Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Dr hab. inż. Emmanuel Denarié, Profesor Politechniki w Lozannie Inżynier budownictwa EPF/SIA Laboratorium Utrzymania i Bezpieczeństwa Konstrukcji (MCS)

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Dr hab. inż. Emmanuel Denarié, Profesor Politechniki w Lozannie Inżynier budownictwa EPF/SIA Laboratorium Utrzymania i Bezpieczeństwa Konstrukcji (MCS)"— Zapis prezentacji:

1 Dr hab. inż. Emmanuel Denarié, Profesor Politechniki w Lozannie Inżynier budownictwa EPF/SIA Laboratorium Utrzymania i Bezpieczeństwa Konstrukcji (MCS) Trwalsze obiekty mostowe dzięki połączeniu UHPFRC i betonu

2 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 1 Streszczenie 1.Motywacja 2.Materiały UHPFRC 3.Proponowane rozwiązania? 4.Dlaczego UHPFRC ? 5.Sprawdzenie 6.Zastosowanie w praktyce 7.Projekt ARCHES – WP5 8.Wnioski 9.Referencje

3 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 2 1. Motywacja  Infrastruktura drogowa=rozmaitość obiektów, o różnych wymiarach, geometriach, lokalnych warunkach, oraz….. Podobnych słabych punktach

4 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 3  Ekspozycja na czynniki lokalne  Najbardziej agresywne = kontakt z wodą- XD2, XD3, XA2,3  Beton zbrojony rzadko jest w stanie sprostać takiej długotrwałej ekspozycji!

5 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 4 2. Materiały UHPFRC  Ultra High Performance Fibre Reinforced Concretes  (Beton Bardzo Wysokiej Wytrzymałości Wzmocniony Włóknami) Zwarty zaczyn cementowy Wielowarstwowe zbrojenie rozproszone – wzmocnienie przy rozciąganiu Nadzwyczajne mechaniczne i ochronne właściwości CEMTEC multiscale ® opracowany przez Rossi i al. (2002) “Samozagęszczalny” “Odkształcalny jak stal”

6 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 5 Skład UHPFRC Mikrokrzemionka - Mk/C = 0.26 (masa) Superplastyfikator – Sp/C = 1 % (masa, suche składniki) Woda/Spoiwo = 0.125 do 0.140 Cement: 1051 do 1434 kg/m 3 Mikrokrzemionka Cement CEM I 52.5 Drobny piasek D max =0.5 mm Mieszanka cementowa

7 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 6 Skład UHPFRC Mikrozbrojenie + 10 mm/0.2 mm proste włókna Całkowita zawartość 468 - 706 kg/m 3 (6 do 9 % Obj.) Zbrojenie rozproszone Mikrozbrojenie ” wełna stalowa” Makrozbrojenie L=10 mm, D=0.2 mm CEMTEC multiscale ® developed by Rossi et al. (2002)

8 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 7 Powierzchnia pęknięcia UHPFRC wraz z widocznymi włóknami stalowymi 10 mm

9 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 8 3. Proponowane rozwiązania ?  Długowieczny, mający na celu « podniesienie trwałości » krytycznych miejsc poddanych mechanicznym obciążeniom i wpływowi surowych warunków środowiska « Zastosować długowieczny płaszcz zimowy na konstrukcję »

10 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 9 Zastosowanie : UHPFRC  Stosować UHPFRC gdzie jest tego wart!  W strefach o surowej klasie ekspozycji (XD2,3, ew. XA2,3)!  Aby uczynić trwalszymi istniejące lub nowe konstrukcje

11 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 10 Zastosowane rozwiązania  P: UHPFRC h u = 15 to 30 mm = Ochrona  PR: UHPFRC + zastąpienie skorodowanych prętów (h u ~ 50 mm) = Wzmocnienie+Ochrona  R: UHPFRC + dodatkowe pręty (h u >=50 mm) = Wzmocnienie Habel et al. (2004)

12 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 11 4. Dlaczego ? Prace naprawcze stają się dominującą dziedziną w budownictwie drogowym w wielu krajach  Wziąć pod uwagę wpływ na infrastrukturę drogową i społeczeństwo! Wzmocnione oraz nowe konstrukcje są zbyt często krótko-żywotne ! Zwiększyć nośność bez przyrostu masy Ograniczyć czas trwania oraz ilość interwencji  prościej i krócej !

