Rövid acélszálak hatása a gerenda nyírási teherbírására

Az egyre nagyobb népszerűségnek örvendő, egyre szélesebb felhasználási körben alkalmazható szálerősítésű beton különböző anyagú és formájú szálakkal készülhet. A leggyakrabban használt acél és a műanyag szálak mellett folyamatosan találkozhatunk újabb alternatívákkal. Egy lehetséges változat az autógumi gyártásakor keletkező rövid acél szál, melyet jelenleg semmilyen formában nem használnak fel, hulladékként kezelnek. Környezetvédelmi szempontból tekintve az eshetőséget, a „hulladékszál” felhasználásával csökkenthetjük az ökológiai lábnyomunkat, vagyis a levegőbe jutó szén-dioxidot, továbbá kevesebb lehet a természetbe kerülő, újrahasznosításra nem alkalmas szemét mennyisége.

Az elvégzett laborkísérletek során azt vizsgáltuk, hogy a véletlenszerűen elhelyezett, de egyenletesen elkevert szálak hogyan változtatják az ágyazó anyaguk, vagyis a beton mechanikai tulajdonságait. Azt teszteltük, hogy az említett rövid acél szál hatással van-e a betongerendák hajlítási teherbírására, duktilitására, valamint nyírási teherbírására. Vizsgáltuk, hogy vékony tartókban helyettesíthető-e szálakkal a kengyel nyírási igénybevétel esetén.

Első körben erősítés nélküli beton és három különféle száladagolású, hosszanti vasalás nélküli próbagerendák három pontos (vagy felezőpontos) hajlításvizsgálatát végeztük, hogy megvizsgáljuk a szálak hatását, kiválasszuk a megfelelő adagolást. A hajlításvizsgálat azt mutatta, hogy az acélszálak nem növelik a betongerenda teherbírását, azonban jelentősen megnövekedett a gerendák duktilitása a száltartalom függvényében. Az eredményül kapott erő-elmozdulás görbékből visszaszámoltuk a szálerősítésű betonanyag húzószilárdságát, mely az irodalomban található elméleti összefüggések alapadata. Ezután újabb gerendákat készítettünk szálerősítéssel és anélkül is, hagyományos hosszirányú erősítést alkalmazva. A szálerősített daraboknál az előzetesen kiválasztott optimális szálmennyiséget alkalmaztuk. Szintén hárompontos hajlításvizsgálatnak vetettük alá ezeket a próbadarabokat, majd a szálerősített és a szálak nélküli gerendák vizsgálat során kapott erő-elmozdulás görbéit összehasonlítottuk. Az alkalmazott hosszbetétek megnövelték a hajlítási teherbírást, így a gerendák nyírásra mentek tönkre. A gerendák törőterhe a nyírási teherbírásnak felel meg. Eredményül azt kaptuk, hogy az acélszálak 50%-kal növelik meg átlagosan a nyírási teherbírást. A kísérleti eredményeket összevetettük az irodalomban található nyírószilárdságra vonatkozó tapasztalati egyenletekkel, vizsgálva azok alkalmazhatóságát.

szerző

• 
  Botos Anna
  Építészmérnöki nappali alapképzés (BSc)
  alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

• 
  Dr. Pluzsik Anikó
  adjunktus, Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
• 
  Juhász Károly Péter
  tanársegéd, Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék