favoritter

CRC - grunnleggende egenskaper

Blog posts

CRC - grunnleggende egenskaper

Tradisjonelt er betong ofte "definert" av dens trykkstyrke - en 40 MPa betong eller en 90 MPa betong forventes å ha svært forskjellige egenskaper. Dette har endret seg med høystyrkebetong, Ultra High Performance Concrete (UHPC) hvor andre egenskaper eller attributter kan være like viktige - eller enda viktigere - enn kompressiv styrke. Og mens vi er på temaet kompresjonsstyrke ...…

 

Karakteristisk trykkstyrke

 

CRC - typen av betong som brukes av Hi-Con - har vanligvis en kompresjonsstyrke målt på 100x100 mm kubikker på 150 MPa, men da vår styrke gjelder trykkfasthet målt på 150x300 mm sylindere, bruker vi en karakteristisk styrke på 110 MPa. Ved å bruke samme type sementbaserte matrise kunne vi også oppnådd 300 MPa. For de fleste av våre applikasjoner ville vi ikke få mye nytte av denne økte trykkstyrken, og det ville gjøre vår betong mye dyrere. Det ville derfor blitt vanskeligere for oss å konkurrere med andre produkter.

 

Jeg har ofte blitt spurt om vi kan levere en 200 MPa betong for et bestemt prosjekt, og da - når vi går nærmere i detalj - viser det seg som regel at det ikke er behov for så høy styrke. Det antas bare at denne høye styrken betyr at holdbarhet er bedre, strekkfastheten er høyere etc. Dette er ikke nødvendigvis tilfelle, og ofte er det billigere og enklere måter å forbedre disse egenskapene på enn ved høyere styrke. For de fleste av våre produkter - selv om vi bruker den "lave" karakteristiske styrken på 110 MPa, er styrken ikke avgjørende for konstruksjonen. Det er for det meste styrt av stivhet, armering og spenninger som Tommy har adressert i sin blogg.

 

Dette har vært vår erfaring, dvs at vi ikke får mye nytte av en høyere trykkstyrke i våre typiske produkter som bjelker, balkonger og trapper. Vi ønsker gjerne noen kommentarer til dette. For andre typer UHPC kan en høyere styrke gi en god følelse, f.eks. kombinert med forspenning.

 

 

Andre mekaniske egenskaper

Som jeg har nevnt andre steder bruker vi i utgangspunktet bare en formulering til CRC av grunnlag for dokumentasjon. Vi endrer deretter type og innhold av stålfibre avhengig av hvor tungt lastet elementene våre er for å sikre at vi ikke får makrosprekk. For spesielle anvendelser kan vi bruke andre fibre, men stålfibrene er vanligvis best egnet for våre produkter, da de har styrke og stivhet. I figuren nedenfor er det vist et eksempel på resultatene av en standardtest i henhold til EN 14651 (en bøyetest på en hakkete stråle). Vi har testet en blanding med korte stålfibre og en annen blanding, med en type fibre som egentlig ikke passer så godt til CRC. Vi er klar over at andre UHPCs bruker lengre fibre, men i vårt tilfelle - som alltid bruker armering, har vi begrenset fiberlengden til å korrespondere med overdekningen til armeringen, som typisk er 15 mm. Den eneste verdien fra dette som vi faktisk bruker i vår konstruksjonsberegning er en karakteristisk krakkestreng på 5 MPa, men generelt foretrekker vi å se belastningsherding og høye bøyespenninger i kurver som den nedenfor. Inkludert betongens strekkfasthet i konstruksjonen ville det ikke gi mye tilleggsfordeler sammenlignet med bidragene fra armeringen.

 

 

 

Youngs modell er noe relatert til betongens trykkstyrke, men svært avhengig av type metode vi bruker. Vi oppnår vanligvis en verdi på rundt 45 GPa. Dette er ikke veldig mye høyere enn det du oppnår med vanlig betong, og da de fleste av våre konstruktive elementer er relativt slanke, er stivhet ofte det styrende for konstruksjonen. Når det gjelder kompresjonsstyrken, kunne vi brukt andre metoder for å øke stivheten til kanskje 75 eller 80 GPa, men kostnaden for dette ville oftest være for høy.

 

Varighet

Med de slanke elementene vi bruker, ville det ikke være veldig effektivt hvis vi måtte bruke overdekning til armeringen på 30 eller 40 mm. Vi benytter den lave porøsiteten, samt den gode holdbarheten til CRC og bruker derfor kun en overdekning på 15 mm. Dette sikrer en god brannmotstand, og vi kan bruke også bruke kun 8-10 mm hvis det bare er holdbarheten som teller.

Holdbarhetstesting har inkludert en rekke tester som kvikksølvporosimetri, nitrogenadsorpsjon og mikrokalorimetri, men de viktigste tester som utføres med hensyn til dokumentasjonen er for karbonering frysing/tining og en spesiell test for kloridinntrenging der armerte bjelker blir belastet under eksponering for saltvann. Dette er for å kontrollere om belastningsnivået har innflytelse på kloridinnbrudd ettersom mikrosprengningen øker. Den korte versjonen av resultatene er at for karbonering og kloridinnbrudd er at frekvensen så lav at det er vanskelig å bestemme en maksimal verdi for levetiden. Den er uansett høyere enn 200 år. For de som er spesielt interessert i slike ting, er den effektive kloridtransportkoeffisienten lavere enn 5 × 10-14 m2 / s. Andre tester (hvor saltvann ble brukt som blandevann) har vist at selv med klorider tilstede vil korrosjon på armeringen ikke finne sted, da det ikke skjer transport av vann og oksygen. For fryse-tine testing, er det heller ikke registrert noen målbar skade.

 

Optimalisering av blandingssammensetningen

En rekke andre egenskaper er svært viktige for CRC. Dette vil bli beskrevet i innlegg - og de inkluderer formbarhet, motstandsdyktighet og sammensetninger. Jeg vil bare konkludere med at vi er veldig forsiktige med å optimalisere på CRC-komposisjonen. En grunn er at vi kan bruke den store mengden dokumentasjon som vi har samlet opp gjennom årene, og en annen fordel er at vi kjenner vår betong så godt. Hvis vi endrer noen parametre, kan det påvirke andre parametre på en måte som ikke er ønsket.

Vi kan f.eksi enkelt redusere porøsiteten til CRC, men dette kan føre til problemer med hensyn til brannmotstand. Med vår nåværende blanding har vi ingen problemer med eksplosiv spalting, og vi kan oppnå også den nødvendige brannmotstanden til våre elementer. Hvis vi reduserer porøsiteten, må vi kanskje legge til polypropylenfibre for å oppnå dette.

 

Et annet eksempel handler om formbarhet og at vår blanding kan gjøre det vanskelig å oppnå en fin finish. Hvis vi produserer en blanding med redusert viskositet, kan vi få problemer med å oppnå den fiberfordeling vi satser på.

 

Disse eksemplene er ikke bare nevnt for å forklare at latskap ikke er den eneste grunnen til at vi har endret så lite om vår blanding i løpet av årene. Vi tester faktisk grensene hele tiden, og resultatene kan brukes i andre typer produkter. For øyeblikket er vi ganske fornøyd med det vi har, og vi er vanligvis i stand til å arbeide med de gitte begrensningene.

 

 

Jeg beklager igjen for lengden på innlegget - men dette er et emne av særlig interesse for meg. Har du spørsmål eller kommentarer, vennligst gi meg beskjed.

 

Klikk her for å kommentere denne bloggen

 

Forfatter av dette innlegget

Bendt Kjær Aarup
Group R&D Manager