Ultra Hoge Sterkte. Julie Piérard, Niki Cauberg. Een innovatie op betontechnologisch vlak

Transcriptie

1 4 th Concrete Innovation Forum 14 februari 2011, Heusden-Zolder Ultra Hoge Sterkte Beton (UHSB): Een innovatie op betontechnologisch vlak Julie Piérard, Niki Cauberg Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het bouwbedrijf (WTCB) 1

2 Overzicht 1. Inleiding: Wat is UHSB? 2. Het onderzoek bij het WTCB 3. Voorbeelden van UHSB-toepassingen 4. Besluit 2

3 Inleiding Betontechnologie: recente ontwikkelingen MPa MPa ( MPa!) Ordinary Concrete (OC) High Performance Concrete (HPC) Ultra High Performance Concrete (UHPC) Max. diameter van de granulaten (D max ) Poedergehalte (cement, microsilica) Water / bindmiddel verhouding Superplasticeerder Versteviging d.m.v staalvezels 3

4 Inleiding Typische samenstelling van een UHSB-mengsel Cement : kg/m³ Microsilica :+/ +/- 20% massa cement Water / bindmiddel < 0,2 Zand (+ granulaten) : +/ kg/m³ Superplastificeerder : min. 15 kg/m³ Vezels : +/- 150 kg/m³ (2 vol.%) 4

5 Het onderzoek bij het WTCB Samenwerking WTCB / VUB ( ) Doel: aantonen van het potentieel van UHSB voor de Belgische markt. Samenstelling en aanmaak Structureelt gedrag Duurzaamheid Industriële toepassingen 5

6 Het onderzoek bij het WTCB Ontwikkelde samenstellingen D max : 8 mm 0,5 mm Cement : 500 kg/m³ 800 kg/m³ Water / bindmiddel verhouding : 0,25 0,18 6

7 Het onderzoek bij het WTCB Structureel gedrag Buigtreksterkte (ductiel) L = 6 mm D = 0,16 mm L = 30 mm D = 0,38 mm 2% vol. (6 mm + 30 mm) 2% vol. (6 mm) 1% vol. (6 mm) 0% vezels 7

8 Het onderzoek bij het WTCB Structureel gedrag Kruip Vrije en verhinderde krimp Afschuivingsgedrag Vergelijking met de regels van Eurocode 2 C 90/105...? 8

9 Het onderzoek bij het WTCB Duurzaamheid: porositeit (water) 200 fcm cube 100 Water porosity ratio 15 fcm cu ube 100 [MP Pa] Wat ter porostit ty ratio [%] 0 OC HPC UHPC 0 9

10 Het onderzoek bij het WTCB Duurzaamheid: carbonatatieweerstand (1) Versnelde carbonatatie in een ruimte met 1% CO 2 Meting van de carbonatatiediepte ti t 10 cm OC HPC UHPC 10

11 Het onderzoek bij het WTCB Duurzaamheid: carbonatatieweerstand (2) mm Betondekking [mm] ion depth [mm] Carbonat OC HPC UHPC 6 mm 1mm voor een levensduur van 100 jaar OC 60 HPC 25 UHPC 5 [ Europees model DuraCrete ] Time of exposure [days] 11

12 Het onderzoek bij het WTCB Duurzaamheid: andere eigenschappen Eigenschap OC HPC UHPC Vorst / dooi ± + ++ Sulfaten ± + ++ Chloriden ± + ++ Brand ++ + ± Specifieke vragen bij UHSB: stabiliteit van de hydratatieproducten, veroudering van de hulpstoffen, 12

13 Het onderzoek bij het WTCB Ontwikkeling van mogelijke toepassingen Samenwerking met prefabindustrie Specifieke vereisten: flexibiliteit van formulering, verwerkingsduur, voorspanning, kleur,. Studie op laboschaal Industriële schaal 13

14 UHSB-toepassingen Voorlopige aanbevelingen AFGC Setra Guidelines (Frankrijk 2002) JSCE Guidelines for concrete No.9 (Japan 2006) DAfStb Bulletin No.561 (Duitsland 2008) (Frankrijk, 2002) (Japan, 2006) (Duitsland, 2008) 14

15 UHSB-toepassingen Architectonische elementen: straatmeubilair, gevelpanelen, Voetgangersbruggen, viaducten, balken, kolommen, trappen, Bijzondere constructies: dunne daken Versteviging / renovatie van bestaande structuren 15

16 UHSB-toepassingen Meubilair, decoratieve elementen Hoge verwerkbaarheid Grote vormvrijheid Estetisch CCB Italcementi Group 16

17 UHSB-toepassingen Gevelpanelen Dunne panelen zonder wapening Alternatief voor natuursteen t of keramiek Architectes ecdm (Centre de bus de Thiais, France, 2008) 17

18 UHSB-toepassingen Voetgangersbruggen Grote overspanning met een beperkte brugdekdikte De assemblage gebeurd op de site (prefab-elementen) Beperkt onderhoud Lafarge (Passerelle des Anges, France, 2009) 18

19 UHSB-toepassingen Voetgangersbruggen Lafarge (Sunyudo Pedestrain Bridge, Korea, 2002) 19

20 UHSB-toepassingen Viaducten Road Bridge WILD, Austria,

21 UHSB-toepassingen Dunne daken Vormvrijheid (zonder wapening) Assemblage op de werf (prefab-elementen) Waterdicht Lafarge (Shawnessy Station, Calgary, Canada, 2003) 21

22 UHSB-toepassingen Dunne daken Eiffage (Millau Viaduct Toll Gate, France, 2004) 22

23 UHSB-toepassingen Versteviging / renovatie van structuren Plaatsing in-situ Versteviging Verhoogde duurzaamheid SAMARIS Project (Suisse, 2004) 23

24 UHSB-toepassingen Steeds meer gewaagde g toepassingen komen in het vizier Architecte Rudy Ricciotti (Stade Jean Bouin, Paris, livraison prévue 2012) 24

25 Besluit Nieuwe technologie: UHSB Hoge verwerkbaarheid Sterk mechanische prestaties Grote ductiliteit Uitstekende duurzaamheid Estetisch Zeer groot potentieel voor nieuwe toepassingen! 25

26 Dank voor uw aandacht! Contactpersonen (project UHSB) N. Cauberg, J. Piérard O. Remy, J. Wastiels In samenwerking met Met financiële steun van 26