Chování stavebních konstrukcí z textilního betonu za zvýšené teploty
Behaviour of textile-reinforced concrete structures at elevated temperatures
Typ dokumentu
disertační prácedoctoral thesis
Autor
Richard Fürst
Vedoucí práce
Mózer Vladimír
Oponent práce
Bílek Vlastimil
Studijní program
Pozemní stavbyInstituce přidělující hodnost
katedra konstrukcí pozemních stavebPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Textilní železobeton (TRC – z anglického textile-reinforced concrete) je moderní kompozitní materiál, skládající se z textilní výztuže, vysokohodnotného betonu (HPC – z anglického high-performance concrete) a matrice textilní výztuže, nejčastěji provedené ze syntetických pryskyřic. Vzhledem k tomu, že jde o relativně nový stavební materiál, je hojně využíván především u nenosných konstrukcí jako jsou fasádní panely nebo designové prvky. Nicméně díky výborným mechanickým vlastnostem má tento materiál vysoký potenciál pro použití u nosných konstrukcí. Než však dojde k jeho použití u nosných konstrukcí, je nezbytné posoudit chování TRC z hlediska požární odolnosti. Vývoj TRC popsaný v disertační práci se zaměřuje na prohloubení znalostí o chování textilního betonu za zvýšené teploty. Dílčím cílem práce je minimalizovat nutnost použití dodatečné požární ochrany a zvýšení pasivní požární odolnosti TRC. Na základě provedených experimentů byly definovány rizikové oblasti TRC jako je vysoké riziko odlupování betonových vrstev HPC, příspěvek k rozvoji požáru vlivem vzplanutí syntetických pryskyřic nebo ztráta interakce mezi materiály v důsledku teplotní degradace matrice textilní výztuže. V návaznosti na tato zjištění byla provedena optimalizace materiálů za účelem snížení nebo úplného odstranění těchto rizikových oblastí. V práci je též popsán zásadní vliv polypropylenových vláken ve směsi HPC, nebo použití alternativních materiálů matrice textilní výztuže na cementové bázi. Tyto materiálové optimalizace byly testovány jak za běžné, tak zvýšené teploty. Nakonec jsou všechny závěry stanovené na základě experimentální činnosti ověřeny za pomoci zkoušek v reálném měřítku, přičemž byla stanovena oficiální požární odolnost zkoušených prvků z TRC. Veškeré závěry uvedené v této práci by měly prohloubit znalosti o chování dílčích materiálů použitých při vývoji textilního betonu a tím zefektivnit budoucí návrh těchto prvků pro nosné konstrukce s přihlédnutím na účinky požáru. Textile reinforced concrete (TRC) is a modern composite consisting of high-performance concrete (HPC), textile reinforcement, and its matrix, most often from synthetic resins. Since it is a new building material, its use is dominant in non-load-bearing constructions such as facade panels or design elements. Nevertheless, due to its excellent mechanical properties, TRC may be used as an alternative load-bearing material to traditional structures materials. But before that, a detailed assessment from a fire resistance point of view is necessary. The development of TRC described in the thesis responds to the lack of knowledge about the fire design of TRC structures and focuses on the determination of TRC behaviour at elevated temperatures. At the same time, it aims to increase passive fire resistance and minimize the use of additional fire protection systems. Based on the multi-scale testing, risk areas such as high risk of spalling of HPC layers, contribution to the development of fire or loss of interaction between materials due to the temperature degradation of synthetic resin matrix of textile reinforcement were defined. Based on the findings, material optimization is proposed to reduce or eliminate these risks. Furthermore, the work describes the influence of the polypropylene (PP) fibres in the HPC mixture and their influence on spalling risk and load-bearing capacity of TRC. At the same time, the substitution of a flammable synthetic matrix of textile reinforcement with non-flammable cement-based materials is described as well as its behaviour at ambient and elevated temperatures. All conclusions determined based on the multi-scale experimental investigation were finally verified by real-scale testing where the official fire resistance of TRC structural members was classified. All these conclusions expand the development of TRC at elevated temperatures and thus should serve as a basis for the theoretical design of TRC structural members considering their behaviour at fire exposure.
Kolekce
- Disertační práce - 11000 [457]