Ultra Hogesterktebeton In samenwerking met: Huidig onderzoek in België van WTCB en VUB ir. Niki Cauberg, WTCB ir. Julie Piérard, WTCB Technologisch Adviseurs Druksterkterange 120 250 N/mm², zeer hoge duurzaamheid, structureel beton van de toekomst,... Onderzoek? Onderzoek? Materiaalstudie Laboschaal Samenstelling UHSB, vers beton,... Fase 1 Druksterkte, E mod, krimp, kruip,... (2009 2010) 2010) Duurzaamheidsproeven Fase 1 (2009 2010) Fase 2 (2011 2012) Materiaalstudie (EC2?) Laboschaal Rekenregels Productietechnieken Economieen LCA Optimalisatie / aanpassing van de samenstellingen
Samenstellingen UHSB 20 50 MPa 50 120 MPa 120 250 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 Versteviging d.m.v staalvezels Samenstellingen UHSB Slump flow 600 800 mm: ± zelfverdichtend beton M1 M2 M3 D max [mm] 8 4 0.5 Powder [kg/m³] 650 1079 1144 f cm [N/mm²] * 140 160 150 Met vezels (2%) vermindering slump flow tot 200 500 mm 3 types of UHPC Thermische nabehandeling 1. Verhoging druksterkte (150 160 MPa > > 180 210 MPa) 2. Vermindering porositeit (6 7 % > > 3 4 %) 3. Versnelling krimp Trek en buigtreksterkte Krimp en verhinderde krimp Dwarskrachtcapaciteit Aanhechting Ponsgedrag Kruip E modulus Vermoeiing
2 % 1 % Bros gedrag! UHPC zonder vezels C30/37 0.5 % (autogene autogene) krimp Shrinkage: testing tools Metingen starten onmiddellijk na storten Prisma s s worden beschermd door folie en bekisting Krimpvervormingen [µm/m] 1000 (90 C, gedurende 96 h, start 48 h na storten) 800 Totale krimp M2 met thermische nabehandeling 600 Totale krimp M2 400 EC2 Total krimp (f ck = 150 Mpa) 200 Afmetingen: 70 x 70 x 280 mm³ 0 0 100 200 300 400 Leeftijd, na ontkisten [dagen] Krimpvervormingen [µm/m] 1 + kruipcoëfficiënt φ(t, t0) [ ] 1200 2.500 1000 800 totale krimp M2 Autogene krimp M2 2.000 M1 M2 M3 600 400 200 0 EC2 totale krimp EC2 autogene krimp EC2 drogingskrimp drogingskrimp M2 0 50 100 150 200 250 300 Leeftijd, na storten [dagen] 1.500 totale krimp M2 M2 1.000 M2* M1 0.500 0.000 *: met thermische nabehandeling 0 50 100 150 200 250 Belastingstijd [dagen]
Druksterkte [N/mm²] Duurzaamheid: meting carbonatatiediepte (1 % CO 2 ) Carbonatatiediepte [mm] 16 15 mm 14 12 OC 10 8 6 HPC 6 mm 4 2 UHPC 1 mm OC HPC UHPC Foto s genomen op leeftijd 14 dagen 0 0 14 28 42 56 70 84 98 Blootstelling [dagen] k c [mm/ day] Betondekking [mm] voor een levensduur van 100 jaar OC 15 1.5 65 HPC 0.6 25 UHPC 0.1 < 5 [DuraCrete ] Brandweerstand: spalling! Geen spalling: p g 1.5 à 2 kg/m³ PP vezels 1% staalvezels thermische nabehandeling
Residuele druksterkte ±15 à 20 % Duurzaamheid UHSB Eigenschap OC HPC UHPC Carbonatatie ± + ++ Vorst / dooi ± + ++ Sulfaten ± + ++ Chloriden ± + ++ Brand ++ + ± > Duurzaamheid in ontwerp meenemen Balken in voorgespannen UHSB Persbuis in UHSB 6 m 6 m 6 m Type proef: Vierpuntsbuigproef Constante vervorming Tot falen Planning: proef begin 2012 Type test: Kruindrukproef Planning: proef begin 2012
ULB: (S. Staquet) UGent: (J. Dils) Overig onderzoek in België Eerste onderzoeken in België; Samenstellingen, krimp, balken; Vacuümmenger; Mengseloptimalisatie, en link tussen menging gen andere parameters (reologie, mechanische eigenschappen, microstructuur ) ; Conclusies Samenstellingen Onderzoek k3 typesamenstellingen, representatief ifvoor gamma UHSB Mechanische eigenschappen Eerste check EC2 voor basiskarakteristieken Aanvullend op internationale aanbevelingen Eerste ontwerpmogelijk Duurzaamheid Hoge duurzaamheid bevestigd Meenemen in ontwerp als eerste stap naar praktijk Bijkomende cases mogelijk Hartelijk dank voor uw aandacht en interesse! Partnership: WTCB Niki.Cauberg@bbri.be i b Julie.Pierard@bbri.be VUB Jan.Wastiels@vub.ac.be Olivier.Remy@vub.ac.be Met dank voor de financiële steun: Ism.: