Betoniteräksen vaihtoehtoja: Kuitukomposiitit

Matti Lanu

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen ja kehityksen ansiosta komposiittimateriaaleja ja -rakenteita käytetään päivittäin monella kehittyneellä teollisuuden alalla. Rakennusalalla on vanhastaan ollut joitakin komposiittiajatukseen pohjautuvia tuotteita, kuten teräsbetoniset liittosillat. Nykyään on selvää kiinnostusta uusiin kuitumaisiin materiaaleihin, joita ovat hiili-, aramid-, polypropyleeni-, PAN- ja myös perinteinen lasikuitu. Kuituja käytetään irtokuituna betonissa tai muovimatriisin kanssa jännetankoina. Koska osamateriaalit ovat heikkoja ja hauraita, perusongelmana on osoittaa yhdistelmät riittävän sitkeiksi ja lujiksi. Uusille komposiitti-ideoille voidaan esittää perusteltuja käyttökohteita. Ruostumattomat jänteet ja kuidut soveltuvat kohteeseen, jossa säärasitukset tai kemialliset tekijät asettavat korotettuja vaatimuksia. Työmäärien vähentäminen ja valmistuksen yksinkertaistaminen motivoivat myös uusien materiaalien käyttöön. Tutkimuksessa on keskitytty irtokuituihin ja jännetankoihin hauraassa matriisissa. Tavoitteena on ollut kokeilla alustavaan mitoitukseen ja kehittelyyn sopivia menetelmiä. Komposiittijänteet toimivat kuten jänneteräkset, mutta ovat hauraita ja pehmeitä. Haurauden takia sitkeys on järjestettävä "yliraudoituksella". Komposiittijänteiden tartunta betoniin on määritettävä kokeellisesti. Kuitubetonin lujuuden alustava arviointi perustuu klassiseen seossääntöön. Kuidun lujuus on selvitettävissä valmistajien esitteistä. Komposiitin lujuuden hyödynnettävyys riippuu rakenteeseen syntyvästä rasitus- ja venymätilasta. Kuitubetonia voidaan käyttää leikkausraudoituksen tilalla sekä sellaisissa levymäisissä osissa, joissa ei ole muuta raudoitusta. Kuidun ja matriisin tartunnan selvittäminen on suurin pulma yksinkertaisten, käytäntöön soveltuvien mitoitusmenetelmien kehittämisessä. Toinen vaikeus on materiaaliyhdistelmien lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksien kokeellinen määrittäminen riittävän yksinkertaisesti. Kokeellisessa osassa on testattu mitoitusmenetelmiä. Koetulokset täyttävät mitoitusmenetelmien vaatimukset. Mitoitusmenetelmien avulla ei kuitenkaan voida osoittaa uusien materiaalien käytölle mitään erityistä laskennallista hyötyä lujuudessa tai kustannuksissa.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages56
ISBN (Print)951-38-4306-8
Publication statusPublished - 1992
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1412
ISSN1235-0605

Keywords

  • concrete construction
  • concrete structures
  • composite structures
  • composite materials
  • fibers
  • reinforcement (structures)
  • development
  • production methods
  • durability
  • corrosion resistance
  • brittleness
  • tendons
  • design
  • dimensioning
  • stresses
  • strength
  • calculations
  • prototypes
  • classifications
  • reinforcement

