Materiálové řešení betonových tunelových ostění s ohledem na požární odolnost

Abstract

Tato práce je zaměřena na problematiku tunelových betonových ostění za požáru, zejména na negativní jev betonu při vystavení požáru, tj. odštěpování. Nejprve byly shrnuty normové požadavky na betonové ostění. Těmito požadavky jsou požadovaná požární odolnost betonového ostění a třída reakce na oheň ostění a jeho povrchových úprav. Dále byla stručně shrnuta problematika analýzy požárního úseku tunelu, tj. relevantní požární scénáře. Následně byly uvedeny vlastnosti betonu a jeho složek při zvýšených teplotách. Dále byla podrobně rozebrána problematika odštěpování betonu, tj. jeho příčiny, charaktery porušení a opatření eliminující odštěpování. Odštěpování má totiž značný vliv právě na požární odolnost konstrukce. Následovala experimentální část, respektive řešený příklad této práce, ve kterém bylo zkoumáno odštěpování betonu a případný charakter poškození. Byly zkoušeny panely 400 x 400 x 100 mm různých receptur a pevnostních tříd. Jednalo se o panely z C 25/30 s různým množstvím PPF, C 30/37 s různým množstvím PPF a UHPC s 1 kg·m-3 PPF nebo s ocelovými drátky. Panely byly teplotně namáhány různými způsoby. Cílem byla optimalizace malorozměrové zkoušky požární odolnosti. Následně byly výsledky zkoušek vyhodnoceny a porovnány s teoretickými poznatky a předpoklady, tj. zda k odštěpování došlo, či nikoliv.

This work is focused on the issue of tunnel concrete linings during fire, especially on the negative phenomenon of concrete when exposed to fire, i.e. spalling. First, the standard requirements for concrete lining were summarized. These requirements are the required fire resistance of the concrete lining and the fire reaction class of the lining and its surface treatments. Next, the issue of analyzing the fire section of the tunnel, i.e. the relevant fire scenarios, was briefly summarized. Subsequently, the properties of concrete and its components at elevated temperatures were presented. Next, the issue of concrete spalling was analyzed in detail, i.e. its causes, failure characteristics and measures to eliminate spalling. Splitting has a significant effect on the fire resistance of the structure. This was followed by the experimental part, i.e. a solved example of this work, in which concrete spalling and the possible nature of the damage were investigated. Panels of 400 x 400 x 100 mm of different recipes and strength classes were tested. These were panels made of C 25/30 with different amounts of PPF, C 30/37 with different amounts of PPF and UHPC with 1 kg·m-3 PPF or with steel fibers. The panels were thermally stressed in different ways. The target was the optimization of a the small-scale simulation. Subsequently, the results of the tests were evaluated and compared with theoretical knowledge and assumptions, i.e. whether splitting has occurred or not.