Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

Vasbeton szerkezetek esetén egy tűzeset során csökken a beton nyomószilárdsága és az acélbetétek húzószilárdsága, emiatt létrejöhetnek képlékeny alakváltozások is. A szerkezet teherbíráscsökkenéséhez azonban nagymértékben hozzájárul a beton és a betonacélok (acélbetétek) együttdolgozásának (kapcsolati szilárdságának) változása is. A beton és az acél közötti kapcsolat változása nemcsak a teherbírást, hanem a repedések kialakulásának módját és milyenségét is befolyásolja. 

A vasbeton szerkezetetek tervezésének és építésének fontos kérdése, hogy a két anyag közti kapcsolat magas hőmérséklet hatására hogyan és milyen mértékben módosul.

A beton-betonacél kapcsolat egy részét a két anyag közötti kémia kötés határozza meg. A kémia kötés mértékét a betonösszetétel megváltoztatásával, például kiegészítőanyagok (kohósalak, pernye trassz, szilikapor, metakaolin) adagolásával lehet módosítani. A kémiai kötés módosítása mellett a beton szilárdságát, ami a tapadószilárdság másik részét a mechanikai kapcsolatot biztosítja, is módosítja a betonösszetétel (kiegészítőanyagok).

A tapadószilárdság 400 °C-os hőterhelés felett, mind a bordás, mind a sima betonacéloknál jelentősen lecsökken, ezáltal a betonacélok biztonságos lehorgonyzását nem tudja biztostani a szerkezeten belül.

Jelen kutatás célja az, hogy tisztázza, hogy tapadószilárdság milyen mértékben és hogyan változik a különböző kiegészítőanyagok adagolásának hatására.

A mérések elkezdése előtt a jelöltnek át kell tekinteni a vonatkozó szakirodalmat, és ez alapján meghatározni a laboratóriumi vizsgálatok paramétereit.

A kérdés tisztázásához a jelöltnek laboratóriumi vizsgálatokat kell végeznie, melynek során az elvárt a szilárdságvizsgálat (nyomószilárdság, tapadószilárdság) mellett a makro (szemrevételezés, optikai mikroszkóp) és a mikroszerkezet (SEM) vizsgálat is, valamint a mérnöki összefüggések feltárása is a feladatok közé tartozik.

A mérési eredmények alapján meg lehet határozni a kritikus lehorgonyzási hosszat és a hozzá tartozó hőmérsékletet és javaslatot lehet tenni a méretezési szabványok módosítására.

 

***

 

In the case of reinforced concrete structures, the compressive strength of concrete and the tensile strength of steel reinforcements decrease during a fire, which can result in plastic deformations. However, the decrease in load-bearing capacity of the structure is greatly influenced by the change in the interaction (bond strength) between the concrete and the steel reinforcements. The change in the interaction between concrete and steel not only affects the load-bearing capacity, but also influences the way cracks form and develop.

Designing and constructing reinforced concrete structures involves an important question of how and to what extent the connection between the two materials changes under high temperatures.

Part of the bond between the concrete and the reinforcing steel is determined by a chemical bond between the two materials. The level of chemical bonding can be modified by altering the concrete composition, such as by adding supplementary materials (blast furnace slag, fly ash, silica fume, metakaolin). In addition to modifying the chemical bond, the concrete strength, which provides the other part of the bond through mechanical connection, can also be modified by the concrete composition (supplementary materials).

The adhesive strength significantly decreases at a temperature of 400°C for both ribbed and smooth reinforcing steel, making it impossible to ensure safe anchoring of the reinforcing steel within the structure.

The aim of this research is to clarify how and to what extent the bond strength changes due to the addition of different supplementary materials.

Before starting the measurements, the candidate must review the relevant literature and determine the parameters of the laboratory tests based on this. To clarify the issue, the candidate must perform laboratory tests, which include the expected strength tests (compressive strength, adhesive strength), macro (visual inspection, optical microscope), and microstructure (SEM) analysis, as well as realizing the engineering correlations.

Based on the measurement results, the critical anchoring length and the corresponding temperature can be determined, and recommendations can be made for modifying the design standards.