favoritter

Konstruer med CRC i2®

Blog posts

Konstruer med CRC i2®

 

Som ingeniør kan du spørre deg selv hvordan du lager dine egne beregninger av elementer, basert på et materiale som ikke dekkes av vanlige godkjenninger (koder).

Det korte svaret er: "Det gjør du ikke". "Unnskyld."

De fleste godkjenninger, inkludert EuroCode, tillater deg å avvike fra standardmaterialene og beregningsprinsippene, forutsatt at du kan dokumentere at ytelsen i forhold til sikkerhet og all oppførsel er i samsvar med prinsippene som er angitt i kodene.

Dette er tilfelle for CRC i2®, og grunnen til at vi er i stand til å beregne de lastbærende konstruksjonene i vårt materiale.

Gjennom omfattende og grundig dokumentasjon, inkludert akselerert og fullskala testing, både statisk og dynamisk oppførsel, samt holdbarhet og brannmotstand. Dette har ført til utviklingen av en konstruksjonsguide for CRC i2® som brukes internt på Hi- Con. Se for øvrig Bendts blogpost, verdensledende i UHPC? for opprinnelsen til CRC.

Likevel, kjennskap til grensene, hva som vil fungere i produksjonen, montasjen og vedlikehold, krever mer enn "bare" designguiden. Derfor er alle ingeniørene på Hi-Con grundig opplært i mulige utfordringer og vanskeligheter som er aktuelle for UHPC. Dette er en av hovedgrunnene til at Hi-Con gjør alle beregninger internt.

Bortsett fra nødvendigheten av praktisk erfaring og fokusering på statiske beregninger i henhold til EuroCode (fortsatt geografisk området der de fleste Hi-Con-elementene brukes), er det tre områder som bør nevnes der den omfattende dokumentasjonen av CRC i2® er spesielt viktig :

 

Trykkfasthet

EN 1992-1-1 tillater kompresjonsstyrke på opptil 90 MPa (basert på 150x300 mm sylindere). Dette overskrides av flere såkalte UHPFRC-materialer, inkludert CRC i2®, og krever selvfølgelig omfattende dokumentasjon for å registrere nivå og konsistensen av styrke.

Videre er det nødvendig med ekstraordinær testing og dokumentasjon for å avvike fra reduksjonsfaktoren ƞ beskrevet i EN 1992-1-1, avsnitt 3.1.7. Faktoren tar i betraktning økt  seighet som en funksjon av høyere styrke, og betyr at f.eks. en 90 MPa karakteristisk trykkstyrke reduseres med 20% til en karakteristisk beregningsverdi på 72 MPa. Konstruksjonsverdien - avhengig av NAD - reduseres vanligvis fra 60 (90) til 48 (72) MPa.

CRC i2® er dokumentert for å vise en robust og motstandsdyktig oppførsel, og er derfor konstruert med ƞ 1,0.

 

Varighet

UHPFRC inkludert CRC i2® brukes vanligvis til å lage slanke konstruksjoner med begrensede tverrsnitt dimensjoner. For å gjøre det effektivt, er det nødvendig å redusere overdekningens i forhold til verdiene angitt i EN 1992-1-1, kapittel 4.4.1.

For å unngå korrosjon på armeringen må betongen være ekstremt tett, og det må dokumenteres at både karbonering og kloridinnbrudd i lastet tilstand er går i sakte tempo.

Dokumentasjon i beastet tilstand er viktig, fordi de slanke konstruksjonene er utsatt for forholdsvis høy belastning som dermed kan føre til signifikant nedbøyning. Det er derfor nødvendig å dokumentere effektiv svinnkontroll og å dokumentere hvordan mikroskader påvirker karbonering og kloridinntrenging.

For CRC i2® betyr omfattende dokumentasjon at vi kan garantere over 200 års holdbarhet i sjøvann med svært liten overdekning- faktisk så lite som kun 10 mm.

 

Brannmotstand

I flere tilfeller kan UHPFRC gi dårlig resultat mot branneksponering i forhold til vanlig betong. Et av disse aspektene er eksplosiv spalting (se EN 1992-1-2, kapittel 6.2), som det ble observert på Tunnelene i Great Belt  og i Den Engelske Kanal. Når veldig tett betong blir oppvarmet raskt, dannes damp inne i den som ikke kan tømmes raskt nok. Dette medfører et svært høyt indre trykk som kan føre til eksplosiv spalting.

Hvis strekkfastheten til materialet er høy, kan trykket som oppnås før frigjøring, generere relativt kraftige eksplosjoner. Følgelig er det svært viktig å ha tilstrekkelig kunnskap om parametere som kritisk fuktighetsinnhold, permeabilitet og strekkfasthet for en bestemt betong under spesielle branneksponeringsbetingelser (for eksempel stressnivåer).

Også meget tett betong med lavt vann / pulverforhold og stålfiber som CRC i2® avgir varme lettere enn vanlig betong og har lavere varmekapasitet. På den annen side viser de ofte bedre gjenværende strekk- og trykkstyrker ved høye temperaturer.

Denne balansen mellom motstridende egenskaper understreker hvor viktig det er å dokumentere materialegenskaper gjennom faktiske branntester før du bruker UHPFRC-materialer i en brannkonstruksjon.

CRC i2® har blitt testet i flere fullskala branntester under ulike forhold, samt at materialet har blitt utsatt for et par uønskede branner (Selv en uønsket situasjon kan gi verdifull informasjon). I 

 

Så hvordan beregner jeg CRC i2®-elementer på egenhånd?

For å oppsummere, er det ikke lett å bruke et materiale som ikke er dekket av kodene. Det krever mye dokumentasjon og kunnskap, samt erfaring. Du trenger å vite hva som er OK og hva som ikke er det.

Spesielt fordi den faktiske dimensjonsfaktoren ved bruk av UHPFRC avhenger av egenfrekvens, nedbøyning (både på kort og lang sikt), svinnrisiko og reduksjon. Dette er noen av de vanskeligste parametrene for å beregne og modellere nøyaktig. I stor grad er vi i Hi-Con avhengig av den lange erfaringen (se Bendts blogpost) vi har og de akkumulerte empiriske dataene for et stort utvalg av elementer vi har erfart, for å sikre at elementene fungerer som ønsket.

Som en konsekvens beregnes CRC i2®-elementene utelukkende av Hi-Con sine egne ingeniører.

Hvis du har en forespørsel om et potensielt prosjekt - ikke nøl med å kontakte oss.

 

Klikk her for å kommentere bloggen

 

 

Tilsvarende redaktør

Bendt Kjær Aarup
Group Material Development Manager