W e t e n s c h a pMater iaa l o n d er zo ekcement 2002 6 95Enkele aspecten van het uitge-voerde werk in het Brite Euram-project (zie kader) zullen wordenbesproken in drie opeenvolgendeartikelen: buigproef (1), buigings-capaciteit (2) en dwarskrachtca-paciteit (3) van staalvezelversterk-te gewapende betonconstructiesberekend via de s-e-ontwerpme-thode.R i n g p r o e v e n v o o r d eb u i g p r o e fIn de s-e-ontwerpmethode [3]wordt het nascheurgedrag vanstaalvezelbeton experimenteel be-paald via vervormingsgestuurdedriepuntsbuigproeven op gekerf-de prisma's conform de `draft re-commendation: bending test' vanRilem TC162-TDF [1]. De proef-opstelling is voorgesteld in figuur1. Zowel de doorbuiging in hetmidden van het proefstuk (dI, dII)als de scheurwijdte ter plaatse vande onderzijde van de kerf (= crackmouth opening displacement:CMOD) worden opgemeten. Degrootheden die uit deze proevenworden bepaald, zijn: de propor-tionaliteitsgrens (ffct,L), equivalentebuigtreksterkten ( feq,2, feq,3) en resi-duele buigtreksterkten ( fR,i).Om de gebruiksvriendelijkheiden betrouwbaarheid van de proef-methode te onderzoeken, werdenin het kader van het Brite Euram-project ringproeven uitgevoerd.Dit resulteerde in een aantal ver-beteringen en verfijningen van deoorspronkelijke testmethode.Het proefprogramma omvattezowel ongewapend als staalvezel-versterkt beton. De onderzochteparameters zijn: de sterkteklassevan het beton (C25/30 enC70/85), de vezeldosering (25, 50en 75 kg/m3) en het vezeltype (RCStaalvezelbeton (1)Buigproefprof.dr.ir. L. Vandewalle en ir. D. Dupont, Katholieke Universiteit Leuven, departement Burgerlijke BouwkundeHoewel staalvezels reeds verschillende decennia op de markt zijn, worden zetot op heden te weinig gebruikt als constructieve wapening. Een mogelijkereden hiervoor is het ontbreken van algemeen aanvaarde proef- en ontwerp-methoden voor staalvezelbeton.In 1995 werd door RILEM de technische commissie TC162-TDF `Test andDesign Methods for Steel Fibre Reinforced Concrete' opgericht met als doel-stelling zowel proefmethoden als rekenregels voor het ontwerpen van staal-vezelbeton op te stellen.Brite Euram -projec tHet werk van RILEM-commissie TC162 resulteerde in vier `draft recommendations' die in het Rilem-tijdschriftMaterials and Structures werden gepubliceerd:? buigproef [1];? uni-axiale trekproef [2];? s-e-ontwerpmethode (spanning-rek) [3];? s-w-ontwerpmethode (spanning-scheuropening) [4].TevensorganiseertRilemTC162-TDFop20en21maart2003teBochumeenworkshop`TestandDesignMethodsfor Steel Fibre Reinforced Concrete ? Background and Expericiences'. Tijdens deze workshop, die het orgelpuntvormt van de commissie TC162-TDF, zullen zowel de aanbevelingen worden toegelicht als de toepassing ervanop concrete voorbeelden worden ge?llustreerd.Het verder verfijnen van de Rilem-aanbevelingen door het uitvoeren van ringproeven en het vergelijken van be-rekende draagvermogens (buiging, dwarskracht, ...) en scheurwijdten met proefondervindelijk verkregen waardenwas mogelijk dankzij het Brite Euram-project BRPR-CT98-0813 `Test and Design Methods for Steel Fibre Rein-forced Concrete'. Elf partners waren in dit project betrokken : N.V.Bekaert (Belgi? ? co?rdinator), Wetenschap-pelijk en Technisch Centrum voor de Bouwnijverheid (Belgi?), Katholieke Universiteit Leuven (Belgi?), Techni-cal University of Denmark (Denemarken), Balfour Beatty Rail Ltd (Groot-Brittanni?), University of WalesCardiff (Groot-Brittanni?), Fertig-Decken-Union GmbH (Duitsland), Ruhr-University-Bochum (Duitsland),Technical University of Braunschweig (Duitsland), FCC Construccion S.A. (Spanje) en Universitat Polyt?cni-ca de Catalunya (Spanje). Het project is gestart op 1 maart 1999 en be?indigd op 28 februari 2002.Alle rapporten van het Brite Euram-project worden gebundeld op een CD-rom, die binnenkort kan worden aan-gevraagd bij ??n van de partners.FFdd ddsn. A-AAA250150250550detail AkerfCMOD-maat (optie)lengte 40 mm325 257525751501 | Proefopstelling [1]W e t e n s c h a pMater iaa l o n d er zo ekcement 2002 69680/60 BN, RC 65/60 BN en RC80/60 BP). Vijf laboratoria warenbijderingproevenbetrokken.Eenoverzicht van het proefprogram-ma is vermeld in tabel 1.Elk laboratorium heeft de zesmengsels getest met zes proef-stukken per mengsel.De proeven op het ongewapendbeton werden uitgevoerd om despreiding op de proefresultatenten gevolge van de vezelori?ntatieuit te schakelen. Per mengselwerden de proefstukken op ??nlocatie vervaardigd en vervolgensover de verschillende laboratoriaverdeeld, om ook deze parameteruit te schakelen.Een gedetailleerde beschrijvingvan het proefprogramma, respec-tievelijk van de analyse van de te-stresultaten, is te vinden in [5].TypischeF-d-enF-CMOD-curvenvoor ongewapend beton, respec-tievelijk voor het staalvezelbeton,zijn weergegeven in de figuren 2en 3, respectievelijk 4 en 5.Een statistische analyse van deproefresultaten toonde aan dat er`inter-lab'-variaties zijn, maar datdeze relatief klein zijn ten op-zichte van de spreiding die eigenis aan het materiaal staalvezelbe-ton. De spreiding was het grootstbij de laagste vezeldosering (25kg/m3? spreiding tussen 15 en25%) en daalde bij een groterestaalvezelhoeveelheid(75kg/m3?spreiding tussen 10 en 20%).De buigproef blijkt een robuusteproefmethode te zijn die relatiefeenvoudig is uit te voeren. De af-metingen van het proefstuk latenaggregaten met een maximalekorreldiameter 32 mm toe envezels met een maximale lengtevan 60 mm. Het verdichten vanhet beton moet met zorg wordenuitgevoerd om een preferenti?leori?ntatie van de vezels te vermij-den. Deze buigproef is niet ge-schikt voor het beproeven vanspuitbeton.De aanwezigheid van een kerf laattoe de proef te sturen via deTabel 1 | Programma ringproeven in het kader van BRPR-CT98-0813sterkteklasse vezeldoseringC25/30 (NSC) 025 2)50 1)75 2)C70/85 (HSC) 025 3)1) RC 80/60 BN ? 2) RC 65/60 BN ? 3) RC 80/60 BP05101520250 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6d (mm)F(kN)NSCHSCF(kN)05101520250 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6NSCHSCCMOD (mm)d (mm)F(kN)05151020250 0,5 1 1,5 2 2,5 3C25/30(25)C25/30(50)C25/30(75)C70/85(25)CMOD (mm)F(kN)05101520250 0,5 1 1,5 2 2,5 3C25/30(25)C25/30(50)C25/30(75)C70/85(25)2 |F-D-curve voor ongewa-pend beton [6]D is het gemiddelde vanDIen DII(links)3 | F-CMOD-curve voorongewapend beton [6](rechts)4 | F-d-curve voor staalve-zelbeton [6] (links)5 | F-CMOD-curve voorstaalvezelbeton [6](rechts)W e t e n s c h a pMater iaa l o n d er zo ekcement 2002 6 97CMOD, welke een stabielere con-trole van het proefverloop toelaatdan via de doorbuiging d. Vooralbij hogesterktebeton en/of lagevezeldoseringen is dit van grootbelang. Er werd een relatie tussendedoorbuigingdendeCMODop-gesteld:CMOD = 1,18 d - 0,0416 (1)Een lineair verband kan wordengevonden tussen de hoeveelheidvezels, aanwezig in het breukvlak,en de berekende taaiheidspara-meters.De voornaamste beperking vandeze proefmethode is, dat ze nietgeschikt is voor het onderzoekenvan staalvezelbeton in bestaandeconstructies.A a n b e v e l i n g e nDe volgende aanbevelingen wer-den door het Consortium van hetBriteEuram-projectvoorgesteld.*)Proefstuk en opstellingDe afmetingen van het prisma endeproefopstellingzijnvoorgesteldin figuur 6. De opleg- en belas-tingsvoorwaarden van het proef-stuk moeten zodanig zijn, dat demaatonnauwkeurigheden van hetprisma kunnen worden opgevan-gen.De bekisting voor de prisma'smoet gevuld worden zoals aange-geven in figuur 7. Het middelstegedeelte (deel 1) moet ongeveertweemaal zo groot zijn als dedelen 2. De proefstukken moetenuitwendig getrild worden.De toleranties op de afmetingenvan het proefstuk zijn weergege-ven in figuur 8. Tevens moet deafstand tussen de verplaatsings-opnemer die gebruikt wordt omde CMOD op te meten, en de on-derzijde van het proefstuk be-perkt blijven tot 5 mm.SturingZoals hiervoor reeds vermeld,wordt aangeraden de proef testuren via de