XV. NEMZETKÖZI ÉPÍTÉSTUDOMÁNYI KONFERENCIA CSÍKSOMLYÓ 2011 Dr. Farkas György, egyetemi tanár Németh Orsolya Ilona, doktorandusz y, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Hidak és Szerkezetek Tanszék
A polimerbeton Használati körülmények között kőszerűen szilárd, tisztán polimer kötőanyagú, szilárd adalékanyagot, esetleg módosító, illetve segédanyagot tartalmazó, friss állapotban formázható anyagrendszer. Olyan Oya betonféle, e, melynek ey e kötőanyaga valamely polimer. Kavics: 2 4 mm Kvarc 38m% Homok: 0 2 mm Kvarc 38m% Gyanta: POLIMAL 144 01 16m% Kalciumkarbonát 5 m% Iniciátor: Co 1 Cobalt Katalizátor: Trigonox 44 B 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 2
ELŐNYÖK Kedvező szilárdsági tulajdonságok Gyors szilárdulás Tömör anyagszerkezet Csekély vízfelvétel, kis áteresztőképesség Kopásállóság Sav és vegyszerállóság Hosszú élettartam Elektromos ellenálló képesség Könnyű formázhatóság Kedvező anyagszükséglet HÁTRÁNYOK Hőterhelés Tűz? Kúszás Zsugorodás Költségek! 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 3
Felszín alatti szerkezetek (előregyártott): csövek, közműaknák, ű k közműcsatornák ű Vízgyűjtő medencék, tároló medencék (pl. iszap) Veszélyes hulladék tárolók Elektrotechnikai szerelvények Útpályaburkolatok, felezőkorlátok Vízelvezető rendszerek Ipari padlók Betonfelületek javítása Kültéri falpanelek, védőburkolatok Gépalapok 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 4
Polimerbeton alapvető mechanikai tulajdonságai (saját receptúra), speciális tulajdonságai (szilárdulás üteme, tűzállóság, környezeti hatások vizsgálata) Az alapkeverék módosításainak lehetősége a környezetvédelem jegyében (PET adalék) Polimerbeton újabb alkalmazási lehetőségeinek feltárása 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 5
Eddigi szilárdsági vizsgálatok eredményei Hajlító húzó vizsgálat Tiszta húzás vizsgálata Nyomó vizsgálat Betonacél kihúzódás vizsgálata Korrózióvizsgálat ó PET palackokból készült adalékanyag hatása hajlító húzó és a nyomószilárdságra 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 6
1. Hajlítóhúzószilárdság Próbatest méretei: 60x60x250 mm Bázishossz: 200 mm Vizsgált próbatestek száma: 5 db Törőerő ő ő átlagértéke: ál ék 16.36 kn Hajlítóhúzószilárdság átlagértéke: 22.7 N/mm² Szórás: 1.28 N/mm² (5.6%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 7
2. Központos húzás Próbatest méretei: 40x40x400 mm Vizsgált próbatestek száma: 3 db Törőerő átlagértéke: 26.93 kn Húzószilárdság átlagértéke: 17.7 N/mm² Szórás: 0.31 N/mm² (1,7%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 8
3. Nyomószilárdság Próbatest méretei: 60x60x60 mm Vizsgált próbatestek száma: 5 db Törőerő átlagértéke: 263.4 kn Nyomószilárdság átlagértéke: 73.2 N/mm² Szórás: 5.39 N/mm² (7,4%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 9
4. Betonacél tapadásvizsgálata Próbatest méretei: 60x60x250 mm Acélbetétek átmérője: 8mm, 12 mm Acélbetét beágyazási hossza: 50, 100, 150, 200, 250 mm Elkészült próbatestek száma: 2x5x5=50 5550db Vizsgált próbatestek száma: 25+11=36 db 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 10
4. Betonacél tapadásvizsgálata Kihúzódással tönkrement próbatestek száma: 11 db Tapadószilárdság átlagértéke: Φ8 esetén: 28.7 N/mm² szórás: óá 1,08 N/mm² (3,7%) Φ12 esetén: 21.2 N/mm² szórás: 2,28 N/mm² (10,7%) Tapadószilárdságból számolt lehorgonyzási hossz: Φ8 esetén: 31 mm Φ12 esetén: 60 mm Ajánlott lehorgonyzási hossz: 5φ 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 11
5. Korrózióállóság vizsgálata Próbatest méretei: 20x20x160 mm 40x40x160 mm Első három hónap Próbatestek száma: Cementbeton 2x9 db Polimerbeton 2x9 db Betonacél átmérője: 10 mm Az oldat keverési aránya: 1kg só:5l víz A vizsgálat isgálat időtartama: 6 hónap laborhőmérsékleten (folyamatos utántöltés) Második három hónap 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 12
5. Korrózióállóság vizsgálata Eredmény: A polimerbeton próbatesteken csekély mértékű korrózió jelent meg A cementbeton próbatestek esetén a korrózió jóval előrehaladottabb Mindkét détanyagra a jellemző az etalonokhoz képest kis mértékű elszíneződés Polimerbeton Cementbeton 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 13
5. Korrózióállóság vizsgálata 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 14
6. PET szállal kevert polimerbeton hajlító húzószilárdság Próbatest anyaga: Előző keverékek kiegészítve 1m% nyi 1mm átmérőjű, 40 mm hosszú PET szállal Próbatest méretei: 60x60x250 mm Bázishossz: 200 mm Vizsgált próbatestek száma: 3 db Törőerő átlagértéke: 20.4 kn Hajlító húzószilárdság átlagértéke: 28.5 N/mm² Szórás: 1.25 N/mm² (4.3%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 15
7. PET szállal kevert polimerbeton nyomószilárdság Próbatest anyaga: Előző keverékek kiegészítve 1m% nyi 1mm átmérőjű, 40 mm hosszú PET szállal Próbatest méretei: 60x60x60 mm Vizsgált próbatestek száma: 3 db Törőerő átlagértéke: 363 kn Nyomószilárdság átlagértéke: 102.1 N/mm² Szórás: 1.59 N/mm² (1.5%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 16
8. PET pehellyel kevert polimerbeton hajlító húzószilárdság Próbatest anyaga: Előző alapkeverékek kiegészítve 1m% nyi 2mm átmérőjű PET zúzalék Próbatest méretei: 60x60x250 mm Bázishossz: 200 mm Vizsgált próbatestek száma: 3 db Törőerő átlagértéke: 17.75 kn Hajlítóhúzószilárdság átlagértéke: 24.6 N/mm² Szórás: 2.22 N/mm² (9,0%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 17
9. PET pehellyel kevert polimerbeton nyomószilárdság Próbatest anyaga: Előző alapkeverékek kiegészítve 1m% nyi 2mm átmérőjű PET zúzalék Próbatest méretei: 60x60x60 mm Vizsgált próbatestek száma: 3 db Törőerő átlagértéke: 292.3 kn Nyomószilárdság átlagértéke: 81.2 N/mm² Szórás: 9.41 N/mm² (11.6%) 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 18
Hajlító húzó szilárdság: normál keverék: PET szálas: PET pelyhes: Központos húzás: Nyomószilárdság: normál keverék: PET szálas: PET pelyhes: 22.7 N/mm² 28.5 N/mm² 24.6 N/mm² 17.7 N/mm² 73.2 N/mm² 102.1 N/mm² 81.2 N/mm² Betonacél szükséges lehorgonyzási hossza: 5Φ Olvasztósóval szembeni ellenállása kiváló 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 19
Mechanikai és reológiai tulajdonságok Rugalmassági modulus Hőterhelés hatása Tűzállóság (éghető a gyanta) Kúszás, zsugorodás mértéke Együttdolgozás cementbeton felületekkel Áteresztő ő képesség é felmérése é Környezeti ellenállóképesség vizsgálata Polimerbeton alkalmazási lehetőségei 2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 20
2011.06.04. ÉPKO 2011 Polimerbeton mechanikai tulajdonságainak kísérleti vizsgálata 21