13 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 12  Ograniczone środki na management konstrukcji drogowych (czas oraz pieniądze, wliczając koszty użytkowników) ! Ograniczyć czas interwencji Wzrost trwałości oraz wydajności - Na renowacje - Na nowe konstrukcje  Zalety Strategii A Wykorzystać zalety „advanced materials”  Połączyć materiały w wydajnie współpracujące elementy!

14 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 13 5. Sprawdzenie  Powodzenie « Structural rehabilitations » jest ważnym wyzwaniem oraz oczekiwaniem społecznym Główne zagadnienia:  Proces aplikacji  Monolityczne zachowanie  Funkcja ochronna  Właściwości mechaniczne  Trwałość

15 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 14 Liczne badania laboratoryjne na materiałach UHPFRC oraz kompozytowych elementach, od 1999 w lab. MCS/EPFL – EU Project SAMARIS. Cztery zastosowania w pełnej skali zrealizowane w Szwajcarii (2004, 2006 i 2007).  UHPFRC: CEMTEC multiscale ® - Rossi (2002) kilka zastosowań w pełnej skali na nowych obiektach w Szwajcarii planowane na 2008  UHPFRC na bazie komponentów szwajcarskich.

16 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 15 6. Zastosowanie w skali naturalnej 1.Renowacja oraz poszerzenie mostu na rzece La Morge - Szwajcaria Wykonanie: październik – listopad 2004

17 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 16 Koncept interwencji Span 10 m  Brak izolacji przeciwwodnej  Funkcja ochronna zapewniona przez UHPFRC Poszerzenie mostu  Prefabrykowany krawężnik UHPFRC od strony wody dolnej  Cienka warstwa UHPFRC (3cm) na powierzchni mostu  Prefabrykowany krawężnik UHPFRC od strony wody górnej  Dwa etapy betonowania: 1 pas od strony GW 1 pas od strony DW Rozpiętość 10 m

18 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 17 Przygotowanie UHPFRC Zdolność betoniarki 500 do 750 litrów 300 litrów UHPFRC na zarób 3 zaroby = 900 litrów w 45 minut 900 litrów na gruszkę - 635 kg stalowych włókien na betoniarkę !

19 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 18 Skład UHPFRC Cement = 1430 kg/m 3 Piasek kwarcowy (D max < 0.5 mm) Mikrokrzemionka - Mk/C = 0.26 Woda/Spoiwo = 0.125 to 0.135 (W/C= 0.155 to 0.165) Superplastyfikator = 1 % suchych składników „Stalowa wełna” +10/0.2 mm włókien (total=9% Obj.) „Slump flow” > 400 mm Samozagęszczalny Tolerancja spadku 2.5 % Baza: CEMTEC multiscale ® - Rossi et al. (2002)  Brak pielęgnacji termicznej  Ochrona plastykową folią + 8 dni pielęgnacji „wilgotnej” Niski stosunek woda/spoiwo + duża ilość spoiwa  Niski stopień hydratacji spoiwa (30 %)  Samozabliźnianie / Zdolność wiązania wody

20 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 19 Wylewanie UHPFRC na budowie  Spadek 2.5 % pomyślnie osiągnięty Test na spadek płyta 3 m x 1 m x 3 cm zarób CM23

21 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 20 Zastosowanie na połowie jezdni od strony dolnej wody – Październik 22, 2004 Na budowie

22 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 21 Układanie UHPFRC Tiksotropowy, samozagęszczalny UHPFRC, rozprowadzony przy użyciu prostych narzędzi (Photo A. Herzog)

23 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 22 Test In-situ na przepuszczalność powietrza Test według Torrent et al. (1995)  Wyjątkowo niska wartość kT-pomiary na moście (Absorpcja kapilarna w lab.: (Beton doskonały: 200) )

24 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 23 Próba jednoosiowego rozciągania UHPFRC Test na 5-ciu próbkach po 28miu dniach f ct = 13.5 MPa (średnio)  hardening = 1.5 ‰ (średnio)

25 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 24 Analiza kosztów Porównanie trzech rozważanych rozwiązań: A.Zrealizowany projekt z UHPFRC bez izolacji przeciwwodnej B.Podobny projekt z betonem naprawczym oraz izolacji przeciwwodnej C.Podobny projekt z tańszym (- 30 %) UHPFRC oraz bez izolacji przeciwwodnej PrzypadekKoszty realizacji A112 % B100 % C107 % Wykonany

26 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 25 Most po wykonaniu renowacji, Grudzień 2004

27 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 26 Most, po pierwszej zimie

28 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 27 Detal UHPFRC, po pierwszej zimie Widok na powierzchnię prefabrykowanego krawężnika z UHPFRC, z powierzchniową korozją włókien stalowych bliskich powierzchni UHPFRC betonowany na miejscu Prefabrykowany

29 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 28 Z punktu widzenia właściciela « Najważniejszymi zaletami tej metody są:  Skrócenie czasu budowy, szybsze otwarcie drogi dla ruchu, większa trwałość.  Znaczne oszczędności w postaci zminimalizowanych perturbacji ruchu i związanych z tym kosztów pośrednich.  Redukcja wysokości renowacyjnej warstwy oraz możliwość wzmocnienia bez przyrostu ciężaru własnego.  Uniknięcie kosztownego dozbrojenia głównych elementów konstrukcji.  Wykonanie przez miejscowych wykonawców używających standardowego wyposażenia. » SRCE - DTEE CANTON DU VALAIS

30 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 29 Wnioski po pierwszym zastosowaniu  UHPFRC CEMTEC multiscale ® był łatwy w przygotowaniu oraz betonowaniu na budowie przy użyciu standardowych narzędzi.  Jakość UHPFRC była sprawdzona in-situ oraz w laboratorium. Znakomite właściwości zostały potwierdzone.  Bitumiczna nawierzchnia może zostać nałożona na UHPFRC po 8-miu dniach, zamiast po kilku tygodniach w przypadku zwyczajnego betonu.  Powierzchniowa korozja stalowych włókien UHPFRC jest związana z procesem betonowania.  Mimo czysto powierzchniowego charakteru, korozja musi zostać złagodzona poprzez ulepszenie procesu układania mieszanki

31 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 30  Wyzwanie: betonowanie UHPFRC ograniczonych po- wierzchni + wysoki stopień utwierdzenia warstwy UHPFRC Zaroby UHPFRC po 1 m 3 Projekt został pomyślnie zakończony w Październiku 2006 Zastosowanie 2: Warstwa ochronna na barierach bezpieczeństwa A1 Furtbachbrücke, Würenlos Właściciel : Canton Argovie Wykonanie : 2006 CEMTEC multiscale ® UHPFRC (3 cm) CEMTEC multiscale ®

32 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 31  Droga silnie obciążona ruchem  Prefabrykowane elementy łupinowe z UHPFRC o grubości 4 cm  Połączenia zabezpieczone na miejscu z użyciem żywicy epoksydowej Zastosowanie 3: Elementy łupinowe z UHPFRC do podpór mostu Właściciel obiektu : Canton Argovie Szwajcaria Realizacja : wiosna 2007 Łupina z UHPFRC (4 cm) Zaprawa samozagęszczalna Wylewana na mokro HIFCOM EPFL 13s Oesterlee et al. (2007)

33 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 32 Zastosowanie 4: Wzmacnianie płyty posadzki przemysłowej Zwiększenie obciążeń ruchem Zastąpienie warstwy zaprawy ochronnej przez 4 cm warstwę zbrojonego UHPFRC Zwiększenie nośności oraz ochrony korozyjnej 720 m 2 lub 36 m 3 of UHPFRC Jesień 2007 Geneva HIFCOM EPFL 13s

34 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 33

35 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 34 7. Projekt ARCHES – WP 5  Cel 1: Opracowanie receptur UHPFRC z materiałów dostępnych w Słowenii i w Polsce.  Cel 2: Zastosowanie UHPFRC przy modernizacji obiektów w Słowenii i w Polsce

36 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 35 Osiągnięcia pierwszych 18 miesięcy  Transfer technologii dotyczący wykonania mieszanki UHPFRC oraz metod badawczych – Słowenia - Polska  Określenie procedur postepowania przy doborze materiałów krajowych do wykonania zaczynu UHPFRC  Rozpowszechnienie idei stosowania UHPFRC oraz kontakt z przedstawicielami administracji drogowej  Przygotowanie pilotażowego, praktycznego zastosowania w Posce, most w m. Królowy Most  Eksperymentalne zastosowanie UHPFRC przewidziane w Słowenii w roku 2008

37 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 36 Funkcje ochronne  Zaroby CM24, CM27 i CM29 na komponentach słoweńskich posiadają znakomite właściwości ochronne porównywalne do zarobu referencyjnego CM23 (projekt SAMARIS). Materiał Przepuszczalność powietrza [10 -16 m 2 ] Współczynnik podciągania kapilarnego [g/m 2.h 0.5 ] Słaby beton21200 Dobry beton0.03400 CM23 (ref.)0.00345 (EPFL zm.) CM240.00853 (EPFL zm.) CM27n.a23 (ZAG zm.) CM29n.a23 (ZAG zm.) UHPFRC Test przepuszczalności powietrza

38 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 37 Właściwości mechaniczne  Zarób CM24 na komponentach słoweńskich posiadają znakomite właściwości mechaniczne porównywalne do zarobu referencyjnego CM23 (projekt SAMARIS). Próba zginania Płyty 50 x 20 x 3 cm Rozpiętość 42 cm Wyniki opracowano na podstawie 5 do 10 próbek

39 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 38 Zastosowanie praktyczne - POLSKA Most w m. Krolowy Most – Poland – wiosna 2008 Poszerzenie + zastosowanie UHPFRC z polskimi komponentami

40 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 39 Zastosowanie praktyczne - POLSKA Krolowy Most bridge – Poland Widening with application of UHPFRC foreseen for spring 2008 4 990 54 990 80 Most w m. Krolowy Most – Polska, Przekrój mostu przed modernizacją

41 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 40 Zastosowanie praktyczne - POLSKA Most w m. Królowy Most – Polska. Przekrój mostu po modernizacji Warstwa UHPFRC (3 cm)

42 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 41 Zastosowanie praktyczne - SŁOWENIA Most Log Cezsoski – rzeka Soca - naprawa wspornika podchodnikowego, - naparwa pomostu – w zależności od potrzeb, - Wymiana urządzenia dylatacyjnego, - Naprawa powierzchniowa podpory, - poszerzenie mostu na lewym brzegu.

43 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 42 8. Wnioski  «W stronę lokalnego wzmocnienia» drogowych konstrukcji, w najbardziej krytycznych miejscach, poprzez zastosowanie UHPFRC.  Uproszczenie procesu wykonawczego.  Redukcja ciężaru własnego.  Przyrost wytrzymałości konstrukcji istniejących oraz nowych (ochrona i wzmocnienie).  Znaczne zmniejszenie liczby oraz intensywności interwencji podczas użytkowania.  Zaproponowane oraz zastosowane metody badań: nieprzepuszczalność in-situ oraz próba jednoosiowego rozciągania.  Koncept z powodzeniem ukazał techniczną dojrzałość oraz ekonomiczną opłacalność w pierwszym p projekcie w skali naturalnej.  Dwa nowe projekty w trakcie realizacji

44 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 43 Dostępna dokumentacja Dokumenty projektu SAMARIS  D22: Pierwszy projekt pilot- Szwajcaria  D25: Wskazówki dla użycia UHPFRC przy renowacji Wskazówki dla użycia CEMTEC multiscale ® Plan kontroli jakości Liczne artykuły oraz konferencje

45 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 44 9. Referencje  Działalność MCS http://mcs.epfl.ch/  Europejski projekt 5 th FWP / SAMARIS – Sustainable and Advanced MAterials for Road Infrastructures – WP 14: UHPFRC for rehabilitation (2003-2006) http://samaris.zag.si/  Europejski projekt 6 th FWP / ARCHES – Assessment and Rehabilitation of Central European Highway Structures– WP 5: Wzmocnić konstrukcje z użyciem UHPFRC – nastawiony na zastosowanie w Słowenii/Polsce (2006-2009)

46 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 45 Podziękowania Zespół UHPFRC MCS-EPFL: Prof. Eugen Brühwiler, Dr. K. Habel, Prof. J.P. Charron, Dr. H. Sadouki, Dr. J. Wuest, Dr. A. Kamen, Dr. A. Herwig, C. Oesterlee, A. Switek, T. Noshiravani Partnerzy Projektu SAMARIS: Dr. P. Rossi, Dr. R. Woodward Partnerzy Projektu ARCHES: Dr A. Šajna, Mrs J. Šuput, Mrs L. Resčič, Prof. M. Lagoda, Mr A. Sakowski, Mr T. Wierzbicki, Dr. P. Rossi Swiss National Science Fund, Swiss Secretary of Education and Research (EU 5 th FP), Committee of Technology and Innovation, Cemsuisse, Holcim, Swiss Steel AG, the Swiss Federal Roads Office, and the European Union (6 th FP) Road administrations Swiss cantons Wallis and Aargau Road administrations Poland and Slovenia Miasto Geneva

47 Seminarium Kielce – 15 maja 2008 46 Dziękuję za uwagę !


Pobierz ppt "Dr hab. inż. Emmanuel Denarié, Profesor Politechniki w Lozannie Inżynier budownictwa EPF/SIA Laboratorium Utrzymania i Bezpieczeństwa Konstrukcji (MCS)"

Podobne prezentacje


Reklamy Google