CMOD en is de op-meting van de doorbuiging d fa-cultatief. Indien de proef toch viade toename van de doorbuiging din het midden van het proefstukwordt gecontroleerd, is het nood-zakelijk de opmeting van d zo-danig uit te voeren dat ze nietwordt be?nvloed door secundairevervormingen. De snelheid vande CMOD, respectievelijk door-buiging d, zijn vermeld in tabel 2.Deonnauwkeurigheidindeaantebrengen kracht F mag ten hoogste0,1 kN bedragen, die bij bepalingvan de CMOD en d: 0,01 mm.De proef mag worden be?indigdnadat een CMOD van ten minste3,5 mm is bereikt.ProefresultatenHet resultaat van de buigproef isongeldig indien het scheurvlakniet begint ter plaatse van de kerf.Het resultaat van de proef bestaatuit een F-CMOD-curve. Indienechter enkel een F-d-diagramwordt opgemeten, kan d gecon-verteerd worden naar CMOD viavergelijking (1).Uitgaande van het F-CMOD-diagram kunnen zowel de pro-portionaliteitsgrens ffct,Lals de re-siduele buigtreksterkten fR,1en fR,4worden berekend.De belasting FL, behorend bij deproportionaliteitsgrens,wordt be-paald zoals voorgesteld in figuur9. FLis gelijk aan de grootste be-lasting in het interval met lengte*) De gedetailleerde beschrijving van de definitieve versie van de buigproef, opgesteld door Rilem TC162-TDF, zal gepu-bliceerd worden in Materials and Structures in de tweede helft van 2002.FFAAsupportsupport belastingsmiddelFLdd15025dsn. A-A2501507575250550detailkerfCMOD maatlengte 40 mm5y5stortvlak2 1 2kerfhspabTabel 2 | Snelheid van de CMOD, respectievelijk doorbuiging dgrootte snelheid(mm) ( m/s)CMOD en d CMOD d0 tot 0,05 0,83 3,330,05 tot 3,5 3,33 3,337 | Stortvolgorde (a) endwarsdoorsnede proef-stuk (b)6 | Aanbevolen proef-opstelling [5]W e t e n s c h a pMater iaa l o n d er zo ekcement 2002 6980,05mm(CMODofd).Indieneenspanningsverdeling wordt aange-nomen zoals voorgesteld infiguur 10, kan de proportionali-teitsgrens ffct,Lworden berekendmet de formule :3FLLffct,L= _____2 bh2spResiduele buigtreksterkten die-nen berekend te worden voorCMOD1= 0,5 mm en CMOD4=3,5 mm. De berekening is facul-tatief voor CMOD2 = 1,5 mm enCMOD3= 2,5 mm. FR,iis de be-lasting die geregistreerd wordt bijCMODi. Wanneer opnieuw eenspanningsverdeling wordt veron-dersteld zoals weergegeven infiguur 10, kunnen de residuelebuigtreksterkten fR,iworden bere-kend met de uitdrukking :3FR,iLfR,i= _____2 bh2spT e n s l o t t eUit de ringproeven, uitgevoerd inhet Brite Euram-project BRPR-CT98-0813, volgt dat de buigproefzoals voorgesteld door RilemTC162-TDF, een robuuste en be-trouwbareproefmethodeis.Enkeleaanpassingen werden voorgesteld,die in de definitieve aanbevelingvan Rilem TC162-TDF zullenworden opgenomen. L i t e r a t u u r1. Vandewalle, L. et al, RILEMTC162-TDF: Test and DesignMethods for Steel Fibre Rein-forced Concrete - Bendingtest. Materials and Structures,Vol. 33 (225), pp.3-5.2. Vandewalle, L. et al, RILEMTC162-TDF: Test and DesignMethods for Steel Fibre Rein-forced Concrete - Uni-axialtension test. Materials andStructures, Vol. 34 (235), pp.3-6.3. Vandewalle, L. et al, RILEMTC162-TDF: Test and DesignMethods for Steel Fibre Rein-forced Concrete - Design ofsteel fibre reinforced concreteusing the s-e-method. Mate-rials and Structures, Vol. 33(226), pp.75-81.4. Vandewalle, L. et al, RILEMTC162-TDF: Test and DesignMethods for Steel Fibre Rein-forced Concrete - Design ofsteel fibre reinforced concreteusing the s-w-method: prin-ciples and applications. Mate-rials and Structures, Vol. 35(249), pp.262-278.5. Barr, B.I.G. en Lee, M.K.,BRPR-CT98-0813 - Report ofsubtask 7.1: Recommenda-tions for Testing of SFRC.February 2002, ISBN 90-5682-358-2.6. BRPR-CT98-0813 - FinalTechnical Report. May 2002,ISBN 90-5682-358-2.150,0?2,0150,0?2,0kerfgebied125,0?2,0CMODLFR,4FR,3FR,2FR,1FLF [kN]0,05CMOD1 = 0,5 CMOD2 = 1,5 CMOD3 = 2,5 CMOD4 = 3,5CMOD [mm]0,5hsp(feq,3)(feq,2)ffct,L0,5hsp10 | Spanningsverdeling9 | F-CMOD-diagram8 | Toleranties op de afmetingen van het proefstuk (maten in mm) [5]
Reacties