Bio-based brug Emmen

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Bio-based brug Emmen"

Benjamin Timmermans
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Bio-based brug Emmen Durability van VVVK draagconstructies in een vochtige omgeving VVVK: Vlas Vezel Versterkte Kunststof Ir. P.G.F. Bosman Lectoraat Kunststof Technologie

2 Duurzame brug Dichtheid geen contragewicht Stijfheid doorbuiging maatgevend Milieu-impact & VVK thermisch recyclebaar Eigenschap vezels vlas E-glas eenheid bron Dichtheid 1,40 2,55 kg/dm 3 1 Stijfheid 50 à GPa 1 Sterkte 0,5 à 1,1 2,0 à 3,5 GPa 1 CO 2-1,95 +6,75 kg CO 2 /dm 3 2 Materiaaldemping in VVK 3,0±1,0 1,0±0,5 % 3 Vezelfractie (vacuüm infusie) 45±5 50 vol.% proeven [1] Biocomposieten 2012, Natuurlijke vezels en bioharsen in technische toepassingen, M. van den Oever en K. Molenveld, Wageningen UR [2] Flax & Hemp fibres: a natural solution for the composite industry Add-on release 2014, Technical book CELC [3] FLAX PREPREG Prepreg made of flax fibers / epoxy resin LINEO

(vacuüm infusie) 45±5 50 vol.% proeven [1] Biocomposieten 2012, Natuurlijke vezels en bioharsen in technische toepassingen, M. van den Oever en K.

3 Duurzame draagconstructies Sustainability Milieu-impact Durability Duurzaamheid LCA, LCC, TCO

4 Onderzochte materialen Vlasvezels: niet geconditioneerde omgeving niet chemisch voorbehandeld Uni Directioneel (UD) legsels Hars: UP en VE met kobaltvrije verharder VVVK draagconstructies: eerste aanzet

5 Mechanica : toolbox Spanning s = F / A Rek e = DL / L Hooke s = e E

6 Proeven mechanische eigenschappen In laboratorium met: - kamertemperatuur T = 20 C - kamervochtigheid RV = 40-60% - korte duur tot breuk t = 1 min. - statische belasting n = 1 gemiddelde, spreiding, karakteristiek waarde

7 Afname van mechanische eigenschappen s = F / A - Temperatuur - Vocht - Vermoeiing - Kruip - UV straling - Chemicaliën coating - Slijtage - Verrotting! Duralin 4 DL = s L / E [4] Green composites: A review of material attributes and complementary Applications Dicker M.P.M. (2013).

8 Gevraagde factoren Factor vezel-vvk Toelichting Voor effect van symbool Glas 5 Referentie Vlas Temperatuur h ct 0,9? Afwijkende sterkte (s) & stijfheid (E) voor T T test droog Vocht d/n nat droog Kruip d/n nat h ch 1,0 0,9 0,8 h cc 0,9 Vermoeiing E h cf 0,9??????? Afwijkende s & E t.o.v. kamer droog Teruglopen s & E onder permanente belasting Teruglopen E-modulus onder dynamische belasting [5] Vezel versterkte kunststoffen (VVK) in civiele en bouwkundige draagconstructies CUR Aanbeveling

Vermoeiing E h cf 0,9??????? Afwijkende s & E t.o.v.

9 Vermoeiing E η cf = 1,0 UD lamel η cf = 0,9 UD laminaat [6] Technical book JEC/CELC Flex and Hemp fibers: a natural solution for the composite industry Add-on release 2014-p36. Bijdrage van Bensadoun F, KU Leuven.

Vermoeiing s UD lamel UD laminaat [6] Technical book JEC/CELC Flex and Hemp fibers: a natural solution for the composite industry Add-on release 2014-p36.

