Referensundersökningen som utfördes på Chalmers Universitet av Lundgren et al. (2005) jämförs med denna undersökning. Push-Off Test med L-formad geometri användes i båda undersökningarna och visade sig fungera bra för att få brott i den eftersökta vidhäftningsytan. Som i referensundersökning i avsnitt 2,9 fick den borstade ytan ungefär samma skjuvhållfasthet som i denna undersökning. Då den ”krattade” ytan i referensundersökningen kan antas vara en avdragen yta kunde jämförelser utföras med den avdragen yta i denna undersökning. Skillnaden av skjuvhållfastheten i båda undersökningarna var att i denna undersökning erhölls tre gånger högre värden av skjuvhållfastheten än i referensundersökningen, dock måste påpekas att i referensundersökningen framgick det inte hur vidhäftningsytan hade behandlats. Skillnaderna i resultaten kan bero på att förhållandena i referensundersökningen var sämre i jämförelse med denna undersökning då den relativa luftfuktigheten i Chalmers laborationsmiljö var runt 50 % och i Strängbetongs fabrik runt 70 %.
Något som bör uppmärksammas är att sprickor som uppträdde i referensundersökningen uppstod på exakt samma ställen som i denna undersökning, vilket författarna i referensundersökningen inte hade någon förklaring på. Författarna i denna undersökning anser att detta beror på när provningen utfördes så böjdes klacken och moment uppstod i provkroppen, vilket ledde till sprickbildning där provkroppen var tunnast. Därför ska man använda högre hållfasthet på betongen så klacken inte böjs ner alternativt att armera vid de tunnaste delarna av provkroppen.
Geometrin som valdes i denna undersökning var säkrare än referensundersökningens geometri, detta på grund av att vid brott landade provkropparna på varandra. I referensunderökningen så ramlar pågjutningen åt sidan, vilket kan skada personer i närheten.
6
SLUTSATSER
I följande avsnitt dras slutsatser utifrån problemformuleringen samt det som anses mest relevant kring diskussionen.
De mätmetoder som kan användas för att mäta skjuvhållfastheten mellan prefabelement och pågjutning är Push-Off Test med L-formad geometri, Slant Shear Test, Wedge-Split Test och Torsion Twist Test.
De metoder som idag finns för att mäta skrovlighet på en betongyta är Profilmall, Sand-Patch-metoden, Mätlåda och lasermätning. För en snabb och visuellt bra mätning rekommenderas Sand-Patch-metoden.
Förvattning av vidhäftningsytan gav i denna undersökning sämre skjuvhållfasthet. Det beror på att i denna undersökning var förhållandena bättre än i praktiken då den relativa luftfuktigheten i undersökningen var cirka 70 %.
Provning av vidhäftning visade att skjuvhållfastheten var cirka tre gånger högre än vad som uppskattas i Eurokod.
Resultat av skjuvhållfastheten visade ingen skillnad mellan ytorna som behandlades enligt Eurokod 2 och BBK 04. BBK 04 deformerades till och med mindre vid provningsutförandet. Därför anses att Eurokod 2:s hårdare krav på skrovlig yta inte är nödvändig jämfört med BBK 04 med avseende på skjuvning.
7
FÖRSLAG TILL FORSATT ARBETE
En vidare studie kan utföras för flera ytojämnheter för att bekräfta att obehandlade ytor ger en bättre skjuvhållfasthet i vidhäftningen jämfört med förvattnade ytor vid användning av självkompakterande betong.
Pågjutning bör också utföras i verklig miljö gärna på sommartid med risk för uttorkning av ytor innan pågjutning. Detta för att visa relevansen för att förvattna ytorna.
Undersökningen som utfördes i denna rapport kan utföras med andra mätmetoder för att undersöka om skjuvhållfastheten påverkas beroende på undersökningsmetod, vid användning av självkompakterande betong, exempelvis Slant Shear Test, Torsion Test eller Push Off Test.
REFERENSLISTA
Abu-Tair, A. I., Rigden, S. R. and Burley, E. (1996). Testing the Bond between Repair Materials and Concrete Substrate. ACI Journal, vol. 93, No. 6.
Abu-Tair, A. I., Rigden, S. R. and Burley, E. (2000). A new method for evaluating the surface roughness of concrete cut for repair or strengthening. Construction and Building
Materials 14, pp. 171-176.
Aslani, F. & Nejadi, S. (2013). Self-compacting concrete incorporating steel and polypropylene fibers: Compressive and tensile strengths, moduli of elasticity and rupture, compressive stress–strain curve, and energy dissipated under compression.
Composites Part B: Engineering, vol. 53, pp. 121-133.
Austin, S., Robins, P. & Pan, Y. (1999). Shear bond testing of concrete repairs. Cement and
Concrete Research, vol. 29, Department of Civil and Building Engineering,
Loughborough University, Loughborough, United Kingdom.
Barbhuiya, S. (2011). Effects of fly ash and dolomite powder on the properties of self- compacting concrete. Construction and Building Materials, vol. 25, pp. 3301-3305. Billberg, P., Petersson, Ö., Norberg, J., Sundbom, S., & Ysberg, G. (1999). Vibreringsfri
betong för brogjutningar enligt BRO 94. Stockholm, Sverige.
Bingöl, A.F. & Tohumcu, I. (2013). Effects of different curing regimes on the compressive strength properties of self-compacting concrete incorporating fly ash and silica fume,
Materials and Design, vol. 51, pp. 12-18.
Boverket (2004). Boverkets handbok om betongkonstruktioner BBK 04. Karlskrona, Sverige. Brühwiler, E. and Wittmann, F. H. (1990). The Wedge Splitting Test, A new Method of
Performing Stable Fracture Mechanics Tests. Engineering Fracture Mechanics, vol. 35, pp. 117-125.
Burström, P.G. (2006). Byggnadsmaterial: Uppbyggnad, tillverkning och egenskaper.
Studentlitteratur AB, Lund, Sverige.
Choulli, Y., Mari, A.R., Cladera, A. (2007). Shear behavior of full-scale prestressed i-beams made with self-compacting concrete. Materials and Structures, vol. 41, pp. 131-141.
Cuenca, E. & Serna, P. (2013). Shear behavior of prestressed precast beams made of self- compacting fiber reinforced concrete. Construction and Building Material, vol. 45, pp. 145-156.
Delatte, N.J., Williamson, M.S. & Fowler, D.W. (2000). Bond Strength Development of High- Early-Strength Bonded Concrete Overlays. ACI Materials Journal, pp. 201-207. Ding, Y., You, Z. & Jalali, S. (2011). The composite effect of steel fibers and stirrups on the
shear behavior of beams using self-consolidating concrete", Engineering Structures, vol.33, pp. 107-117.
Elofsson, A. & Hallin, M. (2006). Självkompakterande betong: Ytjämnhet utan efterbehandling. (Examensarbete inom byggingenjörsprogrammet i Karlstad),
Avdelning för miljö-, energi- och byggteknik, Karlstads Universitetet.
Fransson Valcic, A. (2013). Skrovlighetens påverkan på vidhäftning mellan prefabelement och pågjutningsbetong. (Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Samhällsteknik i Västerås), Akademi för ekonomi, samhälle och teknik, MDH.
Gohnert, M. (2003). Horizontal Shear Transfer Across a Roughened Surface. Cement &
Concrete Composites, vol. 25, pp. 379-385.
Ibrahim, I., Elliott, K., & Copeland, S. (2013). Interface Shear Stress of Hollow Core Slabs with Concrete Toppings. Nottingham, United Kingdom.
Jayaprakash, J., Samad A. A. A. & Abbasvoch, A. A. (2009). Experimental Investigation on Shear Capacity of Reinforced Concrete Precracked Push-off Specimens with Externally Bonded Bi-Directional Carbon Fibre Reinforced Polymer Fabrics. School of Civil Engineering , Universtiy Sains, Malaysia.
Lennartsson, J. & Hildingsdotter, I., (2009). Självkompakterande betong vid platsgjutning av anläggningskonstruktioner. (Examensarbete inom byggingenjörsprogrammet i Halmstad), Sektionen för Ekonomi och Teknik, Högskolan i Halmstad.
Li, S.E., Geissert, D.G., Frantz, G.C. & Stephens, J.E. (1999). Freeze-Thaw Bond Durability of Rapid-Setting Concrete Repair Materials. ACI Materials Journal, pp. 241-249.
