25/04/2012 - Neues Material zur Verstärkung des Betons vor der Biegung

Menéame

An der Universität des Baskenlandes (UPV/EHU) wurde gerade eine neue Verbindung von anorganische Matrix , genannt TRM (Textile Reinforced Mortar) zur Verstärkung des Betons mit geringer Leistung gegenüber der Biegen, die eine Alternative zu den üblichen Methoden sein kann.

Bewaffneter Beton ist für den Bau von wesentlicher Bedeutung. Wohnblocks, öffentliche Gebäude, feste Gebäude, Brücken, Gänge oder sogar Banken sind einige der Elemente, die sie verwenden. Jedes Jahr wird die Produktion dieses grundlegenden Materials anhand großer Zahlen gemessen, und es ist schwierig, sich ein anderes Produkt vorzustellen, das es kurzfristig ersetzen kann.

Wie die meisten Materialien leidet auch der Stahlbeton im Laufe der Jahre an einer Alterung, die sich eindeutig auf die Mechanische Leistung und Haltbarkeit des Materials. Diese negative Wirkung wird am stärksten auf sogenannte niedrigleistungsfähige Betone beobachtet. Diese vor 1970 vor allem hergestellten Betone sind das Ergebnis falscher Konstruktionen, falscher Ausführung, des Gebrauchs von ungeeigneten Materialien oder unzureichender Wartung. Die fortschreitende Verschlechterung der Betonbedingungen kann die verschiedenen Elemente Strukturen zu ihrem Abbruch verurteilen.

In einer Zeit, die durch eine schwere Wirtschaftskrise gekennzeichnet ist, die vor allem den Makrobausektor betrifft, müssen neue Marktnischen gefunden werden. Rehabilitation ist ein Geschäft mit großen Wachstumsmöglichkeiten. Daher ist es angebracht, die Erforschung und Entwicklung neuer einfacher, wirksamer, wirtschaftlicher und nachhaltiger Lösungen zu fördern.

Die Forschung hat versucht, mehr Kenntnisse über die Wirksamkeit des Verstärkungssystems auf der Grundlage von technischen Geweben zu gewinnen, die in einer anorganischen Zähmungsmatrix (Mörtel leicht modifiziert mit Polymeren), das DRM. Außerdem wurde eine kleine Studie über Beton mit geringer Leistung durchgeführt, um seine Eigenschaften zu definieren, seine Pathologien zu analysieren und seine Ursachen durch die Untersuchung von tatsächlichen Fällen zu verstehen, die Literatur zu überprüfen und die historische Entwicklung des Materials zu bewerten.

Eine neue Technik

Es gibt zahlreiche Methoden für die Verstärkung von Stahlbetonelementen, das Wiederaufwachsen mit Stahlbeton oder den Einsatz von Materialien. fibroplastische Verbindungen (FRP) sind die am häufigsten verwendeten Lösungen von Ingenieuren und Kalkulisten. Diese bereits etablierten Methoden haben jedoch in bestimmten Situationen zahlreiche Nachteile. Das DRM stellt sich hauptsächlich als Alternative zur Bewältigung der Probleme dar, die sich aus diesen Situationen ergeben.

Seine Verwendung ist durch die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Materialien gerechtfertigt, aus denen die Verstärkung besteht (Hochtemperaturbeständigkeit, Durchlässigkeit des Wasserdampfes, Flexibilität usw.), die diese Lösung zu einer kompatiblen und betonbetriebenen Technologie machen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Wettbewerbskosten dieses Systems im Vergleich zu den bisher üblichen Verstärkungsmethoden stehen.

Die Arbeiten wurden von einem ganzheitlichen Ansatz für diese Verstärkungslösung bei der Anwendung auf Beton geprägt. In einer ersten Phase werden Charakterisierungsprüfungen aller an der Untersuchung beteiligten Materialien durchgeführt, von Stahlbeton (Herd und Stahl) bis hin zum DRM (Mörder und Gewebe). Als interne Verstärkung des DRM wurden drei verschiedene Materialien verwendet: Kohlenstoff, Basalt und Draht aus gestreiftem Stahl.

In einer zweiten Phase wurde das vorgeschlagene Verstärkungssystem vertieft, die Prüfung der Einachs-Antriebsprüfung an DRM-Prüfmustern durchgeführt und die Haftfähigkeit des Verbundmaterials an Betonblöcken untersucht. In einer dritten Stufe wurden 36 Kletterbalken (1,5 Meter Licht) und 16 Balken (4,5 Meter Licht) mit unterschiedlichen Materialien und Techniken (Verwendung mechanischer Verankerungen) durch Bewegungskontrolle und bis zum Bruch auf ein Drittel (1.5 Meter Licht) geprüft. Um das Verhalten des niedrigleistungsfähigen Betons nachzuahmen, wurden die getesteten Balken aus einem minderwertigen Beton hergestellt.

Anschließend wurden numerische Studien durchgeführt, um die Wirkung dieser Verstärkungslösung zu bewerten. Zunächst wurde ein mathematisches Modell entwickelt, um das Verhalten des Traktions-TRM zu simulieren und seine Gültigkeit wurde in einer numerischen Anwendung in Excel entwickelt. Zweitens wurde das Traktionsverhalten des DRM und seine Wirkung als Verstärkungsmaterial mit zufrieden stellenden Ergebnissen durch die Finite-Element-Methode (MEF) numerisch simuliert.

Die erzielten experimentellen Ergebnisse haben die mechanische Wirksamkeit des DRM bei der Verstärkung der Beugung von Stahlbetonbalken gezeigt. Die Wirkung des Verbundmaterials konnte auch durch einfache Anwendungen, die die Gestaltung künftiger Verstärkungen erleichtern, richtig simuliert werden. Es wurde schließlich festgestellt, dass es hinreichende Gründe dafür gibt, diese Verstärkungslösung als optimale Alternative zu den traditionellen Methoden anzubieten.

Diese Forschung ist das Ergebnis der europäischen Dissertation Flexural strengthening of low grade concrete through the use of new cement-based materials, die in Tecnalia entwickelt wurde und in der Ingenieurschule Bilbao der UPV/EHU verteidigt wurde.

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