Konstruktiv oppførsel av høyfast lettbetong

Abstract

Med sin lave densitet i forhold til styrke er lettbetong et gunstig materiale i mange konstruksjonssammenhenger. Sammenlignet med normaltbetong har den også bedre egenskaper med hensyn på fryse/tine sykluser og varmeledning. Tross flere fordelaktige egenskaper begrenses bruken delvis grunnet den vel dokumenterte sprøe bruddoppførselen og lave duktiliteten.

I denne oppgaven er det sett på responsen til lettbetong med Stalite som tilslag ved forskjellig lastsituasjoner. Det ble produsert totalt seks full-skala underarmerte bjelker hvorav fire skulle gå til skjærbrudd, en skulle gå til momentbrudd og en ved heftbrudd i en omfaring av lengdearmeringen. Bjelkene var 150mm brede, 250mm høye og hadde en total lengde på 2900mm. Ved testingen hadde bjelkene et fritt opplagt spenn på 2300mm mellom oppleggene. Skjærbjelkene ble inndelt i to par med a/d forhold på 2.3 og 4.0. Betongprøver i form av kuber og sylindre ble laget for å fastsette betongens viktigste materialparametre. Samtlige bjelker og prøvestykker ble laget fra den samme 0.8m3 store blandingen.

Absorpsjonevnen til Stalitetilslaget fra ovnstørr tilstand ble funnet etter 24 timers og 100 timers nedsenkning i vann og viste henholdsvis 6% og 8.3%. Etter 28 døgn med herding i vannbad viste betongen en ovnstørr densitet på 1850kg/m3 og en gjennomsnittlig sylindertrykkfasthet på flcm = 67.8MPa. Elastisitets-modul og spaltestrekkfasthet ble testet til Elcm = 24175MPa og flctm = 4.05MPa.

Tre av fire skjærkritiske bjelker viste høy lastbæringsevne med omfattende rissutvikling og nedbøyning før brudd. Dette gjaldt spesielt de dype bjelkene med a/d forhold på 2.3 som gikk til brudd ved to til tre ganger forventet kapasitet etter Eurokode 2. En av bjelkene med a/d forhold på 4.0 viste en sprø og plutselig bruddoppførsel med lite utvikling av skråriss i forkant.

Momentbjelken med gjennomgående armering oppnådde forventet kapasitet i bøyning, men hadde en mer duktil oppførsel en ventet. Forholdet mellom nedbøyningen i midtsnitt ved maks last og flyt i armeringen var på 2.63. I bjelken med omfaring oppsto det et typisk forankringsbrudd ved kun 37.3% av bruddlasten til bjelken med gjennomgående armering. Dette viste at omfaringslengden kunne vært lengre for å gi bedre testresultater.