2020. április 1., szerda

74. A szálerősítések hatása közti különbség az ipari padlóknál (2. rész)


A szabványok, méretezési eljárások a repedés keletkezésének a lehetőségét szinte mindig figyelembe veszik, sőt a legtöbb eljárás kifejezetten nem a repedésmentes betonfázisban (az I. feszültségi állapotra), hanem inkább a II. fázisban, a plasztikus, képlékeny feszültségtartományban vizsgálja a teherbírást, alakváltozást. 

Ha a betonszerkezeteket az I. feszültségi állapotra tervezzük, azaz úgy méretezzük, hogy a terhelés hatására az ne repedjen meg, akkor azok általában igen nagy vastagságúak lesznek azért, hogy a hajlítónyomatékok olyan alacsonyak maradjanak, hogy a szerkezet ne repedjen meg. Általában az is jellemző, hogy a zsugorodás jelensége vastagabb lemezeknél kevésbé káros, mint a vékonyabbaknál.
Az üveg- és a leggyakoribb műanyagszálak éppen abban segítik a betont – már a kötési fázisban, azaz a bedolgozás utáni 10-12 órában –, hogy a kezdeti, a plasztikus zsugorodással szemben tanúsítson a szálerősített betonszerkezet nagyobb ellenállást, ami által a repedéskockázat radikálisan csökkenhet.
A kötés utáni időszakban, azaz a szilárdulás fázisában, illetve azután a beton repedésérzékenységének csökkentését, illetve a repedések keletkezése utáni repedéstágasság-kontrollt általában a vasalás, a betonacél, a betonacélháló és / vagy az acélszálerősítés adja. A vasbeton méretezési eljárások erőfelvevő vashányaddal számolnak, ezek veszik fel a beton megrepedése után megmaradó húzóerőket és nyomatékokat, illetve repedéstágasságot állapítanak meg, azokra méreteznek.
Nagy különbség tehát, hogy amíg az üveg- és a műanyagszálak legtöbbje azért használatos, hogy minél nagyobb igénybevételt (húzóerőt és nyomatékot) tudjon felvenni a betonszerkezet (az I. feszültségi állapotban), az acélszálerősítés éppen azt segíti és éri el, hogy az akármilyen okból megrepedt (II. feszültségi állapotban levő) szerkezet repedéstágassága minél kisebb legyen, ezáltal a repedés utáni terhelhetősége megmaradjon.
Az előző részben bemutatott táblázatokból kiolvashatók mindezek. Az üvegszálak mindkét másik anyagénál nagyobb szakítószilárdsága és a műanyagszálaknál jóval nagyobb rugalmassági modulusa megmagyarázza azt, hogy az üvegszálerősítés a kötési és a szilárdulási időszakaszban hatékony segítséget nyújt a betonszerkezet repedésmentességének megőrzésében. A műanyagszálak kisebb szilárdságúak és rugalmasságú modulusúak ugyan, de mégis, a kilogrammonkénti darabszámuk nagysága miatt (szinte átszövik a teljes szerkezetet), amíg a friss betonkompozit szilárdsága felnő a kötés befejeztéig, jó hatással vannak a repedésérzékenységgel szemben.
Amikor azonban a kötés és a szilárdulás első szakasza befejeződik, legfőképp az acélszálerősítés veszi át a repedésekkel szembeni „harcot”, mert a viszonylag nagy szilárdság mellett nagyságrendileg magasabb a rugalmassági modulusa az acélnak a többi szálanyaghoz képest. A rugalmassági modulus jelentősége abban áll, hogy egy adott feszültség hatására a nagyobb rugalmassági modulusú anyag kisebb fajlagos alakváltozást szenved. Tehát az acélszálak éppen a repedéskontrollban tudnak segíteni, amikor már a repedés kialakult. Az acélszálerősítéses betonlemezek a keletkezett repedéseknél összetartják az elvált részeket, ezáltal korlátozzák a repedéstágasságot (repedéskontroll), azaz nem engedik a repedést szabadon megnyílni. Ez azt is eredményezi, hogy a repedéseknél a betonlemez további teherfelvételre is képes (hasonlóan a vasbeton szerkezetekhez), felt tud venni mind húzóerőket, mind pedig nyomatékokat.
Az acélszálerősítéses ipari padló betonlezeinek korszerű méretezési eljárásai éppen abban állnak, azt vizsgálják és állapítják meg, hogy a repedések kialakulása után, a repedés helyén a szerkezet mekkora teherfelvételre képes a repedésmentes állapothoz viszonyítva, azaz hogy mennyi a maradék terhelhetőségi kapacitás a repedésmentes állapothoz képest (ami maga a beton húzó-, illetve hajlító-húzószilárdsága). Az acélszálerősítés hatékonysága az acélszál szakítószilárdságától, a kilógrammonkénti darabszámától, a geometriájától (alak, átmérő, szálhossz), a betonköbméterenkénti adagolási mennyiségétől függ. Általánosságban elmondható, hogy az acélszálerősítéses beton maradó, azaz a repedés utáni teherfelvételi kapacitása 35-65%-a a repedésmentes állapotban levő teherfelvételi kapacitásnak. Az erre vonatkozó méretezések arra irányulnak, hogy megállapítsák, hogy mekkora az a terhelés (egyenletesen megoszló, targonca, polcláb, gépláb stb.), amit az ipari padló betonlemeze (az ágyazati rétegrend, mint alátámasztás és a beton szilárdsága függvényében) a repedés keletkezése után ott, a leggyengébb helyen még fel tud venni károsodás nélkül.
Az üvegszálak és a műanyagszálak legtöbbjének repedés utáni terhelhetősége a repedések helyén olyan csekély, (10-15% alatti a beton saját húzó- illetve hajlító-húzószilárdságához képest), hogy azt nem szabad figyelembe venni. Egyes műanyagszálak azonban rendelkeznek repedésáthidaló képességgel, általában 30-35%-ig, leginkább ezeket nevezhetjük szerkezeti vagy statikai műanyagszálaknak. Az MSZ EN 14889-2:2007 Európai Uniós szabvány is szabályozza a polimer szálakkal kapcsolatos követelményeket és különböző osztályokba sorolja a műanyag szálakat aszerint, hogy melyek alkalmasak a repedés kialakulása után maradó hajlítóhúzó-szilárdsági követelmények teljesítésére. Folytatjuk…

Csorba Gábor
okl. építőmérnök, MSc Civil Eng.
igazságügyi szakértő, szakterület: építéstechnológia
kivitelezéstechnológiai, építési ár- és költségszakértő (ÉT-Sz)
felelős műszaki vezető
elnök, Esztrich és Ipari Padló Egyesület
Tel.: 30/900-3552
http://iparipadlo.blogspot.com (itt megtalálhatók a korábbi hírlevelek)

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése