Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Fiberarmerade tunna betongplattor : en utvärdering av olika fibertyper och tvärsnittshöjde

Johnsson, Andreas LU and Runesson, Johan LU (2013) In Rapport TVBM (5000-serie) VBM820 20131
Division of Building Materials
Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
Abstract (Swedish)
Problemställning: Cementproduktionen i världen står idag för 5% av världens totala utsläpp av koldioxid. Höjda miljökrav de senaste
decennierna har gjort detta till en belastning för cement och
betongindustrin. Situationen har hanterats främst
genom att ta fram nya cement där den hållfasthetsskapande
Portlandklinkern delvis ersatts med andra material som
genererar mindre koldioxidutsläpp.
Ett annat grepp för att reducera koldioxidutsläppen är att
minska mängden använt material och bygga för ett längre
perspektiv. Att bygga slankt och att dimensionera för lång
livslängd blir då viktigt. När man med stålarmering bygger
slankt i betong blir armeringens täckskikt ofta styrande för
hur tunt man kan bygga. Täckskiktets uppgift är att... (More)
Problemställning: Cementproduktionen i världen står idag för 5% av världens totala utsläpp av koldioxid. Höjda miljökrav de senaste
decennierna har gjort detta till en belastning för cement och
betongindustrin. Situationen har hanterats främst
genom att ta fram nya cement där den hållfasthetsskapande
Portlandklinkern delvis ersatts med andra material som
genererar mindre koldioxidutsläpp.
Ett annat grepp för att reducera koldioxidutsläppen är att
minska mängden använt material och bygga för ett längre
perspektiv. Att bygga slankt och att dimensionera för lång
livslängd blir då viktigt. När man med stålarmering bygger
slankt i betong blir armeringens täckskikt ofta styrande för
hur tunt man kan bygga. Täckskiktets uppgift är att över
den bestämda livslängden skydda armeringsjärnen från
korrosionsangrepp. För betongplattor i exempelvis
sandwichväggar innebär detta att ytterplattans tjocklek blir
70 mm, ofta mer än vad som krävs med hänsyn till
bärförmågan vid böjbelastning. Ett sätt att gå runt detta är
att armera med icke korroderande armeringsmaterial som
galvaniserat stål, basalt och polypropylen, de tre ingående
materialen i denna studie.
Studien behandlar fiberarmering tillsatt i den färska
betongen. Fibrerna sprider sig i blandningen och förbättrar
betongens egenskaper vid dragbelastning. Hur stor effekt
fibrerna får beror på hur många fibrer som skär en
uppkommen spricka. Antalet fibrer tvärs en uppkommen
spricka beror i första hand på fiberdoseringen men även på
konstruktionsdelens dimensioner. En skiva med ett tunt
tvärsnitt tvingar fibrerna att orientera sig i skivans plan.
Vid böjbelastning uppstår dragande krafter och sprickor
tvärs skivans plan. Ligger fibrerna tvärs sprickorna innebär
detta att fler fibrer skär den uppkomna sprickan, vilket ger
en bättre effekt av den aktuella fiberdoseringen.
Dagens standardiserade testmetoder för att utvärdera
fiberarmerad betong vid böjbelastning föreskriver större
tvärsnittshöjder än de 30‐45 mm som med hänsyn till
produktionstekniska parametrar anses intressanta för olika
typer av skivprodukter. För att utvärdera dessa
tvärsnittshöjder med inverkan av fiberorientering krävs att
man testar just de aktuella tvärsnittshöjderna.
Syfte: Syftet med denna studie var att ta fram underlag för att
använda fiberarmering i produktionen av prefabricerade
betongplattor med tvärsnittshöjder kring 30‐45 mm.
Metod: En teoristudie genomfördes för att erhålla kunskap om
fiberarmerad betong och dess egenskaper i såväl färskt
som hårdnat tillstånd.
Dimensionering genom provning enligt den gällande
byggnormen SS‐EN 1990 användes för att bestämma
karakteristisk bärförmåga vid böjbelastning för
fiberarmerade balkar med tvärsnittshöjderna 30 och 45
mm. Bärförmågan bestämdes med trepunkts böjtester.
Möjligheten att placera ingjutna byglar i betongplattor med
de aktuella tvärsnittshöjderna studerades även genom att
genomföra utdragstester.
Böjbalkar och utdragsprover tillverkades i fyra gjutningar,
en oarmerad, en stålfiberarmerad, en basaltfiberarmerad
och en polypropylenfiberarmerad. Resultaten från testerna
analyserades för att utreda fiberorienteringens effekt på
bärförmågan samt framtida möjliga användningsområden.
Slutsatser: Studien visade att användning av fiberarmerad betong ger
möjlighet att tillverka betongplattor med tvärsnittshöjder
omkring 30‐45 mm med hänsyn till böjbelastning. Ett
underlag för vidare utveckling av fiberdoseringar och
betongsammansättningar för specifika användningsområden
har erhållits.
Vid utdrag av byglar ingjutna i betongplattor med
tvärsnittshöjderna 30 och 45 mm erhölls böjbrott i
betongprovet. Ytterligare arbete krävs för att utvärdera
användandet av ingjutningsgods i tunna betongplattor.
Dimensionering genom provning har visat sig användbart
vid utvärdering av de genomförda testerna.
Omräkningsfaktorn kräver vidare arbete.
En positiv effekt av fiberorienteringen kunde konstateras
på sprickspänningen för tvärsnittshöjden 30 mm. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Johnsson, Andreas LU and Runesson, Johan LU
supervisor
organization
course
VBM820 20131
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
keywords
fiberorientering, dimensionering genom provning, fiberarmering, betong, basaltfibrer, stålfibrer, polypropylenfibrer
publication/series
Rapport TVBM (5000-serie)
report number
5092
ISSN
0348-7911
other publication id
TVBM-5092
language
Swedish
id
4057870
date added to LUP
2013-09-23 20:21:00
date last changed
2013-10-06 14:47:29
@misc{4057870,
  abstract     = {Problemställning: Cementproduktionen i världen står idag för 5% av världens totala utsläpp av koldioxid. Höjda miljökrav de senaste
decennierna har gjort detta till en belastning för cement och
betongindustrin. Situationen har hanterats främst
genom att ta fram nya cement där den hållfasthetsskapande
Portlandklinkern delvis ersatts med andra material som
genererar mindre koldioxidutsläpp.
Ett annat grepp för att reducera koldioxidutsläppen är att
minska mängden använt material och bygga för ett längre
perspektiv. Att bygga slankt och att dimensionera för lång
livslängd blir då viktigt. När man med stålarmering bygger
slankt i betong blir armeringens täckskikt ofta styrande för
hur tunt man kan bygga. Täckskiktets uppgift är att över
den bestämda livslängden skydda armeringsjärnen från
korrosionsangrepp. För betongplattor i exempelvis
sandwichväggar innebär detta att ytterplattans tjocklek blir
70 mm, ofta mer än vad som krävs med hänsyn till
bärförmågan vid böjbelastning. Ett sätt att gå runt detta är
att armera med icke korroderande armeringsmaterial som
galvaniserat stål, basalt och polypropylen, de tre ingående
materialen i denna studie.
Studien behandlar fiberarmering tillsatt i den färska
betongen. Fibrerna sprider sig i blandningen och förbättrar
betongens egenskaper vid dragbelastning. Hur stor effekt
fibrerna får beror på hur många fibrer som skär en
uppkommen spricka. Antalet fibrer tvärs en uppkommen
spricka beror i första hand på fiberdoseringen men även på
konstruktionsdelens dimensioner. En skiva med ett tunt
tvärsnitt tvingar fibrerna att orientera sig i skivans plan.
Vid böjbelastning uppstår dragande krafter och sprickor
tvärs skivans plan. Ligger fibrerna tvärs sprickorna innebär
detta att fler fibrer skär den uppkomna sprickan, vilket ger
en bättre effekt av den aktuella fiberdoseringen.
Dagens standardiserade testmetoder för att utvärdera
fiberarmerad betong vid böjbelastning föreskriver större
tvärsnittshöjder än de 30‐45 mm som med hänsyn till
produktionstekniska parametrar anses intressanta för olika
typer av skivprodukter. För att utvärdera dessa
tvärsnittshöjder med inverkan av fiberorientering krävs att
man testar just de aktuella tvärsnittshöjderna.
Syfte: Syftet med denna studie var att ta fram underlag för att
använda fiberarmering i produktionen av prefabricerade
betongplattor med tvärsnittshöjder kring 30‐45 mm.
Metod: En teoristudie genomfördes för att erhålla kunskap om
fiberarmerad betong och dess egenskaper i såväl färskt
som hårdnat tillstånd.
Dimensionering genom provning enligt den gällande
byggnormen SS‐EN 1990 användes för att bestämma
karakteristisk bärförmåga vid böjbelastning för
fiberarmerade balkar med tvärsnittshöjderna 30 och 45
mm. Bärförmågan bestämdes med trepunkts böjtester.
Möjligheten att placera ingjutna byglar i betongplattor med
de aktuella tvärsnittshöjderna studerades även genom att
genomföra utdragstester.
Böjbalkar och utdragsprover tillverkades i fyra gjutningar,
en oarmerad, en stålfiberarmerad, en basaltfiberarmerad
och en polypropylenfiberarmerad. Resultaten från testerna
analyserades för att utreda fiberorienteringens effekt på
bärförmågan samt framtida möjliga användningsområden.
Slutsatser: Studien visade att användning av fiberarmerad betong ger
möjlighet att tillverka betongplattor med tvärsnittshöjder
omkring 30‐45 mm med hänsyn till böjbelastning. Ett
underlag för vidare utveckling av fiberdoseringar och
betongsammansättningar för specifika användningsområden
har erhållits.
Vid utdrag av byglar ingjutna i betongplattor med
tvärsnittshöjderna 30 och 45 mm erhölls böjbrott i
betongprovet. Ytterligare arbete krävs för att utvärdera
användandet av ingjutningsgods i tunna betongplattor.
Dimensionering genom provning har visat sig användbart
vid utvärdering av de genomförda testerna.
Omräkningsfaktorn kräver vidare arbete.
En positiv effekt av fiberorienteringen kunde konstateras
på sprickspänningen för tvärsnittshöjden 30 mm.},
  author       = {Johnsson, Andreas and Runesson, Johan},
  issn         = {0348-7911},
  keyword      = {fiberorientering,dimensionering genom provning,fiberarmering,betong,basaltfibrer,stålfibrer,polypropylenfibrer},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Rapport TVBM (5000-serie)},
  title        = {Fiberarmerade tunna betongplattor : en utvärdering av olika fibertyper och tvärsnittshöjde},
  year         = {2013},
}