Lundgren, K., Helgesson J. & Sylvén R. (2005). Joints in lattice girder structures. (Department of Civil and Environment Engineering), Division of Structural
Mones, R. & Brene, S. (2013). Hollow-core slabs with cast-in-place concrete toppings: A Study of interfacial shear strength. PCI Journal, vol. 58, pp. 124-141.
Neshvadian, K. B. (2010). Evaluation of Bond Strength between Overlay and Substrate in Concrete Repairs. (Examensarbete inom Infrastruktur), Avdelning för betongbyggnad, Kungliga Tekniska Högskolan (KTH).
Randl, N. (2010). Design recommendations for interface shear transfer in fib. Structural
concrete, vol. 14, pp. 230-241.
Saldanha, R., Julio, E., Dias-da-Costa, D & Santos, P. (2013). A modified slant shear test designed to enforce adhesive failure. Construction and Building Materials, vol. 41, pp.673-680.
Santos P. & Júlio E. (2010). Comparison of Methods for Texture Assessment of Concrete Surfaces. Materials Journal, vol. 107, pp. 433-440.
Santos P. & Júlio E. (2013). A state-of-the-art review on roughness quantification methods for concrete surfaces. Construction and Building Materials, vol. 38, pp. 912-923. Silfwerbrand, J., (1987). Effekter av differenskrympning, krypning och fogytans egenskaper
på bärförmågan hos samverkanplattor av gammal och pågjuten betong. Meddelande nr 147, Institutionen för byggnadsstatik, KTH, Stockholm, pp. 74-96.
Silfwerbrand, J., (1990).Improving Concrete Bond in Repaired Bridge Decks. Concrete
International, pp.61-66.
Silfwerbrand, J., (2002). Shear Bond Strength in Repaired Concrete Structures. Materials &
Structures, vol. 36, pp. 419-424.
Silfwerbrand, J., (2006). Bonded Concrete Overlays – Research Needs. Proceedings, 2nd International RILEM Symposium on Advances in Concrete through Science and Engineering, Quebec City, Canada, pp. 193-206.
Silfwerbrand, J., (2009a).Bonded Concrete Overlays for Repairing Concrete Structures. Chapter 8, “Failure, Distress and Repair of Concrete Structures”, (Edited by N. Delatte), Woodhead Publishing Limited, Oxford, Cambridge & New Dehli, pp. 208-243.
Silfwerbrand, J., (2009b). Bättre bedömning av vidhäftning mellan betong och betong.
SIS (Swedish Standard Institute) 81 20 04 (1973). Betongytors. Bestämning av ytjämnhet. 1 utg. SIS Förlaget AB, Stockholm, Sverige.
SIS (Swedish Standard Institute). SS-EN 4288 (1999). Geometriska produktspecifikationer
(GPS) – Ytstruktur: Profilmetod – Regler för och förfaranden vid mätning av ytjämnhet., 1 utg., SIS Förlaget AB, Stockholm, Sverige.
SIS (Swedish Standard Institute). SS-EN 1992-1-1:2005 (2008). Eurokod 2: Dimensionering
av betongkonstruktioner – Del 1-1: Allmänna regler och regler för byggnader. 1 utg.,
SIS Förlaget AB, Stockholm, Sverige.
SIS (Swedish Standard Institute). SS-EN 13036-1:2010 (2010). Ytegenskaper för vägar och
flygfält – Provningsmetoder – Del 1: Mätning av makrotexturens djup hos en beläggningsyta medelst en volymetrisk metod. 2 utg., SIS Förlaget AB,
Stockholm, Sverige.
Svensk Byggtjänst (1987). Betonghandbok – Reparationer. Borlänge, Sverige.
Svensk Byggtjänst (1990). Betonghandbok – Konstruktion. 2 utg., Borlänge, Sverige.
Svensk Byggtjänst & Cementa AB (1994). Betonghandbok – Material. 2 utg., Borlänge, Sverige.
Svensk Byggtjänst (1997). Betonghandbok – Arbetsutförande. 2 utg., Borlänge, Sverige Svenska Fabriksbetongföreningen (SFF) (2013). Självkompakterande betong: klassificering
av självkompakterande betong. Danderyd, Sverige.
Tschegg, E. K., Ingruber, M., Surberg, C. H. & Munger, F. (2007). Factors Influencing Fracture Behavior of Old-New Concrete Bonds. ACI Materials Journal, vol. 97, pp.447-453.
