average values: SiO 2 Al 2 O 3 FeO 3 K 2 O MgO CaO Na 2 O C tot 62% 18% 7% 4% 3% 3% 2% 0,02% maxit as Further information: Telephone: P.O. Box 216 Alnabru Oslo, Norway info@filtralite.com Telefax:

96 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad B.2 NorcemAnleggFA 96

97 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Tekniske data Norcem Anleggsement FA tilfredsstiller kravene til Portland NS-EN CEM II/A-V 42,5 N Kjemiske data Egenskap Retningsgivende verdier Krav ifølge NS-EN Finhet (Blaine) 390 m 2 /kg Alkali (ekv Na2Oekv )* 0,6 % Flyveaskeinnhold 17% 6-20% Sulfat (SO 3 ) 2,7% 2-3 % Klorid < 0,0 85 % 0,1% Vannløselig Cr 6+ < 2ppm 2 ppm Spesi vekt 2,99 kg/dm 3 *Alkali innhold i klinkerdel Fysikalske data Egenskap Retningsgivende verdier Krav ifølge NS-EN Trykkfasthet 1 døgn 15 MPa Trykkfasthet 2 døgn 24 MPa 10 MPa Trykkfasthet 7 døgn 37M Pa Trykkfasthet 28 døgn 55 MPa 42,5 MPa 62,5 MPa Begynnende bindetid 165 min 60 min Ekspansjon 1 mm 10 mm 97

98 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Trykkfasthet (MPa) Trykkfasthet (MPa) Fasthetsutvikling ,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 Masseforhold 91 døgn Figur 1 28 døgn 7 døgn 2 døgn 1 døgn Tidligfasthet ,40 0,50 0,35 0,55 0,65 0,75 0,45 0,60 0,70 0,80 masseforhold Figur 2 Fasthetsutvikling Fasthetsutvikling er en sentral egenskap for planlegging, styring og utførelse av alle betongarbeider. Fasthetsutviklingen er avhengig av sementtype, masseforhold, herdebetingelser (temperatur, tid og fuktighet) og eventuell bruk av tilsetningsmaterialer eller stoffer. I figur 1 er vist trykkfasthetsutviklingen som funksjon av masseforhold og alder ved 20ºC vannlagring for betong med Norcem Anleggsement FA. Tidligfasthet Tidligfastheten i betong er meget avhengig av temperatur og eventuell dosering av tilsetningsstoff med retarderende effekt. I figur 2 er vist trykkfasthet i betong etter 1 døgn med forskjellig masseforhold med og uten 1% plastiserende tilsetningsstoff (P-stoff) med Anleggsement FA. Prøvene er lagret ved 95% luftfuktighet ved varierende temperatur. Fasthetsklasse masseforhold Med normal, god styring av betongproduksjonen er det behov for en overhøyde på ca. 5 MPa ved de ulike fasthetsklassene for å produsere med tilstrekkelig sikkerhet mot undermålere. Anleggsement FA gir følgende retningsgivende verdier for største masseforhold i ulike fasthetsklasser for betong uten luftinnføring. Fasthetsklasse B30 B35 B45 B55 Største masseforhold 0,57 0,52 0,45 0,38 Største masseforhold med 5% silika 0,40 Tabell 1 98

99 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Trykkfasthet (MPa) Trykkfasthet (MPa) Fasthetsutvikling ,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 Masseforhold 91 døgn Figur 1 28 døgn 7 døgn 2 døgn 1 døgn Tidligfasthet ,40 0,50 0,35 0,55 0,65 0,75 0,45 0,60 0,70 0,80 masseforhold Figur 2 Fasthetsutvikling Fasthetsutvikling er en sentral egenskap for planlegging, styring og utførelse av alle betongarbeider. Fasthetsutviklingen er avhengig av sementtype, masseforhold, herdebetingelser (temperatur, tid og fuktighet) og eventuell bruk av tilsetningsmaterialer eller stoffer. I figur 1 er vist trykkfasthetsutviklingen som funksjon av masseforhold og alder ved 20ºC vannlagring for betong med Norcem Anleggsement FA. Tidligfasthet Tidligfastheten i betong er meget avhengig av temperatur og eventuell dosering av tilsetningsstoff med retarderende effekt. I figur 2 er vist trykkfasthet i betong etter 1 døgn med forskjellig masseforhold med og uten 1% plastiserende tilsetningsstoff (P-stoff) med Anleggsement FA. Prøvene er lagret ved 95% luftfuktighet ved varierende temperatur. Fasthetsklasse masseforhold Med normal, god styring av betongproduksjonen er det behov for en overhøyde på ca. 5 MPa ved de ulike fasthetsklassene for å produsere med tilstrekkelig sikkerhet mot undermålere. Anleggsement FA gir følgende retningsgivende verdier for største masseforhold i ulike fasthetsklasser for betong uten luftinnføring. Fasthetsklasse B30 B35 B45 B55 Største masseforhold 0,57 0,52 0,45 0,38 Største masseforhold med 5% silika 0,40 Tabell 1 99