10 Vermoeiing s UD lamel UD laminaat [6] Technical book JEC/CELC Flex and Hemp fibers: a natural solution for the composite industry Add-on release 2014-p36. Bijdrage van Bensadoun F, KU Leuven. [7] Fatigue life evaluation of aligned plant fiber composites through s-n curves and constant life diagrams, Shah DU, 2013

11 Kruip vervorming (E) sterkte (s) Hout 8 (ook cellulose): Klimaatklasse voor hout Relatieve Vochtigheid (RV) RV < 65% (<12% vochtopname) RV < 85% (<20% vochtopname) RV > 85% (>20% vochtopname) 1/(1 + k def ) E-reductie k mod s-reductie 1/(1 + 0,6) = 0,63 0,60 1/(1 + 0,8) = 0,56 0,60 1/(1 + 2,0) = 0,33 0,50 [8] EN Eurocode 5: Ontwerp en berekening Houtconstructies (2005).

vochtopname) 1/(1 + k def ) E-reductie k mod s-reductie 1/(1 + 0,6) = 0,63 0,60 1/(1 + 0,8) =

12 Vocht en Temperatuur - E s T=+40/+80 C, RV= 10% >1,0 >1,0 T=-20/+20 C, RV= 40% 1,0 1,0 T= +20 C, RV= 80% 0,80 à 0,85 0,80 T=-20/+80 C, RV= 100% 0,20 à 0,25 0,40 à 0,50

13 Gewichtstoename Vocht en Temperatuur - T: η ct = 0,9 op basis van droge vlasproeven & T= var. H,d/n: tot saturatie factor 0,8 vlas T&H-proeven tot en na saturatie 0,9 glas Neem: η ch = 0,8 0,9/0,9= 0,8 én doe aanvullende proeven 10j & T=var. 107% 106% 105% 104% 103% 102% Tijd (uren) H,n: tot saturatie factor 0,22/0,45 vlas T&H-proeven tot en na saturatie 0,8 glas Ruwweg: η ch = 0,22/0,45 0,8/0,9= 0,2/0,4 (E/s)

14 Voorgestelde factoren Factor vezel-vvk Toelichting Voor effect van symbool Glas Vlas Temperatuur h ct 0,9 0,9 droog Vocht d/n nat droog Kruip d/n nat h ch 1,0 0,9 0,8 h cc 0,9 1,0 0,8 0,4 0,2 s E 0,6 0,55 0,5 0,33 s E T range : -25 C tot +50 C (lichte kleur) aangehouden droge vlas-testwaarden aangehouden d/n: vlas-testwaarden RH=80% T=20 C aangehouden nat: vlas-testwaarden onderwater, zonder oppervlakte coating aangehouden tabel: t=50-100j ingevuld; vlas: hout 7 aangehouden glas: t -0,01, t in h; voor droog, droog/nat & nat 4 vlas: t -0,04, t in h; voor droog & droog/nat suggestie Vermoeiing E h cf 0,9 0,9 vlasliteratuur met 1 tot cycli aangehouden 5

RH=80% T=20 C aangehouden nat: vlas-testwaarden onderwater, zonder oppervlakte coating aangehouden tabel: t=50-100j ingevuld; vlas: hout 7 aangehouden glas: t -0,01,

15 Overige conclusies en aanbevelingen droog/nat: - vermoeiing vlas: s-n curvevorm glas te gebruiken - aanvullende vlasproeven RH= 60 & 80%, 10j & T=var. - monitor de eerste VVVK brug - kruipproeven vlas voor permanente belasting - coating/slijtlaag rondom, intern RH constanter - kobaltvrije uitharder toepassen - vlasvezels bijv. Duralin voorbehandeling geven - draagconstructie goed afwateren nat: - nader onderzoek & ontwikkeling

- monitor de eerste VVVK brug - kruipproeven vlas voor permanente belasting - coating/slijtlaag rondom,

16 Dank voor uw aandacht Met dank aan:

Vergelijkbare documenten

Vlasvezel versterkte kunststof draagconstructies

Vlasvezel versterkte kunststof draagconstructies Wi ndeshei m zetkenni si n wer ki ng ek zo er nd O Wi ndeshei m zetkenni si n wer ki ng BIOCOMPOSIET BRUGDEK Onder zoeksar t i kelnaarl angeduurgedr ag Lect or aatkuns t s t of t echnol ogi e BI OVEZELS