Vägverket (2006). General Technical Regulations for Bridges and Maintenance of Bridges. Borlänge, Sverige.
Walter, R., Østergaard, L., Olesen, J. F. & Stang, H. (2005). Wedge splitting test for a steel- concrete interface. Engineering Fracture Mechanics. vol. 72, pp. 2565-2583.
Xiao, J., Schneider, H., Dönnecke, C. & König, G. (2004). Wedge Splitting test on fracture behavior of ultra-high strength concrete. Construction and Building Materials. vol. 18, pp. 359-365.
Zhu, Y. (1992). Effect of surface moisture condition on bond strength between new and old concrete. Bulletin No. 159. Stockholm, Sweden: Dept. of Structural Mechanics and
Engineering, KTH, Stockholm, 27 pp.
Elektroniska källor:
Eurocodes (2013). About the EN Eurocodes.
http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/showpage.php?id=1 [Hämtat: 2013-11-02]
Retelius, A. (2003). Självkompakterande betong.
http://www.cmtinter.com/conreg/wpcontent/uploads/2011/03/Sj%C3%A4lvkompak
terande-betong.pdf [Hämtat: 2013-10-04]
SIS (2013). Vad är Eurokoder?
http://www.sis.se/tema/eurokoder/om_eurokoder/ [Hämtat: 2013-12-02]
Swerock (2013). Manual för självkompakterande betong.
http://www.swerock.se/sv/Betong1/Sprutbetong/Betong-sjalvkompakterande/
BILAGA A – BERÄKNING AV SKJUVHÅLLFASTHET
Enligt Eurokod 2 kap. 6.2.5 Tvärkrafsöverföring i fogarFörutsättning:
C 45/55 betong
Ytan antas vara skrovlig och tabellen nedan visar konstanter för olika ytjämnheter Yta c µ Mycket slät 0,25 0,5 Slät 0,35 0,6 Skrovlig 0,45 0,7 Beräkning: Dimensionerande bärförmåga vid fogskjuvning.
Då det inte uppträder vinkelräta krafter mot fogen samtidigt med skjuvkraften antas
Dimensioneringsvärdet på skjuvspänningen i fogen: ( ) ( )
Fogens kapacitet klarar 1,22 MPa i skjuvkapacitet, vilket innebär en maximal
tryckkraft på 38,9 kN för betongkvalitet C 45/55. Därför bör provkroppen dimensioneras efter 50 kN.
Fogens kapacitet klarar 1,44 MPa i skjuvkapacitet, vilket innebär en maximal tryckkraft
BILAGA B – DIMENSIONERING AV PROVKROPP
Provkroppen beräknas enligt en pelartopp. Betonghandboken - Konstruktion 1990 sid 749 – 750 följs samt utskickat material från Strängbetong.
Förutsättning:
betong
VEd antas reduceras med 50 % för den andel av totala lasten som hamnar ute på pelarkonsolen.
Tvärkraften reduceras enligt friktions-koefficienten för upplagskonstruktioner med 30 % enligt tabell 1 kap 6.8 i betonghandboken. Beräkning: [ ( )] [ ( )] ( )
BILAGA I – SAMMANSTÄLLNING AV PROVNING
PROVKROPP Tvärsnittsarea [mm] Max. Belast. [kN] Skjuvhållfast. [MPa] Skjuvhållfast. Medel[MPa] Deformation Vertikal [mm] Def. Vertikal Medel [mm] Deformation Horisontell [mm] Def. horisontell Medel [mm] 1 Avdragen 40000 130 3,25 3,03 0,324 0,320 0,064 0,071 2 Avdragen 40000 112 2,81 0,300 0,139 3 Avdragen 40000 121 3,03 0,335 0,009 4 BBK EJ V 40000 192 4,81 4,28 0,673 0,579 0,02 0,052 5 BBK EJ V 40000 149 3,72 0,511 0,103 6 BBK EJ V 40000 172 4,30 0,552 0,033 7 BBK 40000 167 4,19 3,76 0,562 0,507 0,017 0,046 8 BBK 40000 129 3,21 0,402 0,095 9 BBK 40000 155 3,87 0,558 0,027 10 Eurokod 40000 154 3,86 3,85 0,548 1,274 0,131 0,121 11 Eurokod 40000 174 4,35 2,778 0,076 12 Eurokod 40000 134 3,35 0,495 0,157