Hvilke typer fiber finnes, hvilke egenskaper har de og hvilke krav stilles til fiberprodusenter? Sivilingeniør Dan Arve Juvik 1
2
Bøyestrekkfasthet og seighet Den viktigste funksjonen til konstruktiv fiberarmering er å beholde bøyestrekkfsthet etter at betongen har risset - restbøyestrekkfasthet 3
Fibertyper for sprøytebetong Stålfiber Kaldtrukket wire Endeforankret l/d > 0,60 Lengde 20 40mm Plastfiber Materiale polypropylene Riller eller knotter for å sikre heft Lengde 30 50mm 4
Stålfiber - avskalling vil aldri oppstå Avskalling på grunn av armering som ruster er fysisk umulig med stålfiberarmert betong på grunn av: 1. Liten fiber diameter 2. Ingen kontinuerlig armering 3. Stort overflate/volum forhold 5 Denne type skade er ikke mulig med stålfiberfiberarmering
Hva kjennetegner en god stålfiber? Slankehetstall (L/D forhold) Geometri endekroker Riktig stålkvalitet kontrollert uttrekk Stålkvalitet, geometri og betongkvalitet må stå i riktig forhold 6
Testing av fiberbetong Bjelkeprøver Plateprøver 7
Platetest i full skala 8
Resultat - platetest (Nettarmering ø7c/c200 K189) Armering Bruddlast Ingen 200 kn 1 nett 320 kn 2 nett 380 kn 20 kg/m³ Stålfiber 50/0,8 390 kn 9
Fullskalaforsøk med stålfiber Rena Leir - høsten 2004 10
Frittbærende dekke Dimensjon: 3,0 m 3,4 m 150 mm Last: 44 tonn 11
Karakterestikker med fiber Armering i hele tverrsnittet Alltid på rett plass Mindre risiko for riss Redusert byggetid Sikkerhet i utførelse Billigere løsning 12
Polypropylene - microfiber PP-fibre motvirker forekomsten av tidlige svinnriss i perioden 12-15 timer etter utstøping Redusert bleeding Hindre avskalling ved brann Bedret frostbestandighet Ingen armeringsefekt i herdet tilstand 13
Eksplosiv avskalling 14
Fiberfunksjon ved oppvarming Fibrene smelter ved 160 C og skaper et finmasket nett av kanaler slik at damptrykket kan komme ut. VARME 15
Brannforsøk SINTEF - uten PP- fiber 16
Brannforsøk SINTEF - med PP- fiber 17
Plastfiber (PP) langtidsegenskaper 18
Stål vs plast som konstruktiv armering Veldig ulike materialegenskaper Smeltepunkt Seighet Bestandighet? Plast korroderer ikke Plast er uegnet på Konstruksjoner utsatt for varme brann Langvarig momentbelastning Skjær Beregningsverktøy / standarder behandler kun stål Plast og kompositter har et betydelig utviklingspotensial 19
Fiber standarder krav til fiberprodusentene 20
Nye europeiske standarder og forskrifter forenkler bruken av fiberarmering i bærende konstruksjoner 21
22
Materialstandarder Stålfiber: EN 14889-1: Fibere for betong Del 1: Stålfibere - Definisjoner, krav og samsvar Polymerfiber: EN 14889-2: Fibere for betong Del 2: Polymerfibere - Definisjoner krav og samsvar 23
Betong Fiberarmert betong produseres etter krav gitt i: NS EN 206 1 2001, med nasjonalt tillegg. For sprøtebetong gjelder følgende standarder i tillegg: EN 14487-1: Sprøytebetong Del1: Definisjoner, spesifikasjoner og samsvar EN 14487-2: Sprøytebetong Del2: Utførelse EN 14488-3: Prøving av sprøytebetong Del 3: Bøyestrekkfasthet (rissfasthet, bruddfasthet og restfasthet) av fiberarmerte prøvebjelker EN 14488-7: Prøving av sprøytebetong Del 7: Fiberinnhold I fiberarmert betong Ny NB publikasjon nr. 7: Produksjon og utførelse av sprøytebetong 24
Testmetoder EN 14845-1: Prøvingsmetoder for fibere I betong Del 1: Referansebetong EN 14845-2: Prøvingsmetoder for fibere I betong Del 2: Effekt på styrke EN 14721 Prøvingsmetoder for betong med metalliske fibere Måling av fiberinnhold i fersk og herdnet betong EN 14651: Prøvingsmetoder for betong med metalliske fibere Måling av bøyestrekkfasthet (proposjonalitetsgrense og restfastheter) 25
CE - Merking For alle fiber gjelder krav til CE marking ihht EU Directive for Construction products (89/106/EEC) AnnexZA 26
CE Deklarering Geometri Strekkstyrke Deklarering av fiberens effekt på betongens styrke Effekt på styrke skal bestemmes i henhold til NS-EN 14845-2 utført på en referansebetong i henhold til EN 14845-1. Det skal deklareres hvilken mengde fiber i kg/m 3 som oppnår en restbøyestrekkfasthet på 1,5 MPa ved 0,5 mm CMOD (ekvivalent til 0,47 mm sentral forskyvning) og en rest bøyestrekkfasthet på 1 MPa ved 3,5 mm CMOD (ekvivalent til 3,02 mm sentral forskyvning). 27