100 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad B.3 Superplastiserendetilsetningsstoff Dynamon SX-N Superplastiserende tilsetningsstoff PRODUKTBESKRIVELSE Dynamon SX-N er et svært effektivt superplastiserende tilsetningsstoff basert på modifiserte akrylpolymerer. Produktet tilhører Dynamonsystemet basert på den Mapeiutviklede DPP-teknologien (DPP = Designed Performance Polymers) der tilsetningsstoffenes egenskaper skreddersys til ulike betongformål. Dynamonsystemet er utviklet på basis av Mapeis egen sammenstilling og produksjon av monomerer. BRUKSOMRADE Dynamon SX-N er et tilnærmet allround-produkt som er anvendelig i all betong for å øke støpeligheten og/eller redusere tilsatt vannmengde. Dynamon SX-N skiller seg vesentlig fra superplastiserende tilsetningsstoffer basert på sulfonerte melaminer eller naftalener, og også fra første generasjon akrylbaserte polymerer både gjennom sin effektivitet som vannreduserer og sin forlenging av åpentid/slumptid. Den doseringsmengde som trengs for å oppnå en bestemt støpelighet vil derfor være lavere for Dynamon SX-N enn for tidligere SP-stoffer. Med forlengingen av åpentiden vil det nå ved vanlige leveranser være mulig å gjøre betongen ferdig på betongstasjonen, og oppfrisking med SP-stoffer på byggeplass blir mindre aktuelt. Det er likevel ikke noe problem å etterdosere stoffet direkte i automikser. Doseringstidspunktet for Dynamon SX-N er mindre viktig, men dersom Dynamon SX-N tilsettes etter at minst 80% av blandevannet er inne, vil blandetiden generelt være kortest. Det er likevel viktig med utprøvinger tilpasset eget blandeutstyr. Noen spesielle bruksområder er: Vanntett betong med krav til høy eller svært høy fasthet og med strenge krav til bestandighet i aggressive miljøer. Betong med særlige krav til høy støpelighet; i konsistensklasser S4 og S5 etter NS-EN Selvkomprimerende betong med ønske om lengre åpentid. Om nødvendig kan SKB stabiliseres med en viskositetsøker f.eks. Viscofluid TA. Til produksjon av frostbestandig betong da i kombinasjon med luftinnførende tilsetningsstoffer - f.eks. Mapeair L eller Mapeair 25. Valg av type luftinnførende stoff gjøres ut fra egenskapene til de andre delmaterialer som er tilgjengelige. Til golvstøp for å oppnå en smidig betong med bedret støpelighet. Store doseringer og lave temperaturer kan retardere betongen noe CPD EN-934-2:T 3.1/3.2 Produsent: Rescon Mapei AS Vallsetvegen 6, 2120 Sagstua, Norway Tlf: Fax: post@resconmapei.no www. resconmapei.com 100

101 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Dynamon SX-N EGENSKAPER VÆR OPPMERKSOM PÅ EMBALLASJE Dynamon SX-N er en vannløsning av aktive akrylpolymerer som effektivt dispergerer (løser opp) sementklaser. Denne effekten kan prinsipielt utnyttes på tre måter: 1. For å redusere mengden tilsatt vann, men samtidig beholde betongens støpelighet. Lavere v/c-forhold gir høyere fasthet, tetthet og bestandighet i betongen. 2. For å forbedre støpeligheten sammenlignet med betonger med samme v/c-forhold. Fastheten forblir dermed den samme, men muliggjør forenklet utstøping. 3. For å redusere både vann og sementmengde uten å forandre betongens mekaniske styrke. Gjennom denne metoden kan en blant annet redusere kostnadene (mindre sement), redusere betongens svinnpotensial (mindre vann) og redusere faren for temperaturgradienter på grunn av lavere hydratasjonsvarme. Spesielt er denne siste effekten viktig ved betonger med større sementmengder. Dynamon SX-N lar seg kombinere med andre Rescon Mapei tilsetningsstoffer, som f.eks størkningsakselererende stoffer som Mapequick SA og størkningsretarderende stoffer som Mapetard R. Produktet lar seg også kombinere med luftinnførende tilsetningsstoffer for produksjon av frostbestandig betong, f.eks. Mapeair L eller Mapeair 25. Valg av type luftinnførende stoff gjøres ut fra egenskapene til de andre delmaterialer som er tilgjengelige. Dynamon SX-N leveres i 25 liters kanner, 200 liters fat, i 1000 liters containere og i bulk. Produktet må oppbevares ved temperaturer mellom +8 o Cog +35 o C og bevarer sine egenskaper i minst ett år i lukket emballasje. Fargenyanser kan oppstå i produksjonav polymerene som inngår i Dynamon EX, men dette påvirker ikke produktets bruksegenskaper. Produktet bør røres forsiktig om før bruk for å sikre et homogent og likevirkende produkt. Produktet bør ikke utsettes for sollys. TEKNISKE SPESIFIKASJONER Form: Væske Farge: Gulbrun Viskositet: Lettflytende;<30 mpa. S Tørrstoffinnhold, %: 18,5 + 1,0 Spesifikk vekt, g/cm 3 : 1,06 + 0,02 ph-verdi: 6,5 + 1 Kloridinnhold,%: < 0,01 Alkaliinnhold (Na 2 O-ekvivalenter) %: < 2,0 BRUKSEGENSKAPER I BETONG Som vannreduserende stoff (lik konsistens) T 3.1 Sementmengde kg/m 3 (Norcem standard) Tilsetningsmengde (i % av sementvekt) 0 1,0 Masseforhold (v/c-tall) 0,51 0,41 Vannreduksjon (%) - 20 Trykkfasthet (i N/mm 2 ): 1døgn døgn døgn Som SP-stoff (slumpforbedrer) T 3.2 Sementmengde, kg/m 3 (Norcem standard sement): Tilsetningsmengde (i % av sementvekt): 0 1,0 Masseforhold (v/c-tall): 0,48 0,48 Luftinnhold: 2,1 1,8 Konsistens,mm: - synkmål, 5 min synkmål, 30 min synkutbedrelse, 5 min synkutbedrelse, 30 min 380 Produsent: Rescon Mapei AS Vallsetvegen 6, 2120 Sagstua, Norway Tlf: Fax: post@resconmapei.no www. resconmapei.com 101

102 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Dynamon SX-N DOSERING Dynamon SX-N tilsettes for å oppnå ønsket resultat (styrke, bestandighet, støpelighet, sementreduksjon) ved å variere doseringen mellom 0,3 og 2,0% av sementmengden. Ved øket dosering økes også betongens åpentid, dvs. tiden betongen lar seg bearbeide. Større doseringsmengder og lave betongtemperaturer gir en retardert betong. Vi anbefaler alltid prøvestøper med aktuelle parametere. Til forskjell fra konvensjonelle melamineller naftalenbaserte superplastiserende tilsetningsstoffer, utvikler Dynamon SX-N maksimal effekt uavhengig av tilsettingstidspunkt, men tilsetningstidspunktet kan påvirke nødvendig blandetid. Dersom Dynamon SX-N tilsettes etter at minst 80% av blandevannet er inne vil blandetiden generelt være kortest. Det er likevel viktig med utprøvinger tilpasset eget blandeutstyr. VERNETILTAK For helse-, miljø- og sikkerhetsinformasjon, se eget HMS-datablad. HMS-databladene finnes på MERK De tekniske anbefalinger og detaljer som fremkommer i denne produktbeskrivelse representerer vår nåværende kunnskap og erfaring om produktene. All ovenstående informasjon må likevel betraktes som retningsgivende og gjenstand for vurdering. Enhver som benytter produktet må på forhånd forsikre seg om at produktet er egnet for tilsiktet anvendelse Brukeren står selv ansvarlig dersom produktet blir benyttet til andre formål enn anbefalt eller ved feilaktig utførelse. Alle leveranser fra Rescon Mapei AS skjer i henhold til de til enhver tid gjeldende salgs- og leveringsbetingelser, som anses akseptert ved bestilling. Dynamon SX-N kan også tilsettes direkte i automikser på bygg- eller anleggsplass. Betongen bør da blandes med maksimal hastighet på trommelen i minst 5 minutter, pluss ett minutt pr. m 3 betong i lasset. Produsent: Rescon Mapei AS Vallsetvegen 6, 2120 Sagstua, Norway Tlf: Fax: post@resconmapei.no www. resconmapei.com 102

