Přetvárné vlastnosti textilního betonu

Abstract

V posledních letech se objevují snahy o nahrazení ocelové výztuže v betonových konstrukcích nebo o jejich optimalizaci novými druhy materiálů. Cílem těchto snah je zefektivnění, prodloužení životnosti, zvýšení únosnosti a v neposlední řadě snížení emisí CO2, které jsou s výrobou zmíněných konstrukcí spojené. Jedním z těchto nových materiálů je textilní beton. Textilní beton je kompozitní materiál tvořený textilní výztuží a betonovou matricí, která má za účelem řádného probetonování textilních výztužných sítí maximální velikost zrna kameniva zpravidla do 4 mm. Každý prut textilní výztuže se skládá z mnoha elementárních uhlíkových, skleněných, čedičových a jiných vláken. Jednotlivé pruty z elementárních vláken se většinou spojují do výztužných sítí. Textilní beton má v porovnání s ocelovým betonem obecně vzato více pozitivních vlastností než těch negativních. Detailní porovnání obou materiálů je součástí disertační práce. Pro výrobu textilní výztuže ani pro provádění, navrhování a zkoušení konstrukcí z textilního betonu zatím neexistují žádné technické normy, předpisy ani standardy. V současné době proto není možné provádět veřejné stavby z textilního betonu ve větším rozsahu. Na mnoha českých i zahraničních technických pracovištích nyní probíhá výzkum s cílem vytvořit na základě zjištěných poznatků technické normy. Disertační práce se zabývá tématy, která byla v souvislosti s textilním betonem doposud prozkoumána jen velmi málo, nebo dokonce nebyla prozkoumána vůbec. Věnuje se hlavně přetvárným vlastnostem textilního betonu, které jsou důležité pro inženýrské konstrukce. V disertační práci se přetvárné vlastnosti textilního betonu zkoumají numericky i experimentálně. První nastolenou problematikou jsou ohybové vlastnosti konstrukčních prvků z textilního betonu. V rámci řešení tématu ohybových vlastností textilního betonu budou porovnány výsledky z reálných zkoušek s výsledky vypočtenými pomocí několika numerických metod. Další problematikou řešenou v disertační práci je „rozměrový efekt“ textilního betonu. Třetím důležitým tématem je odezva textilního betonu při dynamickém ohybovém namáhání.

As alternatives to construction steel in steel reinforced concrete, new materials are being used to optimise lifespans and load-bearing capacity in structures and to reduce CO2 emissions in production. One of these new materials is textile reinforced concrete. Produced from textiles, textile reinforcement mesh is added to the concrete mix, which is limited to a maximum gravel size of 4 mm due to constraints in the mesh’s dimensions. Textile reinforcement mesh is a lattice of rods produced with different spacing and diameters. Each rod is produced from thousands of fibres of AR-GLAS, basalt, carbon, aramid, or other materials. Compared to steel reinforced concrete, textile reinforced concrete has many advantages. In this dissertation, these construction materials are compared in detail. Textile reinforced concrete is not currently subject to any technical standards, regulations or testing for planning and use in construction. The absence of technical standards means the use of this material is not permitted in public structures; however, the existing research of all the properties and characteristics of textile reinforced concrete is sufficient for the creation of a technical standard. The dissertation investigates unresearched characteristics of textile reinforced concrete or those which have few existing studies in the literature. The thesis mainly examines the material’s deformation characteristics encountered in bridge construction and engineering. The mechanical behaviour of textile reinforced concrete was tested experimentally, especially its deformation behaviour. The dissertation compares the current knowledge of the material’s deformation behaviour with results from real experiments and FEM calculations. The dissertation also examines the effect of the size of the textile mesh and explores the material’s overall dynamic deformation behaviour, which is a significant factor in bridge construction