Cite this

Lanu, M. (1992). Betoniteräksen vaihtoehtoja: Kuitukomposiitit. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1412
Lanu, Matti. / Betoniteräksen vaihtoehtoja : Kuitukomposiitit. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 56 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1412).
@book{b9977aa12d8342cf89f8756f507591ed,
title = "Betoniter{\"a}ksen vaihtoehtoja: Kuitukomposiitit",
abstract = "Tutkimuksen ja kehityksen ansiosta komposiittimateriaaleja ja -rakenteita k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n p{\"a}ivitt{\"a}in monella kehittyneell{\"a} teollisuuden alalla. Rakennusalalla on vanhastaan ollut joitakin komposiittiajatukseen pohjautuvia tuotteita, kuten ter{\"a}sbetoniset liittosillat. Nyky{\"a}{\"a}n on selv{\"a}{\"a} kiinnostusta uusiin kuitumaisiin materiaaleihin, joita ovat hiili-, aramid-, polypropyleeni-, PAN- ja my{\"o}s perinteinen lasikuitu. Kuituja k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n irtokuituna betonissa tai muovimatriisin kanssa j{\"a}nnetankoina. Koska osamateriaalit ovat heikkoja ja hauraita, perusongelmana on osoittaa yhdistelm{\"a}t riitt{\"a}v{\"a}n sitkeiksi ja lujiksi. Uusille komposiitti-ideoille voidaan esitt{\"a}{\"a} perusteltuja k{\"a}ytt{\"o}kohteita. Ruostumattomat j{\"a}nteet ja kuidut soveltuvat kohteeseen, jossa s{\"a}{\"a}rasitukset tai kemialliset tekij{\"a}t asettavat korotettuja vaatimuksia. Ty{\"o}m{\"a}{\"a}rien v{\"a}hent{\"a}minen ja valmistuksen yksinkertaistaminen motivoivat my{\"o}s uusien materiaalien k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n. Tutkimuksessa on keskitytty irtokuituihin ja j{\"a}nnetankoihin hauraassa matriisissa. Tavoitteena on ollut kokeilla alustavaan mitoitukseen ja kehittelyyn sopivia menetelmi{\"a}. Komposiittij{\"a}nteet toimivat kuten j{\"a}nneter{\"a}kset, mutta ovat hauraita ja pehmeit{\"a}. Haurauden takia sitkeys on j{\"a}rjestett{\"a}v{\"a} {"}yliraudoituksella{"}. Komposiittij{\"a}nteiden tartunta betoniin on m{\"a}{\"a}ritett{\"a}v{\"a} kokeellisesti. Kuitubetonin lujuuden alustava arviointi perustuu klassiseen seoss{\"a}{\"a}nt{\"o}{\"o}n. Kuidun lujuus on selvitett{\"a}viss{\"a} valmistajien esitteist{\"a}. Komposiitin lujuuden hy{\"o}dynnett{\"a}vyys riippuu rakenteeseen syntyv{\"a}st{\"a} rasitus- ja venym{\"a}tilasta. Kuitubetonia voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} leikkausraudoituksen tilalla sek{\"a} sellaisissa levym{\"a}isiss{\"a} osissa, joissa ei ole muuta raudoitusta. Kuidun ja matriisin tartunnan selvitt{\"a}minen on suurin pulma yksinkertaisten, k{\"a}yt{\"a}nt{\"o}{\"o}n soveltuvien mitoitusmenetelmien kehitt{\"a}misess{\"a}. Toinen vaikeus on materiaaliyhdistelmien lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksien kokeellinen m{\"a}{\"a}ritt{\"a}minen riitt{\"a}v{\"a}n yksinkertaisesti. Kokeellisessa osassa on testattu mitoitusmenetelmi{\"a}. Koetulokset t{\"a}ytt{\"a}v{\"a}t mitoitusmenetelmien vaatimukset. Mitoitusmenetelmien avulla ei kuitenkaan voida osoittaa uusien materiaalien k{\"a}yt{\"o}lle mit{\"a}{\"a}n erityist{\"a} laskennallista hy{\"o}ty{\"a} lujuudessa tai kustannuksissa.",
keywords = "concrete construction, concrete structures, composite structures, composite materials, fibers, reinforcement (structures), development, production methods, durability, corrosion resistance, brittleness, tendons, design, dimensioning, stresses, strength, calculations, prototypes, classifications, reinforcement",
author = "Matti Lanu",
year = "1992",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4306-8",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1412",
address = "Finland",

}

Lanu, M 1992, Betoniteräksen vaihtoehtoja: Kuitukomposiitit. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1412, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Betoniteräksen vaihtoehtoja : Kuitukomposiitit. / Lanu, Matti.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 56 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1412).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Betoniteräksen vaihtoehtoja

T2 - Kuitukomposiitit

AU - Lanu, Matti

PY - 1992

Y1 - 1992

N2 - Tutkimuksen ja kehityksen ansiosta komposiittimateriaaleja ja -rakenteita käytetään päivittäin monella kehittyneellä teollisuuden alalla. Rakennusalalla on vanhastaan ollut joitakin komposiittiajatukseen pohjautuvia tuotteita, kuten teräsbetoniset liittosillat. Nykyään on selvää kiinnostusta uusiin kuitumaisiin materiaaleihin, joita ovat hiili-, aramid-, polypropyleeni-, PAN- ja myös perinteinen lasikuitu. Kuituja käytetään irtokuituna betonissa tai muovimatriisin kanssa jännetankoina. Koska osamateriaalit ovat heikkoja ja hauraita, perusongelmana on osoittaa yhdistelmät riittävän sitkeiksi ja lujiksi. Uusille komposiitti-ideoille voidaan esittää perusteltuja käyttökohteita. Ruostumattomat jänteet ja kuidut soveltuvat kohteeseen, jossa säärasitukset tai kemialliset tekijät asettavat korotettuja vaatimuksia. Työmäärien vähentäminen ja valmistuksen yksinkertaistaminen motivoivat myös uusien materiaalien käyttöön. Tutkimuksessa on keskitytty irtokuituihin ja jännetankoihin hauraassa matriisissa. Tavoitteena on ollut kokeilla alustavaan mitoitukseen ja kehittelyyn sopivia menetelmiä. Komposiittijänteet toimivat kuten jänneteräkset, mutta ovat hauraita ja pehmeitä. Haurauden takia sitkeys on järjestettävä "yliraudoituksella". Komposiittijänteiden tartunta betoniin on määritettävä kokeellisesti. Kuitubetonin lujuuden alustava arviointi perustuu klassiseen seossääntöön. Kuidun lujuus on selvitettävissä valmistajien esitteistä. Komposiitin lujuuden hyödynnettävyys riippuu rakenteeseen syntyvästä rasitus- ja venymätilasta. Kuitubetonia voidaan käyttää leikkausraudoituksen tilalla sekä sellaisissa levymäisissä osissa, joissa ei ole muuta raudoitusta. Kuidun ja matriisin tartunnan selvittäminen on suurin pulma yksinkertaisten, käytäntöön soveltuvien mitoitusmenetelmien kehittämisessä. Toinen vaikeus on materiaaliyhdistelmien lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksien kokeellinen määrittäminen riittävän yksinkertaisesti. Kokeellisessa osassa on testattu mitoitusmenetelmiä. Koetulokset täyttävät mitoitusmenetelmien vaatimukset. Mitoitusmenetelmien avulla ei kuitenkaan voida osoittaa uusien materiaalien käytölle mitään erityistä laskennallista hyötyä lujuudessa tai kustannuksissa.

AB - Tutkimuksen ja kehityksen ansiosta komposiittimateriaaleja ja -rakenteita käytetään päivittäin monella kehittyneellä teollisuuden alalla. Rakennusalalla on vanhastaan ollut joitakin komposiittiajatukseen pohjautuvia tuotteita, kuten teräsbetoniset liittosillat. Nykyään on selvää kiinnostusta uusiin kuitumaisiin materiaaleihin, joita ovat hiili-, aramid-, polypropyleeni-, PAN- ja myös perinteinen lasikuitu. Kuituja käytetään irtokuituna betonissa tai muovimatriisin kanssa jännetankoina. Koska osamateriaalit ovat heikkoja ja hauraita, perusongelmana on osoittaa yhdistelmät riittävän sitkeiksi ja lujiksi. Uusille komposiitti-ideoille voidaan esittää perusteltuja käyttökohteita. Ruostumattomat jänteet ja kuidut soveltuvat kohteeseen, jossa säärasitukset tai kemialliset tekijät asettavat korotettuja vaatimuksia. Työmäärien vähentäminen ja valmistuksen yksinkertaistaminen motivoivat myös uusien materiaalien käyttöön. Tutkimuksessa on keskitytty irtokuituihin ja jännetankoihin hauraassa matriisissa. Tavoitteena on ollut kokeilla alustavaan mitoitukseen ja kehittelyyn sopivia menetelmiä. Komposiittijänteet toimivat kuten jänneteräkset, mutta ovat hauraita ja pehmeitä. Haurauden takia sitkeys on järjestettävä "yliraudoituksella". Komposiittijänteiden tartunta betoniin on määritettävä kokeellisesti. Kuitubetonin lujuuden alustava arviointi perustuu klassiseen seossääntöön. Kuidun lujuus on selvitettävissä valmistajien esitteistä. Komposiitin lujuuden hyödynnettävyys riippuu rakenteeseen syntyvästä rasitus- ja venymätilasta. Kuitubetonia voidaan käyttää leikkausraudoituksen tilalla sekä sellaisissa levymäisissä osissa, joissa ei ole muuta raudoitusta. Kuidun ja matriisin tartunnan selvittäminen on suurin pulma yksinkertaisten, käytäntöön soveltuvien mitoitusmenetelmien kehittämisessä. Toinen vaikeus on materiaaliyhdistelmien lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksien kokeellinen määrittäminen riittävän yksinkertaisesti. Kokeellisessa osassa on testattu mitoitusmenetelmiä. Koetulokset täyttävät mitoitusmenetelmien vaatimukset. Mitoitusmenetelmien avulla ei kuitenkaan voida osoittaa uusien materiaalien käytölle mitään erityistä laskennallista hyötyä lujuudessa tai kustannuksissa.

KW - concrete construction

KW - concrete structures

KW - composite structures

KW - composite materials

KW - fibers

KW - reinforcement (structures)

KW - development

KW - production methods

KW - durability

KW - corrosion resistance

KW - brittleness

KW - tendons

KW - design

KW - dimensioning

KW - stresses

KW - strength

KW - calculations

KW - prototypes

KW - classifications

KW - reinforcement

M3 - Report

SN - 951-38-4306-8

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Betoniteräksen vaihtoehtoja

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Lanu M. Betoniteräksen vaihtoehtoja: Kuitukomposiitit. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1992. 56 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1412).