concrete, spalling, fire, restraint, uniaxial and biaxial compression
beton, odpryskiwanie, pożar, skrępowanie, jednoosiowe i dwustronne ściskanie
Celem przedstawionych w rozprawie badań eksperymentalnych jest porównanie intensywności i form odpryskiwania betonu poddanego działaniu pożaru przy zastosowaniu różnych procedur badawczych, wcześniej stosowanych w innych laboratoriach. Wybrane różne procedury badawcze mają na celu wprowadzenie różnych metod aktywnego i pasywnego skrępowania odkształceń termicznych betonu, które mogą wpłynąć na charakter i intensywność odpryskiwania betonu wysokowartościowego (BWW) w wysokiej temperaturze.
Badania przeprowadzone zostały na jednym uniwersalnym stanowisku badawczym opracowanym przez autorkę. Do badań zastosowano jeden beton BWW, charakteryzujący się początkową, 28-dniową wytrzymałością na ściskanie fc,28days = 63 MPa. W celu zaobserwowania wpływu różnych sposobów skrępowania odkształceń termicznych betonu autorka zaproponowała pięć konfiguracji badań płyt betonowych w piecu laboratoryjnym: i) badania płyt nieskrępowanych (brak zimnej obręczy), ii) płyty z nieogrzewaną obręczą o dwóch różnych szerokościach (10 cm i 20 cm), iii) płyty skrępowane przez stalowe obręcze o dwóch różnych grubościach ścianki (11 mm i 17 mm), iv) płyty ściskane jednostronnie z naprężeniem 13 MPa (20 % fc,28days) i v) płyty ściskane dwustronnie obciążeniem równym 13 MPa (20 % fc,28days).
Wyniki badań eksperymentalnych potwierdzają, że poziom skrępowania odkształceń termicznych betonu w czasie jego ogrzewania ma duży wpływ na intensywność odpryskiwania i jego charakter. Zaobserwowano, że w bardzo wysokim poziomie skrępowania - w przypadku elementów badanych w stanie dwuosiowego ściskania, odpryskiwanie w postaci odpryskiwania kruszywa występuje zdecydowanie rządniej niż w pozostałych badanych przypadkach. Dominuje za to odpryskiwanie powierzchniowe i eksplozyjne.
The aim of the experimental work is to compare the concrete spalling behaviour: its extent and severity, when exposed to fire using different testing procedures that were previously employed in different fire laboratories. The chosen research procedures are aimed at introducing various methods of active and passive restraint of thermal dilation of concrete, which may affect the nature and intensity of fire spalling of high strength concrete (HSC).
The research was carried out at one universal testing setup developed by the author. One high strength concrete (HSC) characterized by initial 28-days compressive strength of fc,28days = 63 MPa is tested. In order to observe the effect of different passive and active restraint, five configurations of slab are used to test in the laboratory furnace: i) unrestrained slabs (without unheated rim), ii) slabs with unheated rim of two different widths (10 cm and 20 cm), iii) slabs restrained by steel rings of two different thickness (11 mm and 17 mm), iv) slabs under uniaxial compression of 13 MPa (20 % of fc,28days) and v) slabs under biaxial compression of 13 MPa (20 % of fc,28days).
The results of experimental studies confirm that the level of restraint of thermal dilation of concrete during its heating has a major impact on the intensity of spalling and its character. A greater degree of restraint implies more explosive behaviour of concrete. In addition, it was observed that in a very high level of restraint - in the case of elements tested in the biaxial compression state, spalling in the form of aggregate spalling occurs much less frequently than in the other examined cases. Instead, the surface and explosive spalling dominates.