103 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad B.4 Stålfiber Stahlfasern steel fibres Datenblatt Data Sheet Übersicht Overview KrampeHarex Stahldrahtfaser mit Endverankerung steel wire fibre with hooked ends Bei der Herstellung von Drahtfasern werden Drähte verschiedener Durchmesser und Festigkeiten, je nach gewünschtem Stahlfasertyp, durch zwei gegenläufige Walzen geführt. Hierbei werden je nach verwendeten Segment auf den Walzen die Drähte in ihre spezielle Form gebogen und auf Länge geschnitten. KrampeHarex Stahldrahtfasern werden standardmäßig in 30 mm, 45 mm, 50 mm und 60 mm Länge hergestellt. Die Drahtdurchmesser liegen zwischen 0,5 mm und 1,2 mm. Zur Verankerung in der Betonmatrix besitzen sie entweder Endhaken oder sind über die gesamte Länge gewellt. Die Wahl der jeweiligen Fasertype wird durch den Anwendungsfall bestimmt. Es gilt jedoch je länger und dünner Drahtfasern sind, desto schwerer sind sie zu dosieren und zu verarbeiten. Da Schlankheiten (Länge/Durchmesser) von mehr als 60 nur mit zusätzlichen Maßnahmen, wie zum Beispiel Einblasgeräten zu dosieren sind, haben sich im üblichen Industriebodenbau und Wohnungsbau die Fasertypen DE 50/1,0 N und DE 60/1,0 N bewährt. Bei höheren Betongüten müssen auch die Festigkeiten der Stahlfasern erhöht werden. Hier können mittelfeste (z.b. DE 60/1,0 M) oder hochfeste Fasern eingesetzt werden (z.b. DE 60/1,0 H) werden. Drahtfasern sind in der Lage Risse zu überbrücken und so Kräfte von Rissufer zu Rissufer zu übertragen. Der Stahlfaserbeton mit Drahtfasern ist duktil und kann im gerissenen Zustand noch Kräfte aufnehmen. For manufacturing wire fibres, wires of different diameters and strengths according to the desired type of steel fibre are passed through two rollers working in opposite direction. Depending on the segment used on the rollers, the wires are bent to their specific form and cut to length in the course of this operation. KrampeHarex steel wire fibres are normally manufactured in lengths of 30 mm, 45 mm, 50 mm and 60 mm. The wire diameters range from 0.5 mm to 1.2 mm. For anchorage in the concrete matrix, they either possess hooked ends or are corrugated over the whole length.the selection of the respective type of fibre depends on the case of application. However, the longer and thinner the wire fibres, the more difficult they are to be dosed and worked. As aspect ratios (length/diameter) over 60 may only be dosed by means of additional measures, such as injection devices, the fibre types DE 50/1.0 N and DE 60/1.0 N have proved successful in conventional industrial flooring and house building. When using superior concrete grades, also the strengths of the steel fibres should be increased. In this case, fibres of medium strength (e.g. DE 60/1.0 M) or high strength (e.g. DE 60/1.0 H) may be used. Wire fibres are able to bridge cracks, and thus to transmit forces from one crack edge to the other. Concrete reinforced by wire fibres is characterised by ductility and may even accept forces after cracking. KrampeHarex GmbH & Co. KG Pferdekamp Hamm Germany Phone +49 (0) Fax +49 (0) info@krampeharex.com KrampeHarex CZ spol. s.r.o. Osvobocení Ostrovačice Czech Republic Phone +42 (0) Fax +42 (0) info@krampeharex.cz KrampeHarex Fibrin Gesellschaft mbh & Co. KG Lindengasse Linz Austria Phone +43 (0) Fax +43 (0) info@krampefibrin.com 103

104 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Stahlfasern steel fibres Bezeichnung Name DE 60/1,0 N DE 60/1,0 M DE 60/1,0 H DE 60/0,8 N DE 60/0,8 M DE 60/0,8 H DE 60/0,6 N DE 60/0,6 M DE 60/0,6 H DE 50/1,0 N DE 50/1,0 M DE 50/1,0 H DE 50/0,8 N DE 50/0,8 M DE 50/0,8 H DE 50/0,6 N DE 50/0,6 M DE 50/0,6 H DE 45/1,0 N DE 45/1,0 M DE 45/1,0 H DE 45/0,8 N DE 45/0,8 M DE 45/0,8 H DE 35/0,8 N DE 35/0,8 M DE 35/0,8 H DE 35/0,6 N DE 35/0,6 M DE 35/0,6 H DE 35/0,5 N DE 35/0,5 M DE 35/0,5 H DE 30/0,8 N DE 30/0,8 M DE 30/0,8 H DE 30/0,6 N DE 30/0,6 M DE 30/0,6 H Länge Length (mm) Durchmesser Diameter (mm) 60 ±10% 1,00 ±10% 60 ±10% 0,80 ±10% 60 ±10% 0,60 ±10% 50 ±10% 1,00 ±10% 50 ±10% 0,80 ±10% 50 ±10% 0,60 ±10% 45 ±10% 1,00 ±10% 45 ±10% 0,80 ±10% 35 ±10% 0,80 ±10% 35 ±10% 0,60 ±10% 35 ±10% 0,50 ±10% 30 ±10% 0,80 ±10% 30 ±10% 0,60 ±10% Querschnitt Cross section rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round rund round Form Shape Material Material C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D Werkstoff-Nr. Material-No Zugfestigkeit Tensile strength (N/mm²) 1100 ±15% 1400 ±15% 2400 ±15% 1200 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1100 ±15% 1400 ±15% 2400 ±15% 1200 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1100 ±15% 1400 ±15% 2400 ±15% 1200 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1200 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1200 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% KrampeHarex GmbH & Co. KG Pferdekamp Hamm Germany Phone +49 (0) Fax +49 (0) info@krampeharex.com KrampeHarex CZ spol. s.r.o. Osvobocení Ostrovačice Czech Republic Phone +42 (0) Fax +42 (0) info@krampeharex.cz KrampeHarex Fibrin Gesellschaft mbh & Co. KG Lindengasse Linz Austria Phone +43 (0) Fax +43 (0) info@krampefibrin.com 104

105 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad Stahlfasern steel fibres Bezeichnung Name DE 30/0,5 N DE 30/0,5 M DE 30/0,5 H DE 25/0,6 N DE 25/0,6 M DE 25/0,6 H DE 25/0,5 N DE 25/0,5 M DE 25/0,5 H Länge Length (mm) Durchmesser Diameter (mm) 30 ±10% 0,50 ±10% 25 ±10% 0,60 ±10% 25 ±10% 0,50 ±10% Querschnitt Cross section rund round rund round rund round Form Shape Material Material C7D C9D C38D C7D C9D C38D C7D C9D C38D Werkstoff-Nr. Material-No Zugfestigkeit Tensile strength (N/mm²) 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% 1250 ±15% 1550 ±15% 2400 ±15% KrampeHarex GmbH & Co. KG Pferdekamp Hamm Germany Phone +49 (0) Fax +49 (0) info@krampeharex.com KrampeHarex CZ spol. s.r.o. Osvobocení Ostrovačice Czech Republic Phone +42 (0) Fax +42 (0) info@krampeharex.cz KrampeHarex Fibrin Gesellschaft mbh & Co. KG Lindengasse Linz Austria Phone +43 (0) Fax +43 (0) info@krampefibrin.com 105

106 RobinSimonstad Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber B.5 Basaltfiber CHOPPED'BASALT'FIBER ReforceTech s'chopped'basalt'fiber'is'an'engineered'crack'control'product'with'high'integrity,'high' thermal'resistance'and'alkaligresistance'designed'to'control'shrinkage'cracks'in'concrete.' ' ReforceTech s'basalt'fiber s'are'engineered'to'have'the'required'properties'to'process'and'use'the'fibers' in'the'aggressive'high'alkaline'concrete'applications.'' ' From'melted'volcanic'basalt'stone,'thin'basalt'threads'are'pulled'to'form'continuous'filaments'at'a' specified'diameter'which'are'coated'by'a'sizing'suitable'for'the'concrete'applications.'these'fibres'are' assembled'into'basalt'strands'which'are'chopped'to'length'as'determined'by'the'application..' FROM%RAW%MATERIAL%TO%CHOPPED%FIBER% Basaltstone MeltedBasalt Fiber ChoppedFiber UNIQUE%ADVANTAGES%7%CHOPPED%BASALT%FIBERS% Non'corrosive/'non'conductive/' non'magnetic' High'Tensile'strength'relative'to' steel,'ar'glass'fibers,'and' polypropylene' Low'weight'(Density'1/3'of'steel)' No'sharp'ends'protruding'from' concrete'after'mixing' Abrasion'resistance'improved' Longer'lifetime'and'lower'life'cycle' costs' Improves'freeze'thaw'resistance'1.5' to'2'times' Increases'chemical'resistance'due' to'up'to'95%'reduction'of'shrinkage' cracks' %PROPERTIES% Fast'and'effective'mixing' Does'not'float'or'sink' Excellent'compatibility'with' concrete'with'excellent'adhesion' Smooth'finish' Durable'' Safe'and'easy'to'handle APPLICATIONS% Alternative'crack'control'material'in'commercial'and'industrial'flooring,'slabs' Suitable'for'aggressive'saline'environments' Suitable'for'areas'exposed'to'high'temperatures;'airports'or'industrial'floors Head office: Subsidiary offices: ReforceTech Limited (registered no ) Pamdohlen House Dooradoyle Road Limerick Republic of Ireland Phone: Fax: ReforceTech AS Luftveien4 NO-3440 Røyken, Norway Org. nr.: NO MVA 106

107 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad CHOPPED'BASALT'FIBER MATERIAL%PROPERTIES% Material'G'Basalt' Design'G'Monofilament' Diameter' '13'to'20'µm' Specific'Gravity' '2.68'g/cm3' Color'G'Bronze' Thermal'Operating'Range'G'G260'to'+'700'C' Electrical'Conductivity'G'None' Resistance'to'Corrosion' 'Non'Corrosive COMPARISON%TO%ALTERNATIVE%CRACK%CONTROL%ADDITIVES% Basalt Fiber AR Glass Fibers Polypropylene High Mod Polypropylene Steel Tensile Strength 3200 MPA 1700 MPA 455 MPA 550 MPA 1100 MPA E Mod 90 GPA 72 GPA 3.5 GPA 7 GPA 200 GPA Density DOSAGE% Testing'recommended'for'the'specific'applicaion,''0.5'to'3.0'Kg'per'M3'concrete' PACKAGING% 500'Kg'bags'or'alternative'sizes'as'requested' RECOMMENDATIONS% Add'fibers'any'time'prior'to'pouring' or'at'site' Mix'for'3'to'5'minutes' Do'not'add'Water' Follow'ACI'or'EU'design'guidelines' Do'not'substitute'BF'Chopped' Fibers'for'structural'reinforcement ' ' ' The'information'shown'here'inclusive'of'all'drawings'and'tables'is'for'informational'purposes'only.'Details'are'subject'to'change,'every'effort'has'been'made' to'ensure'accuracy.'the'user'shall'ensure'the'appropriate'guidelines'and'building'codes'are'followed.'reforcetech'has'no'control'over'the'use'of'their' products'and'assumes'no'responsibility'for'the'end'products'or'uses'of'our'materials.'' Head office: Subsidiary offices: ReforceTech Limited (registered no ) Pamdohlen House Dooradoyle Road Limerick Republic of Ireland Phone: Fax: ReforceTech AS Luftveien4 NO-3440 Røyken, Norway Org. nr.: NO MVA 107

108 Duktilitetilettbetongvedbrukavfiber RobinSimonstad VedleggC:Testresultater C.1 Sylindertrykkfasthet 108