Textilní beton se zaměřením na duktilitu

Abstract

Vysokohodnotný beton je materiál vhodný pro tvorbu subtilních prvků díky svým vysokým pevnostem, jemnozrnnému kamenivu a dobré zpracovatelnosti. Klasické vyztužení betonářskou ocelí je pro takový beton poněkud zastaralé, neboť potřebuje větší krycí vrstvu, přičemž již samotná výztuž má také jistou nezanedbatelnou tloušťku. Využití technických textilií jako výztuže do vysokohodnotného betonu je tak na místě. Nejenže je taková karbonová síť tenčí než síť ocelová, zároveň nepodléhá korozi, a tudíž nepotřebuje krycí vrstvu ke své pasivaci. V této diplomové práci je zkoumáno chování betonových vzorků v podobě tenkých destiček, vyztužených karbonovými textiliemi (a to ve dvou úpravách – jednak jako nasycené epoxidovou pryskyřicí, jednak bez nasycení). Tyto destičky pak byly vystaveny namáhání čtyřbodovým ohybem. Beton vyztužený technickými textiliemi je nazýván textilní beton. Práce vychází z receptury vysokohodnotného betonu, která po 28 dnech dosahuje tlakové pevnosti přes 130 MPa. Čerstvý beton, namíchaný dle této receptury, je kromě toho samozhutnitelný. Nicméně karbonová síť bez nasycení pryskyřicí snadno ztrácí svůj tvar a nelze ji zafixovat v bednění, do kterého se následně nalije beton, což lze považovat za zásadní nevýhodu takového postupu. Proto se pro vrstvení takto vyztuženého vzorku použije stříkaný beton. Ten zajistí tenkou krycí vrstvu, která stačí i na dobré spolupůsobení s textilní výztuží. Po úpravě receptury byly mezi sebou porovnány vzorky vyztužené nasycenou karbonovou tkaninou, tkaninou bez úpravy a jejich vzájemné kombinace. Práce ukázala výhodné spolupůsobení impregnované a neimpregnované sítě s ohledem na únosnost a duktilitu. Takto vyztužený vzorek měl velkou únosnost před první trhlinou a také byl schopen přenášet část zatížení i po vzniku trhliny.

High performance concrete is a material used for the creation of subtile elements due to its hight strength, fine grained aggregate and good workability. The traditional steel reinforcement is not such suitable material as a reinforcement. Steel needs larger cover and also the reinforcement itself diameter is not negligible. The use of technical textiles as reinforcement in high performance concrete is thus appropriate. A carbon textile is thinner than a steel reinforcing mesh and it is also not subject to corrosion, so it doesn‘t need a cover layer for its passivation. This thesis examines the behavior of concrete samples in the form of thin slabs. These slabs are reinforced using carbon fabrics (with two treatments - saturated with epoxy resin and without saturation). These plates were then loaded using four-point bending test. Concrete reinforced with technical textiles is called textile reinforced concrete. The thesis is based on the previous developer recipe of high performance concrete, which reaches a compressive strength of over 130 MPa after 28 days. In addition, fresh concrete mixed according to this recipe is self-compacting. However, the carbon textile without resin saturation easily loses its shape and cannot be fixed in the formwork while the concrete is subsequently poured, which can be considered as a major disadvantage of this process. Therefore, shotcrete is used to lay the sample thus reinforced. This ensures a thin cover layer, which is sufficient for good cooperation with the textile reinforcement. After adjusting the recipe, samples reinforced with saturated carbon fabric, untreated fabric, and their combinations were compared. The thesis showed an advantageous interaction of impregnated and non-impregnated network with respect to load-bearing capacity and ductility. The reinforced sample had a high load-bearing capacity before the first crack appears and was also able to transfer part of the load even after the